综合性主题乐园电气设计探讨

谭志昆

(广州市设计院，广州501620)

0 引言

随着人民生活水平的日益提高，度假休闲成为现今社会的热门话题，全国各地也掀起了大型综合性主题乐园的建设高潮。 各种综合性乐园相继开工建设，主要包括机动游乐设备类主题乐园、海洋动物展示类主题乐园、动漫主题乐园、野生动物园、水上乐园、影视基地及电影乐园以及一些微缩及仿古景观类主题乐园等。

近几年来，本人陆续参与了多个主题乐园的设计工作，以下主要就园区用电负荷分析、变配电系统及火灾自动报警系统等几个方面进行探讨。

1 用电负荷分析

各类主题乐园虽然按性质分类有上述多种，归结起来，主题乐园建筑物类型主要包括展馆、表演场所、餐厅、商店、配套的游客服务设施及后勤服务用房等。 除了一些展馆及表演剧场面积较大(一般每个数千至两三万m2)以外，其余的餐饮、商店及配套设施的建筑物面积都≤1 000m2，分散独立设置于园区内的各个区域，通过游客动线环路联系起来。这些建筑物的用电负荷等级参照JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》、GB 20016-2014《建筑设计防火规范》以及各类建筑电气设计规范的要求来确定，消防设备、应急照明、安防系统、数据网络系统等为二级负荷，其余大部分为三级负荷。 一些特殊的用电负荷(如海洋动物的维生系统用电)，可根据业主方的要求，考虑按更高级别负荷的供电要求来实施。

结合笔者设计的几个主题乐园，以下列举其中几类主题乐园的用电负荷分析，详见图1～3。

图1 机动游戏类乐园用电负荷分析

图2 水上游乐类乐园用电负荷分析

图3 海洋动物展示类乐园用电负荷分析

从图1 ～3 可知，在乐园中建筑物照明及空调、游乐设备(包括海洋动物维生系统等)、表演以及餐饮厨房的用电占了园区用电的80%以上，应该作为电气设计负荷分析的重点关注对象。

1.1 建筑物照明及空调用电

建筑物内部的照明及空调等用电，与一般的民用建筑类似，其用电负荷总量由建筑单体的性质决定，每天各时段用电量变化不大。

1.2 游乐设备用电

机动游戏类及水上游乐类乐园的设备数量较多，大型机动游戏类乐园一般会有数十台机动游乐设备，单个设备的用电量从几kW 到几千kW 的都有，其用电方式千差万别，有的需要持续用电，例如峡谷漂流类的水流推动动力设备、摩天轮等；有的是短时用电，例如过山车等轨道类的设备，只在爬升阶段或启动阶段短时间用电量很大，一旦过了最高点向下滑行时，设备用电量会大大降低；还有的如旋转类设备，在游客上下设备的阶段用电量也会比较低。

1.3 表演用电

一般园区都会设置数个表演场所吸引游客，如4D 或5D 剧院、表现当地风土人情的表演剧场、海洋动物表演剧场、互动式表演剧场、园区广场的小型音乐舞蹈表演舞台、花车巡游、园区或中央湖区夜间的大型声光电展示秀或烟花汇演等，这些表演设备根据演出专业公司的提资，用电量都会比较大，而且由于提资时难以提供演出设备的需要系数和同时系数等相关参数，电气设计人员需要根据表演场景、表演剧本等相关资料进行分析和确定。 同时，一个园区内几个大型的表演剧场，往往都会根据运营的方案错开时间段进行演出，虽然每个剧场设备安装容量和变压器安装容量都比较大，但汇集到园区的总高压电房应考虑这一因素，在进行园区供配电方案设计时，可与当地供电部门探讨提高市政高压电源进线的单回路供电容量上限值，以节约工程造价。

1.4 餐饮厨房用电

主题乐园的餐厅一般分布在园区的各个主题区域，以售卖快餐、套餐类食物为主，也结合有自助餐类型的餐厅，园区各处还会分布有餐饮零售的售卖车。 有的乐园会设置中央厨房，将食物加工到半成品，在面对游客的餐厅或售卖车进行后续的加工或加热。 即便如此，餐厅厨房设备安装容量跟普通商业项目内餐厅也不相上下，经笔者调查统计，几个乐园的厨房设备安装容量大约在100～500W/m2，其中以200 ～300W/m2的占大部分(其中的面积为厨房＋餐位，即餐厅的总面积来计算)。 在节假日等园区游客高峰的日子，餐饮的需求量相当大，厨房设备投入使用率很高，有别于普通商业项目内的餐厅，根据已开业园区的厨房用电负荷分析结果来看，在高峰日的高峰时段，园区餐厅专用的变配电房变压器负荷率超过90%，甚至有短时过负荷运行的情况，因此，建议在进行低压负荷计算时，要注意将厨房负荷的需要系数取值提高。

