淺析劇場建筑電氣設計

摘要： 劇場具有大空間、建筑形式復雜、負荷大、人員高度聚集以及安全疏散要求高等特點。以設計實例為依托，對中型甲等劇場的電氣設計進行了深入探討，著重對負荷分級、變電所、柴油發電機、應急照明以及消防報警系統等設計中遇到的問題進行闡述和分析，提出解決方案和建議。關鍵詞： 劇場; 負荷分級; 變電所; 柴油發電機; 應急照明; 消防報警

中圖分類號： TU855文獻標志碼： A文章編號： 1674-8417（2024）08-0031-07

DOI： 10.16618/j.cnki.1674-8417.2024.08.007

0引言

近年來，隨著城市建設的快速發展和群眾精神文化生活的日益豐富，劇場作為城市文化的重要載體，得到了越來越多的關注和大力發展。在劇場建筑電氣設計中，應充分考慮建筑電氣、舞臺照明、音響、智能化等多個方面，以滿足演出的需求和提高觀眾的觀賞體驗。本文以某劇場項目設計實例為基礎，對中型甲等劇場建筑電氣設計進行分析。

1劇場配電系統設計

1.1項目概況

本文設計實例的某中型甲等劇場是由1幢1 200座中型甲等劇場和1幢500座的小型劇場組成。某中型甲等劇場項目概況如表1所示。

1.2負荷分級

目前，劇場建筑電氣設計各規范（標準）負荷分級對照表如表2所示［1-3］。

從表2中看出，3個規范在劇場負荷分級的定義及其涵蓋范圍上存在差異，具體分析如下。

JGJ 57—2016《劇場建筑設計規范》把劇場的規模劃分為特大型、大型、中型和小型4種類型，劃分依據主要是觀眾坐席數量;同時，又將劇場劃分為特等、甲等、乙等3個等級;然而其用電負荷的分類，是按照劇場等級標準進行劃分的，沒有以劇場規模來劃分。

最新“電氣通規”中，“特級負荷”的概念首次被提出，同時取消了“一級負荷中的特別重要負荷”的提法，其負荷等級的劃分標準是以停電引起損失的后果作為依據，并沒有對具體負荷劃分等級。

那么，對于中型甲等劇場“調光用計算機系統”，是否屬于特級負荷的范疇規范尚不明確。

對于中型甲等劇場的“舞臺照明、貴賓室、演員化妝室、舞臺機械設備、電聲設備（調音控制系統）、電視轉播用電”等負荷應該屬于哪一級負荷的范疇三個規范有不同的定義和描述。

在設計過程中，當遇到規范沖突的情況，本文主張設計人員應當深入理解規范制定的初衷，并依據具體情況進行具體分析。特別是涉及安全問題時，建議按照“優先選擇高要求、新規定，嚴格把握標準”的原則進行處理。

以某中型甲等劇場為例，該劇場的設計過程正值新老規范更新交替期間，電源可靠性成為關注焦點。業主對項目寄予厚望，期望其成為城市地標，并提出要滿足演出季、藝術節、絲綢之路國際藝術節、綜藝晚會以及大型節慶活動的需求;同時考慮JGJ 57—2016《劇場建筑設計規范》;以確保設計的合理性和用電安全可靠性。

綜合各方面因素，本設計以2022年最新規范為標準，針對該工程的實際情況，將該項目的“調光用計算機系統”作為一級負荷考慮，并配備不間斷電源（UPS）作為其獨立的備用電源;本項目消防用電按地下室的I類汽車庫消防負荷標準確定，按一級負荷考慮;“舞臺照明……”等負荷，根據最新規范標準，按二級負荷考慮。某中型甲等劇場主要負荷分級如表3所示。

