淺談廣播電視中心電氣設(shè)計(jì)

張海波（山東同圓設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司， 山東 青島 250014）

引言

早些年由于經(jīng)濟(jì)條件的限制，廣播電視中心演播及辦公用房面積普遍較小，功能不足，嚴(yán)重地制約了節(jié)目生產(chǎn)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，廣播電視已經(jīng)成為人們經(jīng)濟(jì)生活和日常生活的重要組成部分，建設(shè)新型的廣播電視中心是廣電系統(tǒng)生產(chǎn)力發(fā)展的迫切要求。廣播電視中心科技含量高、牽涉專(zhuān)業(yè)廣，電氣要求達(dá)到的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般的民用建筑，但是這方面的參考資料較少，精通此方面的專(zhuān)家和設(shè)計(jì)院也不多。本人有幸參與了某市廣播電視中心電氣設(shè)計(jì)，期間有機(jī)會(huì)在廣電行業(yè)內(nèi)多次考察，向設(shè)計(jì)部門(mén)許多專(zhuān)家學(xué)習(xí)取經(jīng)，以此為例，談一些廣播電視中心電氣設(shè)計(jì)體會(huì)。

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目總建筑面積為23 773.27m2，地上15層、地下1層，建筑高度63m，屬一類(lèi)高層建筑。地下1層為變配電室、弱電機(jī)房、泵房、車(chē)庫(kù)；附樓1層為大中小型演播廳及附屬用房、消防控制室、工藝用電變配電室；主樓1層為辦公用房及有線(xiàn)電視收費(fèi)大廳；附樓2層為控制室，主樓2層為播出機(jī)房、播出監(jiān)控機(jī)房及廣告部相關(guān)辦公用房；主樓3層為制作室及電視電話(huà)會(huì)議室，4層為新聞部相關(guān)辦公用房，5層為廣播中心及制作用房，6層為技術(shù)中心及后勤中心，7層為人事部、財(cái)務(wù)中心及活動(dòng)中心，8～15層為其他辦公用房。

2 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 負(fù)荷等級(jí)

播出機(jī)房、傳輸機(jī)房、播出監(jiān)控機(jī)房設(shè)備用電及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用電為一級(jí)中特別重要負(fù)荷；應(yīng)急照明、公共照明、消防負(fù)荷、弱電機(jī)房、普通電梯、播音室、演播室及導(dǎo)播間（非直播）等用電為一級(jí)負(fù)荷；一、二級(jí)負(fù)荷外的其他負(fù)荷用電為三級(jí)負(fù)荷。

2.2 供電電源

本工程共采用T1、T2、T3三臺(tái)干式變壓器（容量均為1 000kVA）：T1為一級(jí)負(fù)荷主用電源與部分三級(jí)負(fù)荷供電；T2為一級(jí)負(fù)荷備用電源與部分三級(jí)負(fù)荷供電；T3為大演播廳（非直播）工藝用電電源。T1、T2變壓器設(shè)于地下1層變配電室內(nèi)；工藝用電變壓器T3設(shè)于1層演播大廳南側(cè)變配電室內(nèi)。要求T1與T2兩路10kV供電電源分別由上級(jí)兩段獨(dú)立高壓母線(xiàn)段引來(lái)，且兩路10kV電源分引自上級(jí)不同區(qū)域高壓開(kāi)關(guān)站，兩路電源同時(shí)工作。

2.3 工藝負(fù)荷供電模式

工藝負(fù)荷分布在不同的區(qū)域和樓層，有播音室、傳輸機(jī)房、播出機(jī)房、播出監(jiān)控機(jī)房、演播室及導(dǎo)播間等。對(duì)于工藝負(fù)荷中的一級(jí)負(fù)荷采用每層設(shè)置雙電源切換箱，再由雙電源切換箱放射式至工藝房間配電箱，而雙電源切換箱電源則分別由T1與T2變壓器樹(shù)干式供電（如圖1）。對(duì)于工藝負(fù)荷一級(jí)中特別重要負(fù)荷除采用雙路電源供電外，還增設(shè)了UPS應(yīng)急電源。

3 演播大廳設(shè)計(jì)

廣義上演播大廳包括演播廳、導(dǎo)播間、燈控室與調(diào)音室。導(dǎo)播間、燈控室及調(diào)音室的設(shè)備主要是調(diào)音臺(tái)、調(diào)光臺(tái)及布光控制臺(tái)，用電負(fù)荷不大，其供電方案如上所述。演播廳工藝負(fù)荷由變壓器T3低壓側(cè)采用密集高強(qiáng)型母線(xiàn)槽敷設(shè)至調(diào)光室低壓進(jìn)線(xiàn)柜，在調(diào)光室同時(shí)設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償柜、有源濾波柜（采用晶閘管調(diào)光裝置在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量諧波）及演播廳用電低壓出線(xiàn)柜。

3.1 演播廳普通照明與應(yīng)急照明設(shè)計(jì)

