龚广明：武汉剧院保护修缮电气设计要点简析

武汉剧院由主楼、附房、门房、地下消防泵房等组成。总建筑面积约8 686 m ² ，地上4层，建筑高度24.0 m，砖混结构。主楼剧场共1 455座，为甲等剧场。

修缮后，在附房1层设置变电所、消防控制室（兼安防控制室），在主楼3层设置智能化机房，室外设置地埋式消防泵房，设备房布置图如图1所示。

文物建筑保护修缮应兼顾保护与利用，在保护建筑价值的前提下，合理使用其功能，实现可持续利用，同时应遵循修旧如旧及最低限度干预等保护原则，保护原有历史风貌。

> > > >   主要设计规范更新

随着城市更新的推进，为了解决工程建设中遇到的新问题，建筑规范不断修编以适应新的需要。规范更新对电气设计产生重大影响，比如负荷分级、线缆选择及敷设、火灾自动报警系统、应急照明系统等在不同版本的规范中要求大不相同。

既有建筑保护修缮，设计依据是采用新规范还是旧规范，是设计中各专业都会面临的问题。特别是局部修缮的情况，新旧规范的衔接一直是改造更新设计中的难点。本工程机电设备整体更新，电气专业原则上按现行规范执行。对于一些难以解决的问题，需要突破规范或按旧规执行时（如消防安全、防雷安全等问题），可以由相关行政主管部门组织专家论证，形成专家论证意见，作为设计及验收依据。

> > > >   原始资料收集

保护修缮电气设计的原始资料收集宜包括以下内容：设计施工图、竣工图、图纸会审记录、设计变更单、相关函件、机电设施运行状况等。在建筑修缮过程中，电气专业需要弄清楚原建筑电气配置，如电气设备房位置、供电容量、供配电系统结构等设置情况，而这些信息可以从原始资料获得。从实际情况来看，有了完整准确的原始资料，对建筑改造更新能避免反复修改，节省大量时间，起到事半功倍的作用。但是，实际情况是很多改造建筑由于各种原因，搜集到的资料往往不全。武汉剧院建成以后经历过多次维修改造，业主仅能提供最近两次局部维修的图纸，因为资料有限，无法了解建筑整体概况。

> > > >  现场踏勘与风险分析

由于原始资料不全及使用方自行改造等因素，设计人员去现场踏勘尤为重要。对于一些大型改造建筑，由于涉及到机电设备利旧，业主通常会提供机电评估报告、消防检查安全问题整改函、室外管网物探图等资料。现场踏勘前，除了对建筑专业提供的平面图纸和业主提供的资料初步了解，还需要根据修缮情况，梳理存在的问题，带着问题去现场踏勘。

武汉剧院为文物保护建筑，机电系统整体更新，电气系统设计与新建建筑基本相同，但是电气设备用房、线缆通道、设备安装、防雷接地装置等会受到现有土建条件及文保建筑修缮原则的约束，不允许随意拆除墙体、开孔开槽等。这些问题踏勘时需要特别注意，并拍摄相关的现状照片，作为后期保护修缮设计的依据。表1是武汉剧院保护修缮现场勘查的内容，供同类工程参考。

> > > >  主要电气用房

保护修缮后的电气用房，除了满足使用需求以外，还要满足现行的相关规范要求。

> >   变配电所

原变配电所位于附房一层。图2为修缮前变配电所平面，主要存在以下问题：① 高低压柜前后通道净宽不满足现行规范要求；② 变配电所长度大于7 m，应设置2个安全出口，并宜布置在房间两端；③ 变配电所与变压器室之间无连通道，不便于管理维护。

修缮后剧院功能得到相应提升，变配电所需要增容，变压器由2台800 kVA更换为2台1 000 kVA，干线回路增加，低压柜数量相应增加。变配电所在原基础上进行了局部调整，修缮后的平面如图3所示。

由于现状土建条件约束，扩建后的空间仍然很紧张。为了在狭窄的空间内，满足变配电设备的布置需求，设计采取如下措施：① 低压馈线柜选用600 mm宽紧凑型柜型，替换800 mm宽的标准柜型；② 操作电源选用一体化小容量壁挂式直流屏替换常见的立柜式直流屏；③ 隔墙上增加一扇门，解决安全出口的问题，同时便于后期维护管理。

除上述措施外，条件允许时，也可以选用尺寸紧凑的高压柜。比如，以紧凑型的KYN550 - 12（550 mm宽 × 1 450 mm深 × 2 300 mm高）移开式中置高压开关柜替代常用的KYN28A - 12（800 mm宽 × 1 500 mm深 × 2 300 mm高）中置式开关柜。KYN550 - 12型开关柜结构与KYN28A - 12类似，部分厂家甚至能做到375 mm宽 × 1 000 mm深 × 2 000 m高，能够为业主大量节省空间，非常适合于空间紧张的改造项目。

> >   消防（兼安防）控制室

原消防控制室位于主楼剧场侧台内，并对侧台内开门，不满足现有规范设置要求：消防控制室疏散门应直通室外或安全出口。结合使用单位意见，考虑设置在附房内。经过与使用方多次沟通协调，最终选择与变配电所相邻设置。但是，这样设置违反了相关规范对消防控制室布置的规定：不应设置在电磁场干扰较强及其他可能影响消防控制设备正常工作的房间附近。变配电所属于电磁干扰较强的房间，设计采取了相应电磁屏蔽措施：在变配电所与消防控制之间设置了1.0 m宽的隔离空腔，同时要求在空腔墙壁两侧设置金属屏蔽网，如图3所示。另外，消防设备机柜布置时尽量远离变配电所内设备，降低电磁干扰。

