體育建筑電氣設計特殊性分析

鄧宇

摘?要：根據對體育建筑的特殊功能及使用要求的分析，探討針對體育建筑進行電氣設計時的主要注意要點。

關鍵詞：體育建筑;備用電源;柴油發電機;照明設計;防雷裝置

倉廩實，知禮節。隨著人民群眾的物質生活水平的提高，人民群眾對于健康的理解也不斷地發生變化。生命在于運動，不再是一句空洞的口號，而是變成了全民參與的健身熱潮的客觀描述。為了適應這種需求，體育場館的建設在各地都如火如荼地開展起來。

體育場館通常都同時具有獨特功能性和標志性，由于其在使用功能，人群密集程度，建筑造型的標志性等方面都有其獨特的一面，因此，體育場館在供電等級、電力保障、應急疏散等方面與普通建筑物有很大的不同。

體育建筑根據舉行比賽的規模，通常分為特級、甲級、乙級、丙級。根據體育建筑等級的不同，供電負荷分級通常遵循以下規定：

注：A包括主席臺、貴賓室及其接待室、新聞發布廳等照明負荷，應急照明負荷，計時記分、現場影影像采集及回放、升旗控制等系統及其機房用電負荷，網絡機房、固定通信機房、擴聲及廣播機房等用電負荷，電臺和電視轉播設備，消防和安防用電設備等;B包括臨時醫療站、興奮劑檢查室、血樣收集室等用電設備，VIP辦公室、獎牌儲存室、運動員及裁判員用房、包廂、觀眾席等照明負荷，建筑設備管理系統、售檢票系統等用電負荷，生活水泵、污水泵等設備;C包括普通辦公用房、廣場照明等用電負荷;D包括普通庫房、景觀等用電負荷。

其中，特級體育建筑中比賽廳（場）的TV應急照明負荷應為一級負荷中的特別重要負荷，其他場地照明負荷應為一級負荷;甲級體育建筑中的場地照明負荷應為一級負荷;乙級、丙級體育建筑中的場地照明負荷應為二級負荷。對于直接影響比賽的空調系統、泳池水處理系統、冰場制冰系統等用電負荷，特級體育建筑中的應為一級負荷，甲級體育建筑中的應為二級負荷。

一些特殊的體育項目，對于場地要求往往有特殊的技術需求。比如說冰上項目的制冰設備，水上項目過濾、循環設備、水下攝錄影設備，田徑比賽的氣象數據采集、比賽場景回放設備等等。在體育場館的建設初期，應盡可能地考慮到今后體育場館的發展情況，適當預留大電流備用斷路器、供配電設備安裝空間。

體育建筑在日常使用中，用電負荷會出現較為獨特的現象。平時和賽時的用電負荷會有較大的變化。造成這樣的區別，主要是由于開幕式、閉幕式、重要比賽場次等大型活動帶來的人員數量激增、電視轉播、新聞中心、賽事解說、錄像數據采集等等。因此，體育建筑的變壓器負載率與普通公共建筑有區別。普通公共建筑變壓器長期負載率不宜大于85%。體育建筑的設備用電負荷等級通常為二級及以上，所以乙級體育建筑的賽時變壓器負載率一般小于80%，特級、甲級體育建筑的賽時變壓器負載率小于60%，并且在變電所內還需要設置強制冷卻設備，供變壓器短時超負荷運行使用。

在特級、甲級體育場館中，一級負荷中的特別重要負荷，還需要有備用電源作為電力保障。通常會采用柴油發電機作為備用的應急電力來源。

固定式的柴油發電機需要設置專用的柴油發電機房。機房內部的防火、防爆、防油品溢灑、防油品揮發等措施，都是屬于必須充分考慮，技術手段切實可靠，并且與建筑物同時建設，同時投入使用。隨著市政電網建設日趨完備，在體育場館的實際運營中，柴油發電機的使用概率并不大，大多數配套的柴油發電機僅在日常維護檢修時，作短暫的啟動。而柴油發電機的單價，配套建設成本都比較昂貴。因此柴油發電機的容量選擇需要仔細權衡，既要滿足實際使用需要，又要避免貪大求全，造成資源的浪費。