2 变配电系统设计

首先，要确定各区域的变配电房，根据总图各分区的平面布置，以靠近区域负荷中心为原则，尽量把区域变配电房与区域内用电量较大的建筑单体结合起来，如条件不允许也要尽量靠近这些单体，避免380V 低压出线电缆过长，避免压降过大并且节约投资。 其次，每个变配电房的供电半径也不宜过大，因为乐园设计的特殊性，室外供配电管线难以直线敷设，建议变配电房的供电半径控制在150m 以下。

以某主题乐园的变配电系统设计方案为例进行说明。 该乐园以海洋展示为主，辅以机动游乐设备。 共设置了八大主题景区，包括多个珍稀海洋动物展馆、动感游乐设施、4 个大型表演剧场、19 个特色餐饮、多个主题商场、售卖亭以及精彩斑斓的花车巡游、中心湖表演等其他户外表演节目。

园区用电设备种类繁多，除了普通建筑物所常有的照明、动力设备以外，还包括海洋动物维生系统设备、大型表演场和中心湖表演的音、视频系统及灯光系统设备、机动游乐设施、大型LED 天幕、中心湖水处理系统和大型喷泉、园区中央冷冻站、园区景观设施及夜景照明、分散于园区各处的食品和商品移动售卖车等，最大的中心湖区表演设备安装容量达7 900kW，最小的商品售卖车仅1kW。 同时，园区内大大小小的建筑物、游乐设施、售卖亭等，通过不规则的游览路径串接起来，并根据使用要求划分了游客区、动物区和后勤区等各种不同的功能分区，给供配电系统设计造成了很大的难度。

针对上述特点及乐园的整体布局，整个园区设置了2 个20kV 总高压开关站，分别位于园区的西北角和南边。 每个总高压开关站分别从市政引入2路20kV 电源(两路同时供电，互为备用)，各负责半个园区的供电。

根据园区负荷的分布情况，划定供电分区，整个园区共设置22 个变配电房，分别从两个总高压开关站供电，变压器安装总容量71 760kVA。 其中负荷较大的变配电房采用放射式供电，负荷较小的变配电房采用环网供电，开环运行。 各区域的变配电房尽量靠近该区域内的大用电量建筑或设施，如大型维生系统机房、大型机动游乐设施、动物展馆、表演剧场、餐厅等，减少大规格低压出线电缆的敷设距离；对于用电量较小的建筑物，尽量将其供电距离控制在150m 范围内。 图4 为变配电房位置分布图，图5 为变配电关系示意图。

图4 某主题乐园变配电房位置分布图

图5 某主题乐园变配电关系示意图

3 火灾自动报警系统设计

图6 某主题乐园消防控制中心设置示意图

上述项目共设置6 个消防控制中心，其中1 个为总控中心，其余为分控中心。 总控中心配置图形显示装置，实现对整个消防系统的集中管理，通过图形显示装置可以对整个园区消防系统进行监视。 总控中心安排24h 值守，随时应对消防报警系统中出现的各种情况。 设置城市消防远程监控用户信号传输装置，用户信号传输装置能接收火灾报警信息，并按照规定的通信协议和数据格式将信息通过报警传输网络传送到监控中心。 分控中心配置火灾自动报警器分接本区域内的探测器及功能模块，安排24h 值守，随时应对本区内消防报警系统中出现的各种情况。 图6所示为消防控制中心设置示意图。

4 结束语

设计人只有充分了解主题乐园运营方对电气各系统的设计要求，遵循各项相关规范，本着节能、环保又不失人性化的设计理念，才能更好地完成主题乐园的电气设计。 本文通过对室外主题乐园设计过程中碰到的几个难点及解决方案进行分析，提供日后类似项目的设计参考，同时，也欢迎各位读者能提供更加丰富的解决办法与笔者进行交流，以期共同进步。