阿克蘇體育中心——體育場(chǎng)電氣設(shè)計(jì)

新疆維吾爾自治區(qū)建筑設(shè)計(jì)研究院 新疆烏魯木齊 830002

摘要：本文簡(jiǎn)要的敘述了阿克蘇體育場(chǎng)電氣設(shè)計(jì)的一般做法及設(shè)計(jì)理念（該工程2007年6月設(shè)計(jì)，2009年10月交付使用）。

關(guān)鍵詞：體育場(chǎng)；供電設(shè)計(jì)；場(chǎng)地照明；計(jì)時(shí)記分；音響；監(jiān)控

一、建筑概況：

阿克蘇體育場(chǎng)是該地區(qū)體育中心（體育場(chǎng)+體育館）的一個(gè)單體建筑，建筑規(guī)模為5000人座。工程占地面積33000㎡，體育場(chǎng)占地面積23000㎡，房間建筑面積10114.23㎡，看臺(tái)建筑面積4000㎡，地上二層，地下一層。地上總高度22米，屬體育建筑乙級(jí)。場(chǎng)內(nèi)設(shè)400m塑膠地道、跑道內(nèi)場(chǎng)區(qū)設(shè)68m×105m天然草皮足球場(chǎng)及田徑比賽各項(xiàng)目的設(shè)施。體育場(chǎng)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)及現(xiàn)澆板看臺(tái)，東西看臺(tái)上部設(shè)桃棚，為鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

二、供電設(shè)計(jì)

（1）電源：

中壓10KV，低壓380/220V。本工程按一級(jí)負(fù)荷供電需兩個(gè)電源，由阿克蘇市A和B兩個(gè)區(qū)域變電站各引來(lái)一路為10KV的專用供電回路，每路電源均能承擔(dān)本工程全部負(fù)荷。平時(shí)兩路高壓同時(shí)供電，互為備用，單母線分段，手動(dòng)切換。

（2）計(jì)量裝置：

根據(jù)阿克蘇電力公司要求，本工程采用中壓總計(jì)費(fèi)，在10KV電壓開關(guān)柜上設(shè)置計(jì)量表。

（3）用電負(fù)荷：

總設(shè)備容量1606KW，總計(jì)算容量為1095KW（包括體育館+體育場(chǎng)）選用兩臺(tái)SG10-800kVA/10/0.4干式變壓器。

（4）應(yīng)急電源

為保證體育中心（體育館+體育場(chǎng)）的應(yīng)急照明、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、緊急廣播、監(jiān)控等重要負(fù)荷的供電，重要負(fù)荷容量為210Kw，設(shè)置一臺(tái)容量為250KW自起動(dòng)應(yīng)急型柴油發(fā)電機(jī)組，當(dāng)市電故障停電時(shí)，該機(jī)組在30秒內(nèi)自啟動(dòng)并達(dá)到額定負(fù)荷輸出。

（5）低壓供電系統(tǒng)：

低壓側(cè)單母線分段，正常時(shí)兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行，母線之間設(shè)自動(dòng)或手動(dòng)切換聯(lián)絡(luò)開關(guān)。對(duì)于大容量集中負(fù)荷由變電所放射式供電。對(duì)于較小負(fù)荷由設(shè)在體育場(chǎng)一層的低壓配電室樹干式供電。對(duì)于重要負(fù)荷采用雙回路供電，在最末一級(jí)配電箱處設(shè)置自動(dòng)切換裝置，提高供電的可靠性，平均自然功率因數(shù)約為0.8，阿克蘇電力公司要求設(shè)置自動(dòng)功率因數(shù)補(bǔ)償裝置，將功率因數(shù)補(bǔ)償至0.92以上。

三、照明設(shè)計(jì)

體育場(chǎng)照明范圍大、距離遠(yuǎn)、照明形式為遠(yuǎn)距離投光，多采用光帶式，塔式或光帶與塔式混合組裝的布燈形式。其形式選擇在很大程度上決定于投資和場(chǎng)地條件。本工程的建筑結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了照明方式為四角塔與光帶混合式。

