谈谈剧院电气施工中需注意的问题

　　摘要：结合工程案例，对剧院电气施工中的供配电、防火幕、大空间火灾报警等问题进行研讨分析，提出施工中的解决办法。
　　关键词：剧院、供配电、防火幕、大空间灭火报警
　　1工程概况
　　某铁路文化宫剧院位于住宅综合楼的1-4层裙楼内，总建筑面积7505m2，工程范围包括剧院、电影厅与文艺中心等附属用房二大部分，其中：剧院建筑面积1886m2、座位658个，附属用房建筑面积4566m2，其它建筑面积1053m2。该文化宫剧院建成后将定位于以文艺演出为主、兼会议、电影放映等功能的文化标志性场所。
　　由于该文化宫剧院为住宅综合楼的裙楼，其电力供电部分已在综合楼主体电力施工时已按施工设计图纸安装完毕，采用了一路10KV电源供电，设一台1600KVA变压器对文化宫剧院的所有负荷及消防设备用电进行供电、设一台1000KW发电机对所有消防设备备用电源供电；消防报警联动控制系统与住宅楼共用一个系统、设一个控制室。
　　下文将结合本工程案例谈谈在剧院电气施工中应注意的供配电、大空间火灾报警及防火幕的问题。
　　2电力供配电
　　随着铁路文化宫剧院施工设计图纸的深化，特别是舞台设备（将“舞台机械、舞台灯光、舞台音响”统称为舞台设备，以下同）、电影放映系统的专业施工设计图纸的深化，该文化宫剧院已安装的1600KVA变压器预留低压配电柜的供配电问题越来越突出，预留负荷与深化后设计需求负荷相差盛大，二者数据对比见表一所示。
　　表一：已安装1600KVA变压器预留负荷与设计需求负荷对比表
　　序号 需求负荷名称 预留负荷（kw） 设计需求负荷（kw）
　　1 地下室照明 73.6 73.6
　　2 消防用电 645 726
　　3 剧院普通照明 352 464
　　4 电梯设备 75 75
　　5 中央空调 296 400
　　6 舞台灯光 600 1180
　　7 舞台机械 0 50
　　8 舞台音响 0 55
　　9 电影放映设备 0 35
　　10 合计 2041.6 3058.6
　　从表一可知:已施工完毕的供电系统存在严重供配电回路不足、甚至存在1600kva变压器容量不足的问题。针对此问题，使用单位、接管单位、舞台设计院及监理公司等多家单位均提议更换1600kva变压器、对既有低压配电房改造、重新向供电局报装用电容量，由此涉及的手续繁琐、造价高。建设单位为更合理、经济、快速的解决此问题，委托笔者根据现场供电系统实际情况及舞台设备深化设计的要求，对所需负荷进行核算并提出安全、适用、经济、确实能现场解决的改造方案。为此，根据表一中的数据，及如下公式进行负荷计算。
　　Pjs=KC×PE，Qjs=Pjs×tgφ，
　　式中：Pjs—有功计算功率，
　　PE—设计需求负荷功率，
　　KC—需要系数，
　　Qjs—无功计算功率，
　　tgφ—功率因数角正切，
　　Sjs—视在计算功率,
　　K—同时使用系数（或叫同期系数、混合系数）。
　　根据《建筑供配电》及《民用建筑电气设计规范》相关规定，合理取KC与tgφ的数值、以及取K=0.9，对需求负荷进行有功功率、无功功率、视在功率计算，结果见表二。
　　表二：需求负荷的有功功率、无功功率计算一览表
　　序号 需求负荷名称 PE（kw） KC cosφ tgφ Pjs（kw） Qjs（kw）
　　1 地下室照明 73.6 0.5 0.9 0.48 36.8 17.664
　　2 消防用电 726 0.4 0.8 0.75 290.4 217.8
　　3 剧院普通照明 464 0.7 0.9 0.48 324.8 155.904
　　4 电梯设备 75 0.5 0.5 1.73 37.5 64.875
　　5 中央空调 400 0.55 0.8 0.75 220 165
　　6 舞台灯光 1180 0.3 0.5 1.73 354 612.42
　　7 舞台机械 50 0.2 0.5 1.73 10 17.3
　　8 舞台音响 55 0.8 0.8 0.75 44 33
　　9 电影放映设备 35 0.8 0.8 0.75 28 21
　　10 合计 3058.6    1345.5 1304.963
　　由表二可得到：=1686.94kva
　　经计算可知，原1600KVA变压器容量确实不足，无法满足设计需求负荷。根据现场供配电实际情况及负荷需求，提出如下改造方案：
　　1、将舞台音响、电影放映设备单独供电，其视在功率为=81kva，新增一个低压配电房、内设一台80KVA变压器及二面低压配电柜，就可对舞台音响及电影放映设备系统供电，同时也可以避免舞台机械及舞台灯光的启停冲击电流对这二个系统的影响；