1.3電源情況

本項目附近有一座110/10 kV變電站，從其不同母線段引來兩路10 kV電源。該雙重電源來自同一電網，電路相互之間聯系很弱，雖然能滿足一級負荷雙重電源的理論要求，但如果發生故障，引起兩路進線同時失去電源，造成停電事故。為確保萬無一失，本設計設置1臺柴油發電機作為消防一級負荷備用電源，提高電源可靠性，并滿足業主要求。

1.4變電所的設置

本項目設一座10 kV開閉所，兩座地下10 kV變電所，設8臺變壓器，1臺柴油發電機。變電所、柴油發電機的設置如表4所示。

其中，10 kV開閉所設在地下1層靠外墻處，以便于電源進出線及運輸維修。變電所設置在負荷中心，將低壓供電半徑控制在250 m以內。

1 000 kVA×2變壓器為劇場商業專用變壓器;2#變電所1 600 VA×2變壓器主要帶冷凍機房負荷，其余變壓器的容量按負荷情況，平均分配確定。

1.510 kV主接線

10 kV開閉所兩路電源同時供電，變壓器并列運行。

10 kV主接線如圖1所示。

2柴油發電機容量確定

柴油發電機作為劇場的備用電源，帶1#和2#變電所的一級負荷及部分二級負荷。1#變電所的低壓主接線典型系統圖如圖2所示。

根據《民用建筑電氣設計標準》第6.1.3條文說明，公式如下：

SC₁=αP_Σ/η_Σcosφ

式中： P_Σ——總負荷;

η_Σ——總負荷的計算效率，“一般取0.82～0.88”本設計取0.82;

cosφ——發電機的額定功率因數，“可取0.8”;

α——負荷率。

α×P_Σ即為計算負荷，在消防狀態下，消防計算負荷為1 029.2 kW，此時發電機容量為1 568.9 kVA。

在非消防狀態下，接入柴發的一二級計算負

荷為959 kW，此時發電機容量為1 461.9 kVA。

根據以上計算，按照穩定性負荷計算的柴油發動機最大容量是1 568.9 kVA。

因此，選用1 500 kW/1 875 kVA柴油發電機1臺。

3火災自動報警滅火系統

3.1探測器設置

針對劇場建筑空間結構復雜、體積大、高度高、可燃物多、火災蔓延速度快、功能多樣的特點，根據不同區域選擇相應的探測器。某劇場主要區域火災探測器設置如表5所示［4］。

表5中，舞臺區域滅火措施是雨淋系統，其觸發信號需要采用兩種探測器的“與”邏輯，采用吸氣式感煙探測器，其能對火災初期較小陰燃火源更早發現;加上一組光截面探測器來作為觸發信號。但是，舞臺區域有眾多幕布以及機械設備，會對光截面探測器產生一定干擾，為避免遮擋，本設計增加一組雙波段圖像型火焰探測器，這樣可將光截面探測器與圖像型火焰探測器組合使用，既避免了幕布道具遮擋，又避免探測死角，確保火災報警萬無一失。

3.2火災自動報警系統聯動設計

火災自動報警系統與消防泵的聯動：濕式和干式系統噴淋泵有3種遠程啟泵方式：① 壓力開關直接連鎖啟泵;② 消防聯動控制器聯動控制啟泵;③ 手動控制盤直接啟泵;其中第二種啟泵方式是作為第一種啟泵方式的后備。

火災自動報警系統與消防風機的聯動：加壓送風機、排煙風機、補風機有3種遠程啟動方式：① 系統中任一排煙閥或排煙口開啟時，排煙風機、補風風機自動啟動;任一常閉加壓送風口開啟時，相應的加壓風機自動啟動;② 火災自動報警系統聯動啟動;③ 手動控制盤直接啟動。

總之，劇場的火災自動報警系統具有系統構成復雜，消防報警探測器種類繁多，專業接口眾多，各控制器間的互聯情況復雜，火災自動報警系統聯動要求高等特點。因此對各元器件的匹配性、系統的兼容性以及各專業的協同工作提出了更高的要求，以避免火災自動報警滅火系統“動不了或誤動作”情況發生。

