孙 瑜

(上海建筑设计研究院有限公司，上海 200041)

图1 项目外立面

获奖介绍

获奖等级：二等奖

获奖单位：上海建筑设计研究院有限公司

获奖人员：孙瑜；马振；王龚；陆振华；蒋明；叶海东

获奖专家评语：经专家组评审，认为该工程所采用的技术具有较大的创新性和经济性，社会和环境效益比较显著，项目具有以下技术特点：供电系统安全可靠，满足水上游乐园工艺复杂、内容繁多、用电要求高的项目需求；电气设计满足中国特种设备申报和评定(CSEI)的要求，其供配电、防雷、接地和消防的安全性设计具有相应特色；高湿度、高盐雾等场所特殊环境电气设计有特色：根据项目超规的特点，在传统技术无法满足要求或缺失可依据规范时，创新性地运用前瞻性技术。

该项目获得2019年度上海市优秀工程勘察设计建筑电气一等奖。上述各项主要指标达到建筑电气设计行业的国内领先水平。

项目指标

项目名称:亚特兰蒂斯水上乐园

项目地点:海南省三亚市

占地面积:181 777.79m2

总建筑面积:79 158.3m2

建筑高度:23m

建筑功能:公共建筑

建设单位:海南亚特兰蒂斯商旅发展有限公司

竣工时间:2018.04

图2 项目室内图

1 项目总体介绍

本工程由占地20万m2的亚特兰蒂斯水世界和建筑面积20 000m2海豚湾组成，其中水上乐园由两条漂流河将园区划分成若干区域，是中国唯一的365天全年无休恒温水上乐园，内有多个水上娱乐项目和一个鲨鱼池。海豚湾内有一个立体水舞台半开放式剧场，可以分别进行海豚表演和水陆空3D表演秀。

2 电气设计系统

本工程共设置3个10kV变配电所，分别设置在海豚湾地下室，水上乐园更衣地下室及水上乐园餐饮地下室。海豚湾变电所共设置4台2 000kVA的10/0.4kV变压器，3台1 200kW柴油发电机。水上乐园共设置8台2 000kVA的10/0.4kV变压器。更衣地下室变电所设置2台2 000kVA的10/0.4kV变压器，餐饮地下室变电所设置6台2 000kVA的10/0.4kV变压器，2台1 200kW柴油发电机。

图3 室外实景

图4 室内实景

2 电气设计系统

系统名称建设内容技术特点及指标供配电系统3路10kV进线,总用电申请容量为24 000kVA3路进线,其中第3路进线同时作为另2路的备用配变电所本工程共设置3个10kV变配电所,分别设置在海豚湾地下室、水上乐园更衣地下室及水上乐园餐饮地下室。海豚湾变电所共设置4台 2 000kVA 的10/0.4kV变压器。更衣地下室变电所设置2台2 000kVA的10/0.4kV变压器,餐饮地下室变电所设置6台2 000kVA的10/0.4kV变压器冬季负荷和夏季负荷配电设置在一台变压器,利用系数法复核变压器容量自备应急电源海豚湾变电所设置3台1 200kW柴油发电机。餐饮地下室变电所设置2台1 200kW柴油发电机水上乐园2个变电所共用柴油发电机组低压配电系统变电所低压0.4kV侧采用单母线分段运行加手动联络方式在10kV侧、0.4kV侧采用电容集中自动补偿采用Dyn11接线绕组配电变压器,以阻断3n次谐波对上级电网影响设置电力监控、电能监测系统干扰源和干扰对象进行分类,分别放射配电,以降低线路传导导致的干扰,并设置专用的隔离变压器或滤波器配电线路布线系统高压干线采用8.7/10kV耐火无卤电缆低压配电线路均采用WDZA-YJY-1kV 电缆或密集型铜母线消防配电线路采用矿物绝缘电缆室内采用穿管或桥架内敷设,室外总体采用穿管或排管敷设高盐雾区域采用耐腐蚀型设备电气照明系统采用光效高、无眩光的光源。执行《建筑照明设计标准》所规定的照明负荷密度值标的目标值。充分利用自然光,公共区域及地下车库设置智能灯光控制系统设计全面贯彻“绿色照明”原则民用建筑物防雷及接地系统本工程按二类防雷建筑进行设计。建筑物电子信息系统的雷电防护等级为A级采用联合接地装置,其接地电阻≤1Ω低压配电系统的接地型式为TN-S创新性地将雷电预警纳入防雷设计整个水上乐园设置总体等电位接地网演艺区设置专用防雷接闪器、引下线和接地。设置总体等电位联结和局部等电位