　　2、将舞台音响、电影放映设备单独供电后，剩余需求负荷视在功率为=1606.6kva，原1600KVA变压器容量就足够了，只需要对原低压配电房低压配电柜进行改造、新增二面低压配电柜，并对原来低压供配电回路进行调整，即可对舞台灯光、舞台机械及其它需求负荷供电；
　　3、对1600KVA的干线设置滤波装置；
　　4、建议增加一路高压供电，对剧院各种设备进行双电源供电。
　　此改造方案提出后，经建设单位、供电部门、设计单位等相关单位多次会议研究讨论后决定：对方案（1）（2）建议进行实施；由于资金关系，方案（3）（4）建议暂不实施；并要求设计院根据此方案结合会议综合意见出正式设计变更施工图纸，现场按图施工。
　　3大空间灭火报警及防火幕
　　该文化宫剧院舞台及观众厅为大空间构造，观众厅空间高18.6m、舞台部分高23m，剧院立面具体情况可见图一：剧院剖面示意图。
　　
　　设计院根据剧院火灾危险性、疏散和扑救难度，设置了大空间水幕水炮灭火报警及联动系统。在施工前的消防图纸会审中，根据现场装修的实际情况及以往施工经验，提出了如下几条建议：
　　3.1建议在观众厅吊顶天花内增设火灾探测器与喷淋系统。因观众厅吊顶天花完成面距离楼板最高的地方达7m、最低的地方也有3m左右，根据规范要求：天花内闷顶净空间>80cm时，应设喷淋系统。
　　3.2将观众厅天花吊顶安装的二个设计型号为ZSS-20型的全智能自动水炮更换成ZSS-25型的全智能自动水炮。
　　水炮的设计射程可按公式确定：DS=DS0×
　　式中：DS—水炮的设计射程（m），
　　DS0—水炮在额定工作压力时的射程（m），
　　Pe—水炮的设计工作压力（MPa），
　　P0—水炮的额定工作压力（MPa）；
　　本剧院工程水炮的设计工作压力为0.66MPa，按照设计要求的技术参数选用“天雨”牌ZSS-20型水炮，其的额定工作压力为0.6MPa、额定工作压力时的射程为20m。据公式可计算出水炮的设计射程DS=20×=21m。由本工程剧院空间尺寸（长×宽×高）36×24×18.6m与水炮的安装位置（见图一：剧院剖面示意图）可知，本工程的水炮射程要达到的最远地方应为观众厅与舞台交接处的墙角处，其计算距离S==24.18m，选择的水炮射程不应小于25m，则应选用“天雨”牌ZSS-25型水炮，其额定工作压力时射程为25m，设计射程DS=25×=26.22m，水炮射程可达到剧院内任一位置，满足了《固定消防炮灭火系统设计规范》的要求。
　　3.3在观众厅距离吊顶完成面1M处等距增设5组红外线火灾探测器，提高火灾报警信号的真实性与正确性，减少智能水炮的误动作。
　　3.4在舞台口增设一道防火幕。
　　设计院在综合公安消防处审核意见的基础上，接受了（1）-（3）条的建议并提供了设计变更施工图纸、未同意增设一道防火幕。设计院认为舞台机械专业在舞台设置了一道大幕、且在舞台大幕二侧各设置了二排水幕喷头，可以满足消防防火要求；同时公安消防处审核消防报建时也未要求设置一道防火幕。但笔者并不认同设计院的观点、认为这是一个误区：防火幕是剧院舞台上重要的防火设备，作用类似一般建筑中常用的防火卷帘，火灾时降下起到分隔舞台与观众厅的作用，防止火灾的蔓延。防火幕是消防设备，应按消防设备的要求供电，并且其状态、运行受消防控制室控制；同时防火幕也是舞台机械中的一部分，动作也要受舞台操作系统的控制，这就是其特殊性。设计院只理解了防火幕的舞台机械属性、勿视了其消防属性。在正常情况下，舞台大幕结合水幕能达到防火幕的防火隔断要求，但是由于它不能与消防其它系统联动，为此火灾发生时完成不了消防联动动作；特别是当火灾发生时，舞台机械等非消防电源已经全部被切断，舞台机械全部不能正常升降工作、舞台大幕必然就不能够发挥消防隔断功能了。为此，笔者意见就是舞台口必须设置一道专用防火幕。由于本项目设计已明确不增设防火幕，为解决观众厅与舞台的防火隔断问题，建议对舞台大幕机械的供电系统进行改造，设消防双电源供电并增设消防联动控制箱、加装模块与火灾报警系统联动，纳入消防联动控制系统。
　　4结束语
　　从本工程案例中可见，剧院这样公共建筑电力供配电设计有别于普通民用建筑的电力供配电，涉及专业多。为更好的解决设计的电力供配电的问题，施工需要充分了解舞台设备（舞台灯光、机械、音响）及电影放映设备等专业的工艺要求，需要与各专业公司协调配合，对电力供配电设计进行认真核算并提出建议，使剧院电气设计更能满足使用功能要求。同时剧院大空间火灾报警系统一定要结合采用的设备深化设计、特别是全智能自动水炮射程的核算，并做好防火幕的设计。
　　参考文献
　　[1]《建筑供配电》，中国建筑工业出版社；
　　[2]《民用建筑电气设计规范》，中国计划出版社；
　　[3]《固定消防炮灭火系统设计规范》，中国计划出版社；
　　[4]《剧院建筑设计规范》，中国计划出版社；
　　[5]《建筑设计防火规范》，中国计划出版社。