火災自動報警滅火系統圖如圖3所示。

4消防應急照明系統

目前，劇場消防應急照明設置主要依據規范對照表如表6所示［5-7］。

關于“地面上保持視覺連續的方向標志燈設置”問題，從表6中看出，本項目為1 200座劇場，沒有達到1 500座的設置標準，但是，劇場的觀眾廳內人員聚集，空間狹窄，起火后容易造成恐慌、踩踏，因此本設計在觀眾廳內增加了地面上保持視覺連續的地面疏散方向標志燈，作為增強措施，提高了觀眾廳地面疏散方向標志燈的標準。某劇場主要場所消防應急照明和疏散指示設置如表7所示。

表7中，關于疏散標志燈的選擇，室內高度大于4.5 m的場所采用特大型疏散標志燈;室內高度小于3.5 m的場所采用中型疏散標志燈。

根據劇場建筑的不同挑空高度及功能特殊性，消防應急照明燈具采用了針對性設計。高度在8 m及以上的空間采用B型燈具;8 m以下的高度采用A型燈具;而舞臺區域的空間雖然超過8 m，但是其人員疏散通道是設在舞臺四周，所以，設計將應急照明燈具設置在通道墻壁上，沿墻離地2.5 m壁裝，采用A型燈具，這樣既能保證演職人員逃生，又不影響演出狀態下舞臺燈光效果。

關于應急照明電源，本項目采用“A型集中電源”及“B型集中電源”，由雙切箱低壓專線供電，由EPS儲能。持續供電時間滿足規范要求。

消防雙切配電箱電路圖和A型集中電源系統圖如圖4所示。

5結語

中型甲等劇場因其特殊性，在電氣設計中，應特別注意不同規范對劇場的不同描述及定義，并關注新老規范的動態變化，對具體情況進行具體分析;特別是涉及安全問題時，建議按照“優先選擇高要求、新規定，嚴格把握標準”的原則進行處理。

［1］中華人民共和國住房和城鄉建設部.民用建筑電氣

圖4消防雙切配電箱電路圖和A型集中電源系統圖

設計標準：GB 51348—2019［S］.北京：中國建筑出版傳媒有限公司，2019.

［2］中華人民共和國住房和城鄉建設部.建筑電氣與智能化通用規范：GB 55024—2022［S］.北京：中國建筑出版傳媒有限公司，2022.

［3］中華人民共和國公安部.火災自動報警系統設計規范：GB 50116—2013［S］.北京：中國計劃出版社，2014.

［4］中華人民共和國公安部.建筑設計防火規范：GB 50016—2014（2018年版）［S］.北京：中國計劃出版社，2015.

［5］中華人民共和國住房和城鄉建設部.消防應急照明和疏散指示系統技術標準：GB 51309-2018［S］.北京：中國建筑工業出版社，2019.

［6］中華人民共和國住房和城鄉建設部.劇場建筑設計規范：JGJ 57—2016［S］.北京：中國建筑工業出版社，2017.

［7］中華人民共和國應急管理部.消防設施通用規范：GB 55036—2022［S］.北京：中國建筑出版傳媒有限公司，2023.

收稿日期： 20240305

Analysis of Theater Building Electrical Design

PENG Junfan

（Arcplus Institute of Shanghai Architectural Design amp; Research Co.，Ltd.， Shanghai 200041， China）

Abstract： Thetheater has the characteristics of large space，complex architectural form，large load，high personnel gathering and high requirements for safe evacuation.Based on the design example，this paper deeply discusses the electrical design of medium-sized A-class theaters，focusing on expounding and analyzing the problems encountered in the design of load classification，substations，diesel generators，emergency lighting and fire alarm systems，and puts forward solutions and suggestions.

Key words： theatre; load classification; substation; diesel generator; emergency lighting; fire alarm