续表

图5 电气机房(一)

3 电气技术主要创新点

3.1 变配电系统设计

水上乐园和海豚湾舞台的工艺复杂、内容繁多，且负荷量巨大，用电要求高。笔者整理了项目中主要的负荷，并分析了不同内容负荷的级别和特征，具体分析如表1所示。

变配电系统设计难点和解决方案。

(1)漂流河加热负荷仅在冬季运行，把漂流河加热负荷和夏季运行的建安空调负荷通过计算平衡后，成组的配置至变压器，以达到变压器容量的最节能利用；

(2)乐园用电负荷工作制特殊，在使用需要系数法计算变压器和柴油发电机组容量时，针对全年工作制负荷(例如：维生)和大容量负荷(例如：漂流河加热)的最大运行工况，用利用系数法进行容量校对，并提供业主在不同工况下的推荐运行数据。

(3)为了确保演出效果，演艺对于电能质量有极高的要求，对舞台演艺负荷中的干扰源和干扰对象进行分类，分别放射配电，以降低线路传导导致的干扰，并设置专用的隔离变压器或滤波器，以确保演艺负荷对电能质量的要求。

3.2 工艺和专项配电设计

工艺、专项设计的本地化和工程化：本工程存在大量需要电气专业配合设计的工艺和专项，其中水上乐园的方案设计、游艺设计、演艺设计是由外方设计完成，电气设计在接收并完成上述工艺或专项设计内容时，需要完成外方设计输入资料的本地化工作。游艺设计或演艺设计资料往往缺少针对

水上乐园和海豚外主要负荷分析表 表1

图6 电气机房(二)

建安电气的提资，电气设计需要用大量的时间研读相关资料，提取专项设计中的有效提资完成专项设计转换为工程化设计的工作。

3.3 CSEI申报和电气配合

CSEI是中国特种设备申报和评定的简称，主要负责游艺设备的安全审核。电气在CSEI审核的过程中，需要提供配电、防雷、接地和消防的设计及其安全性分析报告。

3.4 防雷接地设计

防雷接地设计的难点包括以下内容。

(1)本工程大量游艺设备直接处在LPZ0区，且与游客直接接触。

(2)水上乐园总体面积巨大，场地空旷，存在大量水体，且与游客直接接触。

(3)海豚湾钢结构屋顶平台直接处在LPZ0区，演出时其中有演艺人员和演艺用电设备，演艺人员需要通过绳索(潮湿)连接直接跳入下方距离约15m高的水池，演艺提出研究防雷击和防电击的电气安全措施。

(4)海豚湾舞台在同一个区域内需要设置不同类型的接地，包括防雷接地、工作接地(中性点)、信号接地(要求电磁干扰屏蔽)、保护接地(设备安全)及保护接地(人身安全)。

防雷接地设计的解决方案如下。

(1)在水上乐园设置常规防雷接地系统，并预留构筑物和游艺专用接地接口，以保护建筑和设备安全。创新性地将雷电预警纳入防雷设计，通过雷电预警结合后期运维措施提前疏导游客确保人身安全。