根據(jù)《體育建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ31-2003，J265-2003第10.3.27條，四角塔式布燈①燈塔位置宜選在球門中線與場(chǎng)地端線成15°與半場(chǎng)中心線與邊線成5°的兩線相交叉點(diǎn)后延長(zhǎng)線形成的三角區(qū)內(nèi)，②燈塔高度：最下排投光燈至場(chǎng)地中心與地面夾角為25°。

本體育場(chǎng)東西看臺(tái)上部為鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)配金屬層面，為滿足燈具投射角a>20°的技術(shù)要求，又不影響建筑整體效果，采用光帶布燈方案，光帶安裝在挑蓬外檐，燈具安裝高度為17～18m，燈具馬道距球場(chǎng)中心線35～40m，投射角a=25°～27°。

場(chǎng)地照明的光源源考慮光源的效率、壽命及維護(hù)系數(shù)、色溫和顯色性，功率因數(shù)，啟動(dòng)及再啟動(dòng)特性。本工程選用了musco的1500W金屬鹵化物光源，為達(dá)到節(jié)能和保持光輸出穩(wěn)定、延長(zhǎng)光源壽命配用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，其發(fā)光效率達(dá)100lm/W，色溫為5600K，顯色指數(shù)RQ=93，功率因數(shù)0.9以上，啟動(dòng)時(shí)間為30秒，再啟動(dòng)時(shí)間300秒，適合正式比賽和彩電轉(zhuǎn)播的要求。由于發(fā)生事故斷電時(shí)金屬鹵化物燈熄滅后再點(diǎn)燃時(shí)間長(zhǎng)達(dá)5～15分鐘，因此在比賽區(qū)域及觀眾區(qū)域分別設(shè)置一定數(shù)量的可以立即再起動(dòng)的鹵鎢投光燈作為應(yīng)急照明，以利安全疏散。

室外體育場(chǎng)無(wú)一例外采用高效高顯色性金屬鹵化物燈作為光源的投光燈具，燈具的配光、效率和壽命，是評(píng)價(jià)燈具的三個(gè)重要指標(biāo)，本工程根據(jù)燈具的配光、光束角、投射距離和構(gòu)結(jié)形式并結(jié)合照明方式選用了musco公司Light Structure Green TM 1500W燈具，該燈具有良好的光源設(shè)計(jì)，配合360度的反射片組合，可形成2000多種配光曲線，精確控制光線，把投向比賽場(chǎng)地上空的外溢光反射回場(chǎng)地當(dāng)中，提高了場(chǎng)地的照度和光25%的利用率。通過(guò)計(jì)算，本工程共選Light Structure Green TM 1500燈具共140套，每塔24套，同時(shí)在P3#燈塔增加5套專用照明燈用于百米終點(diǎn)的照明，此外燈塔上還有4套1500W鹵鎢燈作為應(yīng)急照明。兩側(cè)光帶44套（東側(cè)22套，西側(cè)22套），實(shí)測(cè)結(jié)果EH=1217lx，EV=1215lx，采用計(jì)算機(jī)燈光控制系統(tǒng)，預(yù)設(shè)六種常用開燈方案：足球訓(xùn)練、田徑訓(xùn)練、足球比賽、田徑比賽，足球電視轉(zhuǎn)播、田徑電視轉(zhuǎn)播。燈控柜每一路1個(gè)燈具1500W，單燈可控，自意編組，自行編輯所需開燈方案。

微機(jī)控制臺(tái)設(shè)于體育場(chǎng)A區(qū)觀眾席中部后區(qū)的燈控室內(nèi)，內(nèi)設(shè)燈控制柜等。微機(jī)控制臺(tái)利用具網(wǎng)絡(luò)界面經(jīng)RJ45接口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化控制。

四、廣播音響系統(tǒng)

