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1、63 国家大剧院机电工程施工概要 文/王忠平一、工程简介 国家大剧院工程是上海市安装工程有限公司项目经理部在北京参建的最大的“国字号”工 程。 国家大剧院位于人民大会堂西侧，北靠西长安街中南海对面，东靠人民大会堂西路并与人 民大会堂相邻,地理位置十分重要。总占地面积约 11.89 公顷，总建筑面积约 21 万平方米， 目前总投资约 30 亿元。它由北侧建筑(201 区停车库)、中心建筑（大剧院）(202 区)、南侧 建筑(203 区)三部分构成：南北侧建筑分别为地下三层、二层，包括票务大厅、消防通道、 演职人员入口、员工餐厅、停车场等；中心建筑为长轴 212.2 米，短轴 143.64 米的椭
2、球体 建筑，内设公共大厅歌剧院（2416 个座位） 、音乐厅（2017 个座位） 、戏剧院（1040 个座 位） 。国家大剧院整体建筑外部围护为钢结构壳体，呈超椭球形，外饰为 0.4mm 厚的钛板， 中部安装玻璃，椭球体外四周 3.5 万平方米水池环绕，分 22 个区域设置，构成一水上明珠 的建筑艺术造型。北侧 201 区停车库可停放机动车 951 辆，自行车 1420 辆。它的建造体现 了我国文化事业的繁荣与发展。 国家大剧院建筑物总高度（椭球壳部标高）为+46.285 米，建筑物室内地坪（局部台仓最 深处）约为-32.50 米，平均深度为-26.00 米。工程的椭球壳体采用钢结构，内部建筑
3、物采 用钢筋砼框架剪力墙结构。工程机电设备系统设置有：1.水系统：室内外给排水系统、消 防喷淋系统、室内采暖热水、地板幅射冷热系统。2.强电系统：室内燃气变配电系统。3.弱 电（通讯、安保和智能）系统。4.通风空调系统。5.舞台升降机构、舞台视频、音响、照明、 监督系统。6.电梯、自动扶梯系统。7.室外景观水池地热利用与回灌系统。 国家大剧院建设单位为国家大剧院工程业主委员会（由北京市、建设部、文化部三方组成） ， 设计方是法国巴黎机场公司主设计师安德鲁及北京建筑设计研究院。监理单位是北京双圆 工程咨询监理有限公司，施工单位为北京城建香港建设上海建工国家大剧院工程建筑 安装总承包联合体机电分部
4、，下设三家机电作业队。 二、技术特色与施工难点 （一）技术创新多。作为国家级的大剧院，一定要体现出文化艺术的品位，不但建筑外形 要突出水上明珠的诗意，内部设备的安装也要体现出先进性、智能化；不但舞台灯光需要 电脑控制，壳体的返光照明、色彩、图案等也将由电脑控制，剧场大空间的空调也将由电 脑操纵。其他弱电系统也较多，有跨世纪水平的 BA 系统、火灾自动报警系统、固定水炮 和移动水炮系统，保安监视系统（CCTV） 、数字程控交换机系统、广播电视转播系统、扩 声及同声传译系统等。它把管理现代化和服务自动化有机地结合起来，可满足世界一流水 准的歌剧、芭蕾舞、交响乐、中国的戏剧等演出的要求。 （二）质量
5、要求高。工程质量必须达到“优良”等级，作为国家级的大剧院必将是首都的 文化艺术的标志性建筑，是中国文化事业走向世界的体现，所以工程的质量目标，目前工 程结构己评为国内建筑业的最高荣誉奖结构“长城杯” ，争取工程评为“鲁班奖” 。 （三）技术难度大。首先，噪声控制要求高。第二，大空间的空调系统既要满足对温度的 要求，又要无吹风感、无幕布的晃动。第三，各智能化弱电系统的安装开通，施工难度很 大。 国家大剧院分三个剧场，地下室共分三层，是一个全封闭高音响质量剧院。机房多分布在 地下层面，风管系统多，交叉施工密集，因此施工难点主要表现以下几点： 1、密封空间地下室对金属材料防腐有要求。大剧院虽地处北京