部分項目受限于投資金額不足、場地空間有限等客觀因素，不適合建設固定式的柴油發電機房，這時可以選擇移動式柴油發電機作為備用電源。

可以在室外的適當區域，規劃出供移動式柴油發電機使用的場地空間。這個區域需要滿足的一些特殊要求，如設備運輸通道、地面荷載、消防措施等等。在項目前期，就應該明確相關建設條件和運行保障措施，并確保相關措施能夠完整實施。

移動式柴油發電機入場后，應采取隔離措施，避免人員誤入該區域。當發生事故時，事故區域能夠快速隔離，以便控制事故的影響范圍。場地周邊設有完備的消防措施，并且有供消防車輛、人員快速進入的消防通道。當發電機的規格確認后，應將相關的體積、重量、噪聲等參數提供給相關專業，確保場地的地面荷載，與周邊建筑物等防火間距、環保噪聲指標等參數能夠滿足相關規范的要求。移動油機的排氣方向應避免朝向體育場館，或人流密集場所。

體育場館的場地照明是體育比賽能夠正常進行的基本保障措施，也是部分體育項目（如田徑類體育項目）的基本安全措施。場地照明通常采用金屬鹵化物燈具，這種燈具對于供電電壓的穩定性要求較高，如果采用不間斷電源作為供電保障措施，需要付出巨大的經濟代價。較為經濟的技術手段是，結合相關體育項目的場地照明需求，將同一區域的場地照明燈具分為不同的供電回路，確保部分燈具回路故障時，仍能夠滿足體育項目的相關需求。

體育場館的觀眾席照明的燈具數量多，覆蓋面廣。在緊急情況發生時，是穩定現場人員情緒，為緊急疏散爭取時間，提供安全保障的重要設備。單個觀眾區的觀眾席照明，不推薦由單一回路供電?？蓪^域內的照明回路進行拆分，確保線路故障時，仍有50%的燈具能夠正常運行。如相關變壓器的容量能夠滿足使用需要，也可以采用雙電源自切的手段，來進行供電保障。

需要指出的是，體育場館的場地照明和觀眾席照明，由于適用對象不同，照度要求不同，燈具形式不同，對電力質量的要求也不盡相同，因此上述兩種照明的電源不應混用。體育場館的應急照明屬于消防負荷，更要注意相關電源的獨立性，不可與其它非消防設備混用電源。

體育場館的建筑標志性通常體現在龐大的建筑體積，特殊的建筑造型上。體育場館的基本平面通常是橢圓形或類似形狀，沿橢圓形的長軸設置觀眾席，主場地的上方為露天結構，部分場館采用了可開啟的屋面結構。為了實現體育場館設計的造型要求，在建設施工過程中大量的采用了鋼結構等金屬構件。高大的建筑金屬構件、開合屋面的設備導軌、電機等設備，使體育場館成為了一個巨大的接閃器。采用可閉合屋面的體育場館，可以通過整體屋面的金屬構件作為建筑物的接閃器使用，防雷措施的技術手段實現較為容易，主要是解決好施工時的金屬構件聯結質量。對于開敞式的體育場館，相關防雷措施存在較大的技術困難。以國際足聯規定的標準足球場尺寸為例，足球場地大小為105米*68米，面積為7140平方米?！秶H田聯手冊》規定徑賽跑道的寬度徑賽跑道寬9.76米至10.00米。從上述數據可以看出，滾球法計算時，開敞式的體育場館的幾何中心周邊可能會存在較大的防雷保護空白區域。體育場館的防雷措施需要采用多種防雷擊手段相結合，協同項目所在地的氣象、防雷部門，進行綜合考慮。充分利用場館自身的燈桿、旗桿等構造物，配合避雷針等技術裝備，實現建筑物的整體防雷安全。

結語

體育場館作為一種特殊的建筑形式，已經深深的侵入了大眾的生活空間，如何保證體育場館安全可靠地服務于人民，是每個設計人員都需要認真思考、仔細研究的課題。在實際項目設計中，也還有著各種各樣的特殊情況，需要設計人員發現并解決。希望上述的文字能夠為廣大同行們，提供一定的設計思路，減少一些重復的工作。

參考文獻：

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[2]《體育建筑設計規范》JGJ31-2003

[3]《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008

[4]《電力工程電纜設計規范》GB50217-2007

[5]《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》GB 50169-2016

[6]《照明設計手冊》（第三版）