1、性能指標(biāo)及系統(tǒng)構(gòu)成

考慮到觀眾席噪聲大等因數(shù)，場(chǎng)內(nèi)最大聲壓級(jí)大于90dB，聲場(chǎng)不均度小于10dB，傳聲增益大于-10dB，場(chǎng)區(qū)有效頻率范圍100～1000HZ。

擴(kuò)聲系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：

觀眾服務(wù)系統(tǒng)——觀眾區(qū)語(yǔ)音、音樂播放。

運(yùn)動(dòng)員服務(wù)系統(tǒng)——檢錄等用。

輔助擴(kuò)聲系統(tǒng)——場(chǎng)外入口擴(kuò)聲，緊急廣播等。

2、楊聲器布置

體育場(chǎng)聲場(chǎng)處于開敞空間，屬直達(dá)聲場(chǎng)。體育場(chǎng)擴(kuò)聲較多采用分散式系統(tǒng)。分散式擴(kuò)音系統(tǒng)造成“聲音外溢”及空?qǐng)龇瓷渎?，不像集中式系統(tǒng)那樣嚴(yán)重。另外，分散式系統(tǒng)便于分區(qū)控制，有利于擴(kuò)音系統(tǒng)安全運(yùn)行，并且聲場(chǎng)較均勻，語(yǔ)言清晰度高。采用LT9803遠(yuǎn)射程中高音音箱和504BE超低音音箱組合，沿西區(qū)、東區(qū)屋頂網(wǎng)架分散式布置每區(qū)各6個(gè)群組。

廣播機(jī)房設(shè)于西區(qū)觀眾席后區(qū)中間位置，主要設(shè)有廣播控制臺(tái)，前端機(jī)柜、功放柜等。主席臺(tái)、裁判席區(qū)等處設(shè)置足夠數(shù)量的話筒插座盒。

五、防雷保護(hù)、安全措施及接地系統(tǒng)

1.防雷保護(hù)

本工程按二類防雷措施設(shè)防。在屋頂設(shè)避雷帶作防直擊雷的接閃器，利用建筑物結(jié)構(gòu)柱子內(nèi)的直徑大于16的兩根主筋綁扎作引下線，利用結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋網(wǎng)做接地體。燈塔的防雷接地由廠家自帶并施工，為防雷電波侵入，電纜進(jìn)出線在進(jìn)出端將電纜的金屬外皮、鋼管等與電氣設(shè)備接地相連。

2.接地安全措施

本工程低壓配電系統(tǒng)接地型式采用TN-S系統(tǒng)，其中性線（N）和保護(hù)地線（PE）在接地點(diǎn)后應(yīng)嚴(yán)格分開。本工程采用總等電位聯(lián)結(jié)在浴室、泵房等潮濕場(chǎng)所設(shè)置局部等電位聯(lián)結(jié)。強(qiáng)、弱電豎井內(nèi)設(shè)專用接地銅排-40x4并與接地裝置可靠連接，豎井內(nèi)每層設(shè)接地端子板。所有配電箱內(nèi)PE、N線接地端子均分開設(shè)置。計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)、有線電視引入端、電信引入端均設(shè)過(guò)電壓保護(hù)裝置。

3.接地系統(tǒng)

系統(tǒng)利用基礎(chǔ)板內(nèi)鋼筋做接地網(wǎng)，防雷接地、變壓器中性點(diǎn)接地及電氣設(shè)備保護(hù)接地等共用接地裝置。要求接地電阻R≤1歐姆，消防控制室、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、電訊機(jī)房、安防控制室、建筑設(shè)備監(jiān)控室等弱電設(shè)備用房的接地利用共用聯(lián)合接地裝置，獨(dú)立設(shè)引下線，采用BV-1X35 PVC25引下與接地裝置聯(lián)結(jié)。

參考文獻(xiàn)：

[1]《體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ153-2007

[2]體育照明設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)電力出版社，2009年02月第一版