【IBE】重庆国际马戏城电气设计概述

《重庆国际马戏城电气设计概述》一文以重庆国际马戏城项目为例，详细介绍了集马戏、剧场、杂技等为一体的多功能观演类建筑的电气设计要点，对同类项目的电气设计有一定的参考意义。

1 工程概述

本项目位于重庆市主城区弹子石组团A标准分区，A10-7/03地块，建筑面积为36 800m²（地上 24 780m²，地下12 020m²）,以杂技、马戏演出为主，是集办公、业务生产、培训、文化交流及展示、休闲娱乐、旅游为一体的大型综合性文化设施。该项目分为二期建设，一期为主剧场及商业配套设施；二期为动物驯养用房与生活服务楼。

建筑分类为二类高层，大型乙等剧场，地下二层、地上三层。地下二层主要是舞台机械的台仓，车库及机电用房；地下一层为后勤出/入口，主要为舞台机械台仓、变配电室及附属办公用房与仓库。地上一层是观众出/入口层，中心为圆形动物跑场及镜框式舞台，前区为观众入口大厅及配套用房，后区为演出工艺用房（如服装间、化妆间等）；二层及三层均为观众看台，在观众看台后侧设灯光控制室及影像控制室，其中，圆形舞台正上方为演出工艺马道层、舞台栅顶层与舞台机械、舞台灯光电气用房。

2 主要电气系统

2.1  10kV/0.4kV变配电系统

2.1.1 负荷分级

鉴于消防性能化要求，考虑到本项目的实际情况，负荷分级如下。

1）一级负荷

消防控制室、安防监控室、通讯机房（电话交换机房）、计算机及网络机房、楼宇管理机房、变配电室等的设备用电；建筑物内所有安防、消防等防灾设备用电；舞台、贵宾室与演员化妆间照明、舞台机械设备、电声设备用电及应急照明电源、客梯设备用电为一级负荷。其中调光用的计算机系统电源为一级负荷中特别重要负荷。

2）二级负荷

观众厅照明、污水泵、雨水泵、观众厅空调设备等用电为二级负荷。

上述未涉及的均为三级负荷。

2.1.2 供电措施

本项目采用引自市政电网的10kV双重电源，要求10kV外电源除非有不可抗拒的原因，当任一路电源进线故障时，另一路进线不应同时受到损害，并且有100%供电能力。

其间，一级负荷中的特别重要负荷容量较小，采用两路市电末端互投后加UPS方式供电；一级负荷采用两路市电末端互投方式供电；二级负荷、三级负荷采用单回路方式供电。

2.1.3 变压器容量设置

在初步设计阶段，调研了上海大剧院、重庆大剧院、歌剧院以及其他3个剧场，其变压器设置情况详见表1。

表1 各剧院变压器的设置情况

在施工图后期对所有负荷进行详细计算后，2台2 000kVA的变压器满足本项目的需求。

在本项目中，舞台工艺相关的用电设备安装容量巨大（其中舞台灯光的安装容量为3 587kW,舞台机械的设备安装容量为1 163kW，其工艺设备安装容量总计4 750kW），如何正确地对舞台工艺设备进行准确的负荷计算，是考验整个配电系统安全、可靠、经济性的关键。而针对本项目的建筑功能来说，其主要以马戏与杂技表演为主，兼顾小剧场演出。因此在进行舞台工艺设备用电的负荷计算时应区别对待。

在JGJ 16-2008 《民用建筑电气设计规范》中的表9.6.8中给出了不同容量的舞台照明的需用系数，但是每个剧场/观演建筑内的演出工艺各不相同，表中给出的系数仅能作为参考，在实际项目中负荷计算的需用系数应根据实际情况进行调整。在与舞台工艺设计方进行施工图配合时，一定要对其提供的负荷进行详细调研，不然很有可能造成配电干线及变压器容量的浪费。

常规镜框式舞台进行负荷计算时应把握以下原则：台上/台下设备容量分开计算；演出与排练负荷要区分；工艺用电最大组/安装容量要区分。 

与舞台工艺设计方多次配合后，最终本项目舞台照明配电干线需用系数取0.3，舞台机械配电干线需用系数取0.35，分类同时系数取0.8。

2.1.4  变电室设置与高低压配电系统

变配电所设在主场馆B1层前部位置，位于负荷中心。10kV配电装置采用单母线分段方式，设进线隔离、断路器及计量柜、馈出断路器柜、母联断路器及母联隔离柜，进线和母联手动操作，三个断路器只能同时闭合两个，设机械与电气闭锁防误操作；设母联和母联隔离防带电拉合隔离车，设机械与电气闭锁。

变配电所低压两路电源分设主进断路器，采用单母线分段运行方式，设置母联断路器，两段母线互为备用。设进线柜、母联柜、电容器柜和馈线柜。

低压母联及主进三个断路器就地采用专用PLC控制，控制器具有“自投自复”、“自投手复”、“自投停用”三种位置状态，并具有电气闭锁、防误操作等功能。

2.1.5 无功补偿与谐波治理

低压母线上装设一组串联低压干式滤波补偿电容器和电抗器，采用滤波补偿技术，既作功率因数补偿，又作抑制谐波处理。系统补偿后的功率因数应达到0.92以上，配备电抗系数14.8%的谐波电抗组合。

