郑州大剧院舞台工艺配电设计

王 岩，王海新

(哈尔滨工业大学建筑设计研究院，哈尔滨 150090)

0 引言

近年来，在国家普及艺术教育、促进文化发展的思路指引下，剧院作为发展文化艺术的重要载体，其发展也进入了快车道。不同于一般的民用建筑，剧院类项目因包括大量的舞台灯光、机械、音响等专项舞台用电设备及机房，其配电设计也相对特殊。本文通过分析郑州大剧院项目的设计实例，重点介绍舞台工艺的配电设计。

1 建筑概况

郑州大剧院工程总建筑面积124 414.92m2，地上五层、地下二层，建筑度高 27.3m。由四个演出厅堂组成，分别是1 687座歌舞剧场、892座音乐厅、461座戏曲排练厅、421座多功能剧场。整体造型设计理念为“黄河帆影、艺术之舟”，2016年开始筹建，预计2020年底投入使用。郑州大剧院效果图如图1所示。

图1 郑州大剧院外景效果图

2 舞台工艺配电

剧院类建筑的配电设计，除风机、水泵、电梯等常规的建筑电气配电外，舞台工艺的配电是剧院类建筑配电设计的特点及重点。舞台灯光、机械音响配电是舞台工艺配电的主要内容。

舞台工艺配电设计的第一步就是确定舞台工艺用电设备的负荷等级。确定负荷分级的主要规范依据是JGJ 57-2016《剧场建筑设计规范》﹑GB 50016-2014(2018年版)《建筑设计防火规范》 ﹑JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》；第二步是与舞台工艺顾问方密切配合，详细了解各部分的工艺流程及用电需要，针对各类负荷的负荷性质、用电容量、工艺要求，统筹兼顾，合理确定设计方案。

下面以郑州大剧院项目为例介绍其舞台工艺配电情况。该工程采用双重10 kV电源同时供电，分列运行，当一路电源故障时，另一路电源可承担全部的负荷。本工程共4个演出厅，依据《剧场建筑设计规范》，按观众席数量，歌舞剧场属特大型剧场、音乐厅属中型剧场、戏曲排练厅及多功能剧场属小型剧场；根据观演技术要求，歌舞剧场属甲等剧场、其余演出厅属乙等剧场。舞台工艺配电根据各个剧场各自的等级定性按相应的负荷等级进行设计，其中歌舞剧场的舞台工艺负荷按一级负荷进行配电，采用双重电源供电；其余剧场的舞台工艺负荷按三级负荷进行配电，采用单重电源供电。

本工程舞台灯光及舞台机械用电负荷相对较大，单独设置2台2 000kVA变压器；舞台音响系统用电容量较小，同时为避免干扰，故避开与舞台灯光、舞台机械、空调等系统共用变压器，选择与普通照明负荷合用变压器。

2.1 舞台灯光配电

舞台灯光照明是烘托舞台效果﹑展现舞台艺术的重要表现手段，灯光系统的设计主要需要通过灯位、回路设置及与建筑配合实现不同的演出需求。舞台灯光主要包括面光、顶光、追光、侧光、耳光、地排光等。电气专业对舞台灯光的配电包括2个，一个是为调光柜室提供舞台灯光电源，另一个是为观众厅后面灯光控制室提供灯光控制的电源。郑州大剧院各剧场舞台灯光主要配电技术指标详见表1。

舞台灯光主要配电技术指标 表1

图2 舞台灯光配电方案一

剧场电气设备中，舞台灯光是谐波的主要来源，尤其是舞台灯光的晶闸管调光装置引起的电流波形畸变，使谐波问题尤为严重。剧院类建筑电气设计需重点考虑抑制和治理谐波。在用电设备处设置有源滤波器是治理谐波的有效措施，但需注意的是，谐波柜本身是需要防干扰的，处理不当，谐波治理效果会大大降低。

舞台灯光的配电系统图如果采用图2的方案，即舞台灯光负荷直接从谐波柜引接电源，将会对谐波柜造成干扰，会影响谐波治理效果。改进方案如图3所示，电源经双电源互投后，至谐波保护柜，然后把铜母牌返回去，返至双电源互投柜，由此柜下端接舞台灯光负荷。此方案避免了由谐波柜内直接接舞台灯光负荷，解决了谐波柜自身抗干扰问题，保证了谐波治理效果。

图3 舞台灯光配电方案二

2.2 舞台机械配量

以歌舞剧场为例，剧场采用“品”字形镜框式舞台，分为主舞台、左侧台、右侧台和后舞台四个场景的工艺布置。主舞台设有升降台，台口前设有乐池升降栏杆及乐池升降台。舞台机械的配电主要包括台上机械设备、台下机械设备及舞台机械控制室的配电。

台上机械设备设置在舞台上空，主要包括大幕机、二道幕机、 电动吊杆、 灯光吊笼、 单点吊机、轨道吊机等设备，电气专业需将台上机械设备的电源送至舞台上方舞台机械配电室。台下机械设备设置在舞台的下方，主要包括升降栏杆、升降台、车载转台、演员升降小车、车台、补偿台等设备，电气专业需将台下机械设备的电源送至台仓机械设备配电室。舞台机械(包括台上、 台下设备)采用计算机控制，电气专业需将其电源送至主舞台左侧一层天桥外侧下部的机械控制室内。

各剧场舞台机械主要配电技术指标详见表2。

舞台机械主要配电技术指标 表2

2.3 舞台音响配电

为适应不同节目的演出需要，扩声系统声学特性指标按文艺演出类扩声一级指标设计。电气专业对舞台音响的配电包括两个，一个在功放室提供功放设备电源，另一个是为观众厅后面音响控制室提供音响控制的电源。

舞台音响系统用电量相对较小，需要注意的是电气专业提供的舞台音响系统的供电电源，不应与舞台机械、舞台灯光、空调系统用电共用变压器。各剧场舞台音响主要配电技术指标详见表3。

舞台音响主要配电技术指标 表3

2.4 其他特殊用电

(1)转播电源：节目转播一般是通过转播车和接收天线实现，不需要独立的转播室。剧院建筑电视转播车通常设置在卸货平台区域，以便于转播车的电源、摄像机的随缆及人员通过侧舞台直接进入舞台区域。本工程在卸货区域设置转播车专用的40kW电源箱。

(2)蓝白工作灯：蓝光工作灯是演出时演出通道上的照明灯具，是在不影响演出的前提下，使舞台区域得到低照度蓝光照明，以此保障舞台工作人员的安全作业。白光工作灯主要是非演出时间的舞台照明灯具，使舞台周边有一定的亮度，保证工作人员正常的工作，同时也兼做日常清扫和安全照明用。

本工程蓝白工作灯的设置位置包括面光桥、耳光室、乐池演奏标高通道、灯光控制室、音响控制室、舞台机械控制室、舞台下演员通道、侧舞台、后舞台、舞台上空各层马道处。蓝白灯的控制要求为侧舞台、后舞台、舞台区域、各层马道以及拆装台的的蓝白工作灯控制统一设置在侧舞台上台口后面墙上电源箱内；其他区域蓝白工作灯就地控制。

3 结束语