> >   其他电气用房

原建筑无弱电机房，此次在主楼3层新增一处智能化机房。同时，将剧场1 ~ 3层观众厅两侧原有的储藏间改造成电气竖井，供竖向干线配线及配电箱安装使用。

> > > >  供配电系统

武汉剧场为武汉市召开两会的重要场所，两会期间或重要演出时必须保证供电连续性，不允许短暂停电。因此，项目由市政电网电缆埋地引入两回10 kV双重电源至变配电所，当一路电源发生故障时，另一路电源不应同时受到损坏。同时，为了保证两会期间的供电可靠性，预留不间断发电车（由柴油发电机与UPS电源集成）接口，便于不间断发电车后续接入（为保证重要会议用电可靠性，不间断发电车接入前，应手动切除部分非保障负荷）。

变配电所平时供电方案如图4所示，变电所各主开关之间逻辑关系见表2。

不间断发电车接入后，变配电所保会供电方案如图5所示。从图中可以看出，应急不间断发电车实质是市电 + 柴油发电机 + 在线式UPS的组合，通过集成后能够有效保证供电电源的高质量、高可靠性，实现对所带负荷的不间断供电，保障重要会议顺利召开。

> > > >  照明系统设计

> >   室内照明

修缮后的室内照明既要满足剧院大型演出、会议等功能性需求，又要充分营造浓厚的历史沉淀和大气的氛围，突出室内建筑空间的结构及造型的时代特色。典型场所门厅及剧场修缮后的灯光效果如图6所示。

剧院门厅及贵宾休息厅等场所原始吊灯，本身具有很好的历史保护价值，这些地方的灯具进行保留修复，仅作光源的更换。由于门厅照明原有线路为铝芯电线，修缮时利用原有暗埋穿线管更换为铜芯电线。

剧场照明充分考虑照明灯具与建筑造型的有机融合，采用隐藏式灯带与环形布置的定制吸顶灯相互辉映，并点缀少量的筒灯，保证大空间均匀照明的要求，同时形成了独特的韵律感及鲜明的时代特征。考虑到剧场观众厅对照明场景转换的需求，现场设置了调光控制模块，这些灯具不仅可以调亮度，还可以调换颜色，方便实现各场景模式的自由切换。

> >   夜景照明

武汉剧院整体保持苏式建筑特有的“三段式”结构，外墙雕刻装饰着精美的蔓草花、莲花和茶花图案，侧面采用了中国古典园林的建筑要素。夜景照明目标是还原历史，点亮城市文化窗口。夜景照明设计采用不同尺度、不同亮度、精准投光的手法，体现建筑物不同的层次感，将自然环境与建筑本体有机融合，很好地展现了建筑历史。设计选用高显色指数光源，同时利用不同色温呈现建筑细节层次。

根据国家文物局、应急管理部指导意见：文物建筑上不得直接安装灯具搞“亮化工程”。因此，建筑外立面照明主要采用投光灯，灯具安装方式采用地埋、平台安装、立杆安装方式，凸显照明层次感，营造出良好的夜景照明氛围。修缮后夜景照明效果如图7所示。

> > > >   设备和管线安装

本项目附房变配电所至剧院的室外干线仍然利用原有室外暗埋电缆沟路由敷设，避免进线处重新开孔或预埋穿墙管，施工不慎导致外墙渗水。由于现有土建条件的制约，室内干线敷设尽量沿用原有路由，减少结构加固、楼板及墙壁开洞。新增电气竖井内的楼板开孔，应及时提给结构专业采取适当加固措施。

根据现场踏勘的结果，原有配电箱除了设备房、控制室等采用明装外，公共走道及房间内安装的配电箱均为暗装。保护修缮时，在原有配电箱安装位置合理的情况下，尽可能利用原有配电箱的孔洞复原，避免在墙面开凿新的孔洞安装。修缮后配电系统紧密结合原有配电箱的安装位置来重新设计。新增的配电箱明装时，尽量安装在隐蔽场所。

对于明敷的管线，有吊顶区域在吊顶内穿金属管或金属槽盒敷设；无吊顶重点区域，可以与装饰专业紧密配合，考虑沿墙的上部或底部设计一些装饰线条弱化隐藏。部分区域由于天花属于历史保护区域，明敷部分会破坏整体美感，设计采用从上层楼板地面穿管敷设打孔至下层顶板方式。

保护修缮时，室内外设备和管线安装需要增加构造柱及框架时，与建筑内主体结构保持安全距离，安装固定采用箍、卡等形式。有雕刻、壁画、各类装饰等建筑构件上，不应安装设备和管线。配电设备不安装在明火和热源附近及可燃构件上，配电设备外壳距可燃构件不应小于0.3 m。开关、插座和照明灯具靠近可燃物时，应采取隔热、散热等防火措施。配电管线不能利用原有孔洞、间隙安装时，应选择可修补的墙体、基础或构件，穿越后应按原工艺修补并封堵，且不应对洞口周围产生损伤。

> > > >    防雷接地设计

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> > > >   火灾自动报警系统

本项目属于整体更新设计，不涉及新旧规范之间衔接的问题，按照现行标准要求设计。建筑物原设计有火灾自动报警系统，对于无吊顶的场所，尽可能利用原有暗敷设管线及布置点位，同时更换末端火灾探测器。对于一些特殊场所，如图6所示的门厅，顶部为具有历史保护价值的天花，现状未设置火灾探测器。分析其原因可能是由于早期火灾报警产品的限制及对天花保护的原因。设计前期，对于门厅火灾探测器的设置，有以下3个方案备选：① 两侧墙壁设置反射式红外光束感烟探测器；② 顶部设置联网式无线火灾探测器；③ 两侧设置图像型火灾探测器（双波段和光截面）。施工图阶段，结合给排水专业提资，剧场及门厅设置了水炮系统，综合考虑后，最终选择了方案 ③ 实施。