(2)整个水上乐园设置总体等电位接地网，并设置局部等电位，以保证人身安全。

(3)演艺区设置专用防雷接闪器、引下线和接地，并与主体钢结构脱开；演艺区域设置总体等电位联结，并设置局部等电位；演艺区域电气系统设置RCD保护。

(4)在满足安全接地的前提下，将防雷接地和信号接地相对独立设置，通过专业的引下系统接入联合接地(大地)。

3.5 游客区与后勤区电气设计

水上乐园和海豚湾的建筑分为游客区和后勤区，其中游客区有视觉美观的要求，力求机电设备和管线尽量消失。为达到这个目标，电气专业在方案阶段，就将主要机房规划在后勤区，并利用后勤区和地下管线在非游客区构建了一个贯通整个园区的机房和主管线路由系统，从源头上减少机房和管线对游客区的影响。后期设计中一些末端设备和管线必须设置在游客区时，尽量采用暗装和嵌装的方式，并靠近角落暗装，给主题包装和精装专业保留合理的美化装饰的条件。

3.6 特殊环境电气设计

难点和解决方案：本工程存在大量特殊环境，如高湿度场所、高盐雾场所等。设计按照规范对特殊环境的要求进行针对性的设计，在潮湿场所采用感温探测器，采用高IP防护等级设备；在高盐雾场所防腐型(F1，F2)设备等。

在传统技术无法满足要求或缺失可依据规范时，对先进性技术前瞻性理解，并创新性运用在这些特殊环境中。高湿度、大空间场所采用早期烟气分析报警；高盐雾场所采用耐腐蚀彩钢桥架；采用铜包钢防雷接地设计，不同金属通过空间结构分布降低由金属电位差导致的腐蚀等。

3.7 智能化的整体规划

首先是智能化系统的需求分析，水上乐园和海豚湾是整个亚特兰蒂斯度假区的一部分，本次设计是乐园的第一期，智能化设计需要同整个度假区进行联通，并为远期发展做预留。智能化系统要同时满足世界级乐园的运行、海豚表演、水陆空3D表演秀、维生等工艺水系统、游艺及其支撑系统、常规建安弱电系统等的各类需求，将这些系统分级、有序地纳入亚特兰蒂斯度假区智能化系统，并确保各个系统可靠、高效的运行。在物理空间上园区占地面积大，单体建筑相对分散，智能化点位分散且距离超长，必须进行整个园区级别的系统规划。智能化系统整体规划遵循两个大原则：其一，是分层设计，优势在于根据实际需要在不同层次间应用不同拓扑结构，从而获得更多的灵活性和便利性；设计流程上，分层设计在设计初期尽早规划高层级线路，更好地契合复杂空间和超大场地；其二，采用混合结构，根据实际情况采用星型拓扑、环形拓扑和链式拓扑，通过不同的结构将园区总机房、区分机房、片区分机房、单体机房及末端设备等贯通为一个整体。

3.8 总体的智能化管线设计

乐园总体管线设计在分层设计和混合拓扑的原则下，具体采用了园区总机房到区分机房环形拓扑为主；区分机房/片区分机房/单体机房以星型拓扑为主；单体机房到末端设备采用星型拓扑或链式拓扑的方案。在系统可靠性、灵活性、经济性上针对乐园的特点寻找最优方案。根据智能化系统的分层设计理念，在不同层级的智能化总体管网上，设置了不同类别的智能化工作井，以满足不同系统在不同级别的应用。

4 电气节能效果

电气节能设计措施包括：用电分项计量、采用太阳能辅热、选用节能型电气产品、照明设计的照度和功率密度控制、照明控制及其日光利用、综合配电规划(变电所靠近负荷中心、经济电流选择电流、季节性负荷平衡以选择变压器)、电能质量治理(功率因数补偿和谐波治理)及设置BAS系统等。通过大量电气节能设计，提高了电能在项目中的利用率，使得项目可以绿色经济地运行。

5 项目自我评价

作为全新理念的海洋文化主题乐园，整个水世界及海豚湾演艺剧场项目设计新颖、活泼、别致，其建筑设计充满独特的异国风情，独特的结构造型、先进的机电系统和各类游乐场的娱乐设施给整个海棠湾地区的游客带来了极富个性的娱乐文化体验和印象深刻的切身感受，当之无愧地成为海南三亚地区的著名文化休闲、娱乐新地标。

在开业一年的时间内，水世界、海豚湾剧场都获得了丰厚的经济利益回报：根据目前的测算，三亚亚特兰蒂斯酒店及水世界、海豚湾剧场年盈收上亿元人民币。