张 丰
(上海尧舜建筑设计有限公司杭州分公司， 浙江 杭州 310017)
摘 要：以丽水市景宁县体育场馆为例, 对在现代体育建筑电气设计中应重点注意的供电电源、配变电所、比赛场地照明、防雷接地、电气消防、电气节能几个问题进行了探讨。同时也希望能给其他体育场馆电气设计提供参考。
关键词：体育建筑；场馆照明；供配电
电气专业在体育场馆设计中,运用计算机技术、现代控制技术、通信网络技术,对使用功能复杂,涉及内容多的现代体育建筑进行综合考虑。下面就以笔者参与设计的景宁县体育场馆为例, 对在现代体育建筑电气设计中应重点注意的几个问题进行探讨。
景宁县体育场及体育馆项目地块位于浙江省丽水市景宁县县城内。总用地面积67 877.99 m2,总建筑面积45 000 m2。体育场为10 000座乙级体育场,体育馆为2 500座丙级体育馆。运动场地包括：400 m塑胶跑道标准田径场一个,比赛场地和热身场地,其规格和设施标准符合足球和田径运动项目规则和赛事的相关规定。场馆1层设置健身中心、观众用房、运动员用房、竞赛管理用房、媒体用房、场馆运营用房、技术设备用房和安保用房，以及体育单项协会办公室等。本体育场馆具有训练、娱乐活动和专业比赛等使用功能,无电视转播要求,项目使用功能为Ⅲ级。
根据规范,工程为乙级体育建筑,主要用电负荷等级为二级。其中所有消防用电,主席台、贵宾室及其接待室、新闻发布厅等照明负荷,计时计分、现场影像采集回放、升旗控制等系统及其机房用电负荷,网络机房、固定通信机房、扩声及广播机房等用电负荷,电台和电视转播设备,安防用电设备等。包括临时医疗站、兴奋剂检查室、血样收集室等用电设备,VIP办公室、奖牌储存室、运动员及裁判员用房、包厢、观众席等照明负荷,建筑设备管理系统、售检票系统等用电负荷,生活水泵、污水泵等设备均属二级负荷。其余均为三级负荷。临时用电设备的负荷等级根据使用要求确定。
根据项目特点,结合经济性和可靠性,确定由二路市政双重10 kV电源供电,10 kV系统采用单母线分段运行,不设联络,双路常供。0.4 kV系统设母线联络,当一台变压器出现故障时,自动投入母联开关,由另一台变压器继续供所有二级及以上负荷。低压系统采用树干式和放射式相结合供配电系统,消防负荷采用双电源供电,在末端切换。无功补偿后低压侧进线处的功率因数达到0.95以上,采用变压器低压侧设置集中补偿装置。
配变电所不应设置于观众能到达的场所,不应靠近体育建筑的主出入口,宜设置在体育建筑的负荷中心,且低压配电半径不超过250 m。考虑项目体育场和体育馆之间距离不远,故配变电所设置在体育场地下室车库内靠近负荷中心,且进出线方便的地方。
项目选用数字式继电保护装置和配电自动化系统,在低压变配电房设置多功能数字仪表,并有三相电流、电压、有功功率、谐波电流及电压的测量。项目根据防火分区、负荷性质、维护便利性、适宜的供电半径,在场地两边各设置配电间及相应竖向强电井。项目除消防设备采用矿物绝缘增强型耐火电缆,其他电缆采用阻燃型电线电缆。项目30 kW及以下的电动机采用全压启动方式启动；30 kW以上电动机采用软启动方式启动或采用变频调速装置(消防负荷除外)。体育场内配电点分布见图1,每路总量不大于30 kW。
图1 电源预留布置平面
体育场馆照明设计是体育建筑电气设计中重要的组成部分。场馆照明质量至关重要,直接影响运动员技术水平的发挥，影响裁判员的正确判断和观众良好的视觉感。体育场的灯光布置应根据规模、标准、平剖面体型和环境等因素,采用四塔、多塔、光带、混合式布光方式。并且以不同类型用途对应不同的照明标准值。结合各种因素,本项目采用场地两侧光带照明方式。
6.1 照明标准
照明设计中,在选用光源及灯具时,根据场馆使用需求的同时,应从色温、照度均匀度、光效、使用寿命等方面进行考虑。在需要进行新闻摄影、电视转播的场所,场地照明应用高效金属卤化物灯,光源色温不应小于4 000 K。光源一般显色指数Ra不应小于80(需要高清转播的不小于80)，训练场地可以适当地降低要求。为了协调项目场地和看台的照度,在观众席上采用金卤灯,场馆的应急照明采用大功率卤钨灯。主席台照明平均水平照度：≥500 lx,观众席照明平均水平照度：≥100 lx,应急照明水平照度：≥20 lx。体育场的比赛照明采用大功率卤钨灯,场地平均水平照度：≥500 lx,体育馆的比赛照明采用大功率卤钨灯,场地平均水平照度：≥750 Lux。本项目体育场场地照明采用2 000 W卤钨灯200套,观众席照明采用400 W卤钨灯46套,应急照明采用500 W卤钨灯69套。体育馆场地照明采用1 000 W卤钨灯80套,观众席照明采用400 W卤钨灯36套,应急照明采用500 W卤钨灯36套。体育场的场地照明平面图见图2。
图2 体育场照明平面图
图4 灯光控制平面示意图
6.2 照明控制