由于在演播廳上方還存在分別用于安裝舞臺(tái)照明燈具、空調(diào)風(fēng)口與噴淋管路的燈柵層與設(shè)備層，因此除在演播廳設(shè)置普通照明（用于平時(shí)檢修維護(hù)、布景等照明）與應(yīng)急照明，還需要在燈柵層和設(shè)備層分別設(shè)置檢修照明。演播廳照明燈具采用250W金鹵燈，照度要求為200lx；應(yīng)急照明燈具則采用85W節(jié)能燈；燈柵層和設(shè)備層照明燈具采用雙管36W熒光燈，照度要求為100lx。所有普通照明燈具電源引自演播廳一層入口處配電箱，應(yīng)急照明引自EPS電源箱。

3.2 演播廳舞臺(tái)照明設(shè)計(jì)

舞臺(tái)照明是眾多舞臺(tái)藝術(shù)形式的一種，它運(yùn)用舞臺(tái)燈光設(shè)備（照明燈具、控制系統(tǒng)等）和技術(shù)手段，隨著劇情的發(fā)展，以光色及其變化顯示環(huán)境、渲染氣氛、突出中心人物，創(chuàng)造舞臺(tái)空間感、時(shí)間感，塑造舞臺(tái)演出的外部形象，并提供必要的燈光效果等。舞臺(tái)照明中舞臺(tái)燈光種類(lèi)繁多，如面光、耳光、側(cè)光、頂光及天幕光等等。

3.2.1 照明總用電功率的確定

隨著LED燈光效率的不斷提高、價(jià)格的不斷走低，LED燈將逐漸取代大部分傳統(tǒng)的舞臺(tái)照明燈具。LED燈有節(jié)能高效、色光亮艷、壽命超長(zhǎng)及使用方便等優(yōu)點(diǎn)，能夠呈現(xiàn)更加精致的影像演出，同時(shí)大大降低了舞臺(tái)照明的用電功率。本項(xiàng)目采用了大量的LED燈，具體有5W×36LED三動(dòng)作（水平回轉(zhuǎn)、俯仰、聚焦）聚光燈65臺(tái)、120WLED光束燈（可變光束角）200臺(tái)；此外，本項(xiàng)目還采用了一部分氣體放電燈，具體有160W電腦光束燈12臺(tái)、650W×6無(wú)影燈8臺(tái)、1.2kW搖頭電腦燈42臺(tái)、3kW氙氣追光燈2臺(tái)。以上照明燈具總功率為125kW，功率密度值為0.1W/m2，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)燈具用電功率密度值0.5 W/m2。

3.2.2 照明供電線(xiàn)路的分類(lèi)

本項(xiàng)目舞臺(tái)照明燈具供電有三條線(xiàn)路：第一條線(xiàn)路由低壓柜至布光柜再接至分控箱，再由分控箱接至電動(dòng)機(jī)，以實(shí)現(xiàn)三動(dòng)作聚光燈水平回轉(zhuǎn)與俯仰；第二條線(xiàn)路由低壓柜至直通立柜、端子柜再接至調(diào)光插座；第三條線(xiàn)路由低壓柜至調(diào)光立柜、端子柜再接至調(diào)光插座，此線(xiàn)路主要是650W×6無(wú)影燈的供電線(xiàn)路。

3.2.3 照明供電要求

由調(diào)光立柜、分控箱配出的舞臺(tái)照明每一回路的可載容量應(yīng)與設(shè)備輸出容量相適應(yīng)，并應(yīng)留有一定的裕度。因此，本項(xiàng)目每個(gè)輸出回路按6kW考慮，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備運(yùn)行不會(huì)出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象；線(xiàn)路宜采用單相配電，當(dāng)采用三相配電時(shí)宜每相分別配置中性導(dǎo)體，當(dāng)共用中性導(dǎo)體時(shí)中性導(dǎo)體截面不應(yīng)小于相導(dǎo)體截面的2倍。所有線(xiàn)路皆沿橋架敷設(shè)至燈柵層，照明燈具與配電線(xiàn)路的連接均采用專(zhuān)用的插接件或?qū)Ｓ玫慕泳€(xiàn)端子，這樣可以方便地進(jìn)行燈具調(diào)整更換。

3.2.4 照明燈光控制

舞臺(tái)照明燈光控制采用模擬調(diào)光與數(shù)字調(diào)光相結(jié)合的控制方式。由于三動(dòng)作聚光燈、光束燈、搖頭電腦燈燈具本身集成控制芯片，因此這些燈光的聚焦、亮度等調(diào)節(jié)可由電腦燈控制臺(tái)采用DMX-512信號(hào)線(xiàn)直接控制。而650W×6無(wú)影燈則需要由晶閘管組成的調(diào)光立柜進(jìn)行調(diào)光控制。

3.3 演播廳彩屏供電設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目所用彩屏由15列顯示屏拼接而成，每列顯示屏用電功率約為5.5kW，總用電功率約為82.5kW。供電線(xiàn)路可由光控室低壓柜引至彩屏配電箱，再由配電箱配出單相回路至每列顯示屏。