在本项目中，由于舞台机械、电声设备、舞台照明与调光设备、电扶梯等对谐波比较敏感，因此所有具有谐波源的地方，要求其注入低压配电网的电压总谐波畸变率≤3％，电流总谐波畸变率≤10％。

2.2 动力与配电系统

控制回路电压等级选用AC 220V；低压配电系统的接地形式采用TN-S系统；配电干线采用放射式与树干式相结合的配电方式；普通电力电缆采用WDZA-YJY型，消防电缆采用WDZAN-YJY型。

风机、水泵配电控制箱柜若与设备异地设置，设备旁应设计试验控制按钮箱或隔离检修控制按钮箱。

消火栓泵、喷淋泵控制柜设变频低速自动巡检功能柜。消防系统的泵及风机，其过载保护装置只报警，不跳闸。

2.3 弱电系统电源

每层弱电间设置集中弱电配电箱，安防、楼宇、网络、电信等末端设备电源均引自该配电箱。在消防控制室设置集中UPS电源，供消防系统用电。

2.4 照明系统

根据JGJ 57-2000《剧场建筑设计规范》与GB 50034-2004《建筑照明设计标准》中的相关要求，所有灯具均选用高防护、高效率的节能型灯具，光源显色指数Ra≥80、色温3 000～5 000K，且灯具的三次谐波电流不超过基波电流的33%。

由于空间复杂，在前期设计时均要对重要场景进行照度计算，尤其是观众厅与排练厅。

借助Revit模型准确构造空间信息模型，采用CalcuLux Area与DIALux照明设计软件，对观众厅进行分析（详见图1~2），得出合理的灯具布置及灯具设计参数。

图1 观众厅沿马道灯具布置示意图

图2 观众席照度计算分析图

2.5  BIM的应用

由于本项目建筑形体复杂，因此采用BIM设计，以建立全专业的信息模型，同时用于公共区复杂管线的碰撞检测，力求在施工前期及时、有效地发现管道标高问题，优化桥架路由，避免施工浪费与拆改。强弱电桥架模型示意图见图3。

图3  强弱电桥架模型示意图

2.6 防雷与安全保护接地系统

经过计算，N＝0.253 2次/年，按第二类防雷建筑物设防，采用传统的法拉第笼式防雷体系，按整体防雷概念设计，并采用分流、等电位、SPD措施对电流进行防治。

以主场馆的金属屋面为接闪器，利用建筑物外侧钢结构柱、幕墙钢结构柱、外墙混凝土结构柱内主钢筋（4根主筋）做防雷装置引下线，利用基础地板内的结构钢筋作为接地极。建筑物外墙室内侧，人员站立在每层楼板位置到所能触及建筑物外墙的范围内(1 200mm)作等电位均压环网。首层玻璃及铝板外幕墙应做等电位联结，按柱间距预留联结，人员进出位置利用结构板内钢筋网做防跨步电压的均压措施。

强电、弱电及建筑物防雷各系统采用共用接地装置，接地极电阻值＜1Ω。变配电所、电信机房、消防控制室、弱电控制室设置等电位联结端子箱,其中等电位联结端子板通过独立的接地连接线与接地装置连接。

配电间、弱电间、设备机房、卫生间、浴室等处设置局部等电位端子箱，就近与板内钢筋连接。

文章节选自于《智能建筑电气技术》杂志2017年第4期，《重庆国际马戏城电气设计概述》，文章版权归《智能建筑电气技术》杂志所有，转载请注明出处。

======================

智能建筑电气技术杂志创刊于2007年，由亚太建设科技信息研究院主办，是拥有国内（CN）国际（ISSN）正式刊号面向全国发行、入选《中国核心期刊（遴选）数据库》的专业技术刊物。依托中设协电气分会、节能协会建筑电气及智能化节能专业委员会、中国建筑设计研究院三大技术资源，发挥协会的指导作用、领先的技术水平、专家号召力及多种媒体资源四大优势，打造全方位、立体化、多渠道的媒体宣传平台。杂志特色：每期侧重一个主题，以专辑形式出版，全年6期。主要介绍智能建筑及电气的设计、施工、设备安装、调试、系统集成、网络技术、工程实例及新型设备和产品等，集科研、工程、技术于一体。

=======================

中国勘察设计协会建筑电气工程设计分会，住建部主管的国家一级行业协会，其下属建筑电气工程设计分会是由设计单位、建设单位、高等院校、研究机构、产品商和集成商等人士自愿组成的全国性社会团体。目前，拥有全国法人会员单位263家，会员代表358名，挂靠单位为中国建设科技集团。

 

长

按

解

锁

  加入中国勘察设计协会建筑电气工程设计分会

中国智能建筑信息网（www.ib-china.com）创办于1998年，是该行业唯一通过住建部批准、北京市工商局注册，带有“中国”字头的机电设备专业网站；是一家提供行业信息、创意、策划和专业服务的机构。在广泛的合作伙伴中，吸纳了一批富有活力、敬业精神和拥有专业知识的队伍，以行业资源重组、优势联合为手段，致力于提供全方位的服务。

 

长

按

解

锁

  了解中国智能建筑信息网

感谢分享转发，让更多的朋友加入。市场合作联系电话：010-57368792/98。