6、，天气相对干燥，但不少建筑设备位于地下层面，空气湿度较高，金属风管、配件易产生结露与锈蚀，项目采用高质 量的上海宝钢镀锌板做风管。 2、噪声控制难度大。剧院内部多为大空间，高音响质量与舒适环境是观众的最大要求。为 了满足空调要求，必须保持一定的送回风量，风量大，容易产生风噪声，影响现场视听效 果。另外，场馆需用的机械设备在运转时，会产生较大的机械噪声，通过结构及管道传到 剧场内。为控制噪声，选用了一定数量的消声器和消声设备。 3、保证舞台布景效果非常重要。在舞台上空由于各种管线、灯光、幕布布置，会影响风管 的走向，如果送回风口的布置不合理或不平衡，便会吹动舞台幕布，影响舞台布景效果。 施工中在
7、风管布置做样板、深化图，保证送回风达到理想布置状态。 4、既要满足观众对温度要求，又要无吹风感，却有一定的难度。三个剧场内 5473 个椅子 的送风口一般设置在观众座位下，观众在座位子既要感到温度适宜、舒适，又无吹风感。 特别采用了椅下和侧向旋流式风。 5、施工管理技术难度大。大剧院是一座现代化工程，各工种设备管线分布在同一空间，水、 强电、弱电、通风、舞台系统管线密集，交叉施工密度高，对通风施工工期及技术管理要 求高，相对系统调试平衡质量更严格。 6、动力照明、防雷接地、强弱电的相互干扰、三相谐波对剧院的影响，施工中克服了这一 技术难题。 7、建立具有国家大剧院特色的智能化弱电系统是机电工程
8、“亮点” 。在目前国内智能建筑 中，弱电工程往往作为建筑物亮点之一。项目弱电主管工程师发挥了总包协调作用，组织 人员对弱电 BA、安防、消防、无线通讯、舞台照明、音响、视频、监督等各系统现场看 路由，加班加点画出深化图纸，管槽安装、穿线、设备安装、单机调试己完成，今年 5 月， 具备联动调试条件。 8、工程交付使用后的特殊售后服务。竣工后，成立维保专业组，水、电、风、弱电技术人 员为大剧院保驾。否则，会出现故障不断、功能低下、维修不到位等情况。 三、机电系统施工简介 （一）水系统： 1、制冷机房、热力机房均设置在 203 区，其冷、热源沿走廊和管道输送到末端空调箱、风 机盘管、地板辐射集水器和
9、散热器。 冷源：由 4 台离心式和 1 台螺杆式制冷水机组共提供 4700RT 制冷量。热源：由市政热力管网提供 130/70一次水，经设于热力机房内的板式换热器换成6050热水供冬季空调使用。 2、给水机房位于 202 区音乐厅 B3 层，负责冷热水的供应，输送至卫生间、开水间、清洁 间、演员化装间等。消防泵房位于给水机房南侧大剧院共有 6 个消防水系统，包括：水幕、雨淋、喷洒、室内消火栓、室外消火栓和水炮 系统。国家大剧院的水炮系统可谓各消防系统中最特殊的。国家大剧院外壳是采用钢结构 网架做屋架，外敷钛合金板做屋面，将整个 3 个剧场建筑囊括其中，为解决屋面以下剧场 建筑以外这样一个大的封
10、闭空间的消防问题，国家大剧院采用消防水炮系统。之所以说国 家大剧院的水炮系统特殊是因为一般的大空间灭火所采用的水炮都是固定式的，而国家大 剧院出于建筑上的考虑需要整个空间内无向外突起的部分，固而所有水炮在不使用的时候均需隐藏，所以国家大剧院采用可升降式的固定水炮和移动水炮，可以说国家大剧院的可 升降式固定水炮和移动水炮是全国独一无二的。3、由于国家大剧院由 3 个区域组成，其间的连接管道均为室外敷设，为防止冬季使用的低 温环境对管道造成损坏，国家大剧院采用了电伴热系统进行保护。 （二）通风空调系统： 总体消声技术要求： 最大限度地妥善处理好消声降噪的统筹，而且要兼顾建筑隔声和各类附属设备的隔振
11、减振 处理。根据多年来暖通空调系统噪声治理工程的实践经验，结合我国相关行业经济技术水准和环 境保护产业发展动态，针对国家大剧院暖通空调系统噪声治理工程特点和难度，选择了综 合性能最为高效可靠、经济适用的阻性片式消声器作为本工程主导形式的消声器，在进一 步拓展和优化结构后，形成新型的 ZP 系列阻性片式消声器结构。国家大剧院使用的绝大 部分消声静压箱和消声弯头等也参照此类型阻性消声结构设计、制造。 （三）强电系统： 国家大剧院共设有 2 个高压站和 7 个低压站，各变电站位置为：高压南站设于 203 区，高 压北站设于 202 区。1#、2#、3#、4#站设于 202 区； 5#、6#、7#站设