4 工藝網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 非線(xiàn)性編輯

隨著多媒體技術(shù)在廣播電視領(lǐng)域中的應(yīng)用，使用于廣播電視節(jié)目制作的非線(xiàn)性編輯技術(shù)產(chǎn)生與發(fā)展。非線(xiàn)性編輯是直接從計(jì)算機(jī)的硬盤(pán)中以幀或文件的方式迅速、準(zhǔn)確地存取素材進(jìn)行編輯的方式。它是以PC為平臺(tái)的專(zhuān)用設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)多種傳統(tǒng)廣播電視制作設(shè)備的功能。編輯時(shí)，素材的長(zhǎng)短和順序可以不按照制作的長(zhǎng)短和順序的先后進(jìn)行。對(duì)素材可以隨意地改變順序，隨意地縮短或加長(zhǎng)某一段。

4.2 非線(xiàn)性編輯工藝網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成

一個(gè)典型的非線(xiàn)性編輯工藝網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成：

1）輸入輸出接口單元：它影響視頻質(zhì)量，目前一般采用SDI接口（串行數(shù)字接口）。

2）中央處理單元：一般為基于PC平臺(tái)的高配置兼容機(jī)系統(tǒng)、基于MAC平臺(tái)的系統(tǒng)和基于SGI等工作站平臺(tái)的系統(tǒng)。

3）存儲(chǔ)單元：是非編網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，決定了網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。目前一般采用虛擬存儲(chǔ)技術(shù)。

4）網(wǎng)絡(luò)管理單元：主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和MDC（Mcta Data Cnotorl）服務(wù)器。

5）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備單元：是以IP-SAN架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是TCP/IP和SAN（Storage Area Network）兩個(gè)技術(shù)的結(jié)合。采用純千兆以太網(wǎng)構(gòu)建一個(gè)高速集中共享的網(wǎng)絡(luò)，能夠讓有卡工作站實(shí)時(shí)處理高碼率的視音頻素材，使得高碼率素材在有卡站點(diǎn)與在線(xiàn)存儲(chǔ)體之間高速交換。

6）軟件單元：主要由各大廠(chǎng)商在相應(yīng)板卡的基礎(chǔ)上自行開(kāi)發(fā)。

4.3 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)布線(xiàn)

在2層設(shè)置中心數(shù)據(jù)機(jī)房，設(shè)立千兆匯聚層中心交換機(jī)，由該交換機(jī)分別對(duì)每層工藝豎井內(nèi)（與樓內(nèi)電氣豎井分開(kāi)設(shè)置）的接入層交換機(jī)鋪設(shè)4條光纖干線(xiàn)，通過(guò)鏈路聚合協(xié)議將2條光纖干線(xiàn)聚合為一條干線(xiàn)，使其傳輸速率提升一倍，剩余2條光纖干線(xiàn)作為備用。接入層交換機(jī)為2臺(tái)（一主一備），由該交換機(jī)通過(guò)六類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)接入各個(gè)科室，考慮到未來(lái)的設(shè)備增加、科室移動(dòng)等情況，每個(gè)房間至少敷設(shè)5條六類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)（可根據(jù)房間大小調(diào)整）。

5 工藝設(shè)備接地

工藝接地線(xiàn)是專(zhuān)用接地線(xiàn)，保證工藝接地與建筑結(jié)構(gòu)絕緣，在引入大樓的接地網(wǎng)前不與其他導(dǎo)電體接觸。工藝接地線(xiàn)分主干線(xiàn)和分支線(xiàn)，采用樹(shù)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。主干線(xiàn)采用銅排，垂直走向，銅排截面不小于400mm2。分支線(xiàn)采用低壓電纜，水平走向，電纜截面不小于75mm2，要求主干線(xiàn)加分支線(xiàn)接地電阻小于0.5Ω。接地干線(xiàn)安裝于工藝豎井內(nèi)，在每個(gè)樓層接地干線(xiàn)旁設(shè)置樓層分線(xiàn)箱，區(qū)域內(nèi)所有工藝接地分支線(xiàn)接入此樓層分線(xiàn)箱，樓層分線(xiàn)箱與接地干線(xiàn)連接采用不小于120mm2銅排，采用便于斷開(kāi)的連接方式，方便故障檢查。工藝接地分支線(xiàn)可沿工藝橋架敷設(shè)至每個(gè)機(jī)房（可鏈接）內(nèi)的局部等電位箱。

機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備機(jī)柜、機(jī)架底部應(yīng)通過(guò)絕緣材料與地面絕緣，并通過(guò)25mm2的絕緣多芯屏蔽銅線(xiàn)有效連接到機(jī)房?jī)?nèi)的局部等電位箱，工藝設(shè)備之間的上下部各有一條不小于20×0.5mm的銅帶將機(jī)柜相互可靠連接。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)以上幾個(gè)方面淺談了廣播電視中心的電氣設(shè)計(jì)，還有很多在設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題，比如說(shuō)中小演播室的設(shè)計(jì)、消防報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等等，都與普通民用建筑的電氣設(shè)計(jì)存在一定的差異，在這里不一一表述。

[1]北京照明學(xué)會(huì)照明設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)委員會(huì). 照明設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].2版.北京：中國(guó)電力出版社，2006.

[2]中國(guó)航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].3版.北京：中國(guó)電力出版社，2005.