阿克蘇體育中心——體育場電氣設計

新疆維吾爾自治區建筑設計研究院 新疆烏魯木齊 830002

摘要：本文簡要的敘述了阿克蘇體育場電氣設計的一般做法及設計理念（該工程2007年6月設計，2009年10月交付使用）。

關鍵詞：體育場；供電設計；場地照明；計時記分；音響；監控

一、建筑概況：

阿克蘇體育場是該地區體育中心（體育場+體育館）的一個單體建筑，建筑規模為5000人座。工程占地面積33000㎡，體育場占地面積23000㎡，房間建筑面積10114.23㎡，看臺建筑面積4000㎡，地上二層，地下一層。地上總高度22米，屬體育建筑乙級。場內設400m塑膠地道、跑道內場區設68m×105m天然草皮足球場及田徑比賽各項目的設施。體育場采用現澆鋼筋混凝土框架結構及現澆板看臺，東西看臺上部設桃棚，為鋼網架結構。

二、供電設計

（1）電源：

中壓10KV，低壓380/220V。本工程按一級負荷供電需兩個電源，由阿克蘇市A和B兩個區域變電站各引來一路為10KV的專用供電回路，每路電源均能承擔本工程全部負荷。平時兩路高壓同時供電，互為備用，單母線分段，手動切換。

（2）計量裝置：

根據阿克蘇電力公司要求，本工程采用中壓總計費，在10KV電壓開關柜上設置計量表。

（3）用電負荷：

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

（4）應急電源

為保證體育中心（體育館+體育場）的應急照明、火災自動報警系統、緊急廣播、監控等重要負荷的供電，重要負荷容量為210Kw，設置一臺容量為250KW自起動應急型柴油發電機組，當市電故障停電時，該機組在30秒內自啟動并達到額定負荷輸出。

（5）低壓供電系統：

低壓側單母線分段，正常時兩臺變壓器分列運行，母線之間設自動或手動切換聯絡開關。對于大容量集中負荷由變電所放射式供電。對于較小負荷由設在體育場一層的低壓配電室樹干式供電。對于重要負荷采用雙回路供電，在最末一級配電箱處設置自動切換裝置，提高供電的可靠性，平均自然功率因數約為0.8，阿克蘇電力公司要求設置自動功率因數補償裝置，將功率因數補償至0.92以上。

三、照明設計

體育場照明范圍大、距離遠、照明形式為遠距離投光，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地條件。本工程的建筑結構形式決定了照明方式為四角塔與光帶混合式。

根據《體育建筑設計規范》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地端線成15°與半場中心線與邊線成5°的兩線相交叉點后延長線形成的三角區內，②燈塔高度：最下排投光燈至場地中心與地面夾角為25°。

本體育場東西看臺上部為鋼網架結構配金屬層面，為滿足燈具投射角a>20°的技術要求，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，燈具馬道距球場中心線35～40m，投射角a=25°～27°。

場地照明的光源源考慮光源的效率、壽命及維護系數、色溫和顯色性，功率因數，啟動及再啟動特性。本工程選用了musco的1500W金屬鹵化物光源，為達到節能和保持光輸出穩定、延長光源壽命配用節能型電感鎮流器，其發光效率達100lm/W，色溫為5600K，顯色指數RQ=93，功率因數0.9以上，啟動時間為30秒，再啟動時間300秒，適合正式比賽和彩電轉播的要求。由于發生事故斷電時金屬鹵化物燈熄滅后再點燃時間長達5～15分鐘，因此在比賽區域及觀眾區域分別設置一定數量的可以立即再起動的鹵鎢投光燈作為應急照明，以利安全疏散。

室外體育場無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，是評價燈具的三個重要指標，本工程根據燈具的配光、光束角、投射距離和構結形式并結合照明方式選用了musco公司Light Structure Green TM 1500W燈具，該燈具有良好的光源設計，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，把投向比賽場地上空的外溢光反射回場地當中，提高了場地的照度和光25%的利用率。通過計算，本工程共選Light Structure Green TM 1500燈具共140套，每塔24套，同時在P3#燈塔增加5套專用照明燈用于百米終點的照明，此外燈塔上還有4套1500W鹵鎢燈作為應急照明。兩側光帶44套（東側22套，西側22套），實測結果EH=1217lx，EV=1215lx，采用計算機燈光控制系統，預設六種常用開燈方案：足球訓練、田徑訓練、足球比賽、田徑比賽，足球電視轉播、田徑電視轉播。燈控柜每一路1個燈具1500W，單燈可控，自意編組，自行編輯所需開燈方案。

微機控制臺設于體育場A區觀眾席中部后區的燈控室內，內設燈控制柜等。微機控制臺利用具網絡界面經RJ45接口進行網絡化控制。

四、廣播音響系統

1、性能指標及系統構成

考慮到觀眾席噪聲大等因數，場內最大聲壓級大于90dB，聲場不均度小于10dB，傳聲增益大于-10dB，場區有效頻率范圍100～1000HZ。

擴聲系統由三部分構成：

觀眾服務系統——觀眾區語音、音樂播放。

運動員服務系統——檢錄等用。

輔助擴聲系統——場外入口擴聲，緊急廣播等。

2、楊聲器布置

體育場聲場處于開敞空間，屬直達聲場。體育場擴聲較多采用分散式系統。分散式擴音系統造成“聲音外溢”及空場反射聲，不像集中式系統那樣嚴重。另外，分散式系統便于分區控制，有利于擴音系統安全運行，并且聲場較均勻，語言清晰度高。采用LT9803遠射程中高音音箱和504BE超低音音箱組合，沿西區、東區屋頂網架分散式布置每區各6個群組。

廣播機房設于西區觀眾席后區中間位置，主要設有廣播控制臺，前端機柜、功放柜等。主席臺、裁判席區等處設置足夠數量的話筒插座盒。

五、防雷保護、安全措施及接地系統

1.防雷保護

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

2.接地安全措施

本工程低壓配電系統接地型式采用TN-S系統，其中性線（N）和保護地線（PE）在接地點后應嚴格分開。本工程采用總等電位聯結在浴室、泵房等潮濕場所設置局部等電位聯結。強、弱電豎井內設專用接地銅排-40x4并與接地裝置可靠連接，豎井內每層設接地端子板。所有配電箱內PE、N線接地端子均分開設置。計算機電源系統、有線電視引入端、電信引入端均設過電壓保護裝置。

3.接地系統

系統利用基礎板內鋼筋做接地網，防雷接地、變壓器中性點接地及電氣設備保護接地等共用接地裝置。要求接地電阻R≤1歐姆，消防控制室、計算機網絡機房、電訊機房、安防控制室、建筑設備監控室等弱電設備用房的接地利用共用聯合接地裝置，獨立設引下線，采用BV-1X35 PVC25引下與接地裝置聯結。

參考文獻：

[1]《體育場館照明設計及檢測標準》JGJ153-2007

[2]體育照明設計手冊.中國電力出版社，2009年02月第一版