12、于 203 区；8#、9#站 设于 201 区。从王府井站、前门站各引入 10KV 高压电源进入高压南站。从西单站、前门 站各引入 10KV 高压电源进入高压北站。强电系统中主要对智能型应急电源（简称：EPS）介绍： 国家大剧院作为一个公共场所，为确保电力供应及紧急疏散，在不使用备用小型发电机组 的情况下大量的采用了智能型应急电源。主要用于国家大剧院发生火情或其它紧急情况下 为消防设施或一级负荷和特别重要负荷或其它负荷供电，如应急照明、事故照明、消防卷 电门、消防电梯、空调排烟、消防水泵、观众厅及重要场所等。 （四）弱电系统： 由楼宇自动化监控系统、消防探测及报警系统、背景音乐及应急广播系统、
13、安全防范及报 警系统、门禁系统、有线电视系统、综合布线系统、多系统合路室内覆盖系统（无线通讯） 、 票务管理系统、车库管理系统以及为舞台服务的舞台灯光系统、舞台音响系统、舞台视频 转播系统、舞台监督系统、舞台同声传译系统和舞台字幕系统构成。国家大剧院工程主体建筑内共有戏剧场、歌剧院、音乐厅三大剧场，三个剧场的所有演出 资源都可以共享和互通，这就是依靠了大剧院的有线电视、综合布线和消防报警等系统的 管线和设备来实现的。可以说综合布线系统和舞台五大系统的紧密配合，使得国家大剧院 的弱电系统在功能上更趋完善，特点更加鲜明。 （五）电梯系统： 电梯系统作为业主独立发包项，机电分部牵头对齐质量、进度进行
14、管理，现场交叉施工进 行协调。国家大剧院共有自动扶梯 36 部、垂直电梯 50 部，目前除 201 区 4 部垂直电梯外， 其余均已安装完毕，有 2 部垂直电梯已投入使用。 （六）室外景观水池地热利用与回灌系统： 室外景观水池地热利用部分的热源和水处理均由业主发包，利用国家大剧院四周打下的 18 口深井取地下水的冬暖夏凉，对室外景观水池的水温进行调节。地下水经提升后至机房内的热交换器换热后再被回灌地下，以平衡地下水总量。18 口深井于 2004 年底全部完成， 热交换机房及水处理机房也于 2006 年基本完成，室外景观水池的机电配管工作也将于春节 前全面完成。 四、机电分部管理职责要点 总承包
15、联合体机电分部职责：全权代表总承包联合体履行总承包合约中规定的机电工程总 包各项权力和义务，并管理业主直接发包或指定发包属机电范畴的承包商或供应商。 （一）工程策划管理：按业主和合约规定工期，制定分区和分阶段进度控制计划，并监督 作业队按控制计划进行实施，每月报告修整计划。督促承包商按进度同步填报工程分部分 项及隐蔽验收资料。对施工过程中的公文管理，做到上情下达，政令畅通，令行禁止。 （二）安全管理：根据 ISO9000 及 14000 标准，建立工地现场安全管理责任体系，监督作 业队严格按体系进行过程控制。安全教育制度，三级讲评。建立临时用电管理机制，定人 定岗、专人维护。安全设施搭设管理，
16、脚手架和移动平台的搭设，实行挂牌制度。现场防 火管理，现场交底，实行动火证制度。 （三）施工图深化及图纸发放、变更管理：ADPI 将机电施工图分包给北京建筑设计院， 而北京院由于与法方 ADPI 合约等原因，图纸深度不足以满足现场施工和设备之采购。机 电分部设立设计室将北京院图纸进行深化设计，其重点放在按各分区逐层出综合平面布置 图，在进入各大机房和各类房间处出节点详图。所有设备机房重新布置并出详图，对各类 管道出固定支架详图，对各类设备出操作与检修平台详图。配合装饰分部重新布置室内机 电末端、管线及相关设备等，同时尽早与北京院和业主沟通核准设备各类技术参数。考虑 到国家大剧院对机电降噪、减振、隔振的声学要求，再委托北京市劳保所进行消声、减振、 隔振的设计。 现场设计变更管理，将北京院的设计变更转化为深化图，用直观的深化图来明确设计意图， 使设计变更更具可操作性。 竣工图管理，与北京市城建档案馆取得联系，制作样板竣工图及标准文本进行先期审图工 作，汇同专业人员和施工人员归档相关数据包括电子文文件，最后形成符合北京市城建档 案馆标准的竣工图。 （四）各专业技术管理：