体育建筑的场地照明控制应按场馆等级、运动项目类型、电视转播情况等因素确定照明控制模式。常用照明控制系统目前分为继电器控制系统和智能照明控制系统。传统继电器控制可变性差、系统可靠性低、控制回路多、浪费人力。智能照明控制系统具有很强的实用性和可扩展性,管理方便,能适用于现在对体育场馆多种使用功能的需求,并且能自动控制、调光、中文人机交互、实时回路监测、漏电报警,以及分组延时开灯等功能。这样不仅节省线路、施工方便、操作简单,而且出错率低,节省人力支出。体育场馆灯光控制室布置分布见图4,本项目设置在主席台对面的一层。
6.3 照明设备及其附属设施
照明灯具应选用I类灯具,灯具外壳的防护等级不应低于IP55,且在不便维护或污染严重的场所灯具外壳的防护等级不应低于IP65。场地照明灯具应有防跌落措施,灯具前玻璃罩应有防破碎保护措施。乙级及以上等级的体育建筑应设置马道,马道结合场地照明灯具及扩声系统进行设置,其宽度不宜小于800 mm,并应设置防护栏杆及检修照明。通向马道的通道不少于两处。
因为体育场馆的功能多样性需要,电气专业在设计时需考虑媒体设备、专用设施系统、智能化系统等用电预留。如预留彩色电视转播车的用电负荷,三相交流380 V,40 kVA；文字媒体坐席、摄影记者席设置电源插座(采用IP44的防溅式),交流220 V,两孔和三孔组合插座,负荷容量按500 W计；评论员席设备两组插座,交流220 V,两孔和三孔组合插座,负荷容量按1 000 W计；转播机房的用电负荷,三相交流380 V,30 kW；体育场内配电点预点位参照《体育建筑电气设计安装(GJBT—1038)》中的示意图进行,每路总量不大于30 kW。智能化系统用电按专业弱电设计提供容量进行预留用电负荷。另根据建筑对广告位及大屏显示的位置进行预留相应的用电负荷。
体育建筑应根据《建筑物防雷设计规范(GB 50057—2010)》的规定,进行防雷计算后确定其防雷等级。体育建筑属于人员密集场所,按二类防雷建筑物设防。对于金属屋面(铝锰镁金属板)的体育建筑,金属物面厚度能满足防雷要求时,利用金属屋面及其钢结构作接闪器。除了LPZ0区,进入建筑物的强弱电线路也均要设置电涌保护器。利用建筑物柱内主筋及基础内主钢筋作为引下线和接地装置,共用一个接地系统,接地电阻≤1Ω。带有淋浴功能的卫生间和沐浴间均设置局部等电位联结,且在转播车等预留位置设置等电位箱。本项目采用TN-S接地形式。
体育场规模大,中心比赛区域空旷高大,看台观众容纳人员数量多,人员密集,一旦发生火灾,人员疏散秩序混乱,可能会造成严重的人员伤亡和恶劣的社会影响,因此,电气消防设计在体育场电气设计中是重中之重。本项目在体育场一层靠室外设置一个消防控制室,消防控制室内设置的消防设备包括火灾警控制器、消防联动控制器、消防控制室图形显示装置、消防专用电话主机、消防应急广播控制装置、消防应急照明和疏散指示系统控制装置、消防电源监控器、消防水位显示、消防外线电话等设备。按具体情况设置烟感、温感、红外对射(体育馆室内层高超过12 m,电气消防采用线型光束感烟火灾探测器,相邻两组探测器的水平距离不应大于14 m,探测器至侧墙水平距离不应大于7 m,且不小于0.5 m。)等各类火灾探测器,水流指示器、压力报警阀、防火阀、消火栓按钮,并通过输入模块作为监视连接在总线上。各常开防火门均设置防火门监控模块,且由防火门所在防火分区内的两个独立的火灾探测器或一个火灾探测器与一个手动火灾报警按钮的报警信号,作为防火门关闭的联动触发信号。自动喷淋系统联动控制方式由湿示报警阀压力开关作为触发信号,直接启动喷淋消防泵。消火栓系统联动控制方式由出水干线上设置的低压压力开关、高位消防水箱水管上设置的流量开关或报警压力开关作为触发信号,直接启动消火栓泵。消防控制室内的联动控制器均能直接手动启动消火栓泵和喷淋泵。火灾时按要求启动各类消防设备,执行电梯迫降,并切断非消防电源。按规范设置消防广播系统和声光报警系统,并与专供比赛使用的扩声系统合用,火灾时强切至消防广播,并与声光报警器交替工作。在变配电房、风机房、消控中心、弱电机房等处设置消防电话分机,各手动报警按钮处设电话插孔,消防控制室设消防电话总机及119专线电话。如此才能保证观群和运动员、工作人员等的生命财产安全。
本工程根据规范要求设置分项计量能源管理系统, 所有电器产品采用节能型。项目设计智能照明控制系统,对公共区域照明进行节能控制。电气设计中如场地照明设备、荧光灯电子镇流器、电动机、通信系统、LED大屏幕系统等均为谐波源。为减少谐波对电气设备的危害,常规的方法有：优化供配电系统降低谐波干扰；使用无源谐波滤波器；使用有源谐波滤波器。
体育场馆设计根据项目特点,要与建筑及室内专业密切配合,遵循相应设计规范,综合考虑,使设计更规范,更合理安全,更绿色节能。
ZHANG Feng
收稿日期：2016-10-14
作者简介：张 丰(1983—)，男，浙江杭州人，工程师，从事建筑电气设计工作。
中图分类号：TU85
文献标志码：B
文章编号：1008-3707(2017)02-0061-05
联系客服
