国家大剧院机电工程施工概要

　　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，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，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"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60°～50°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、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，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：各类设备招标采购前技术文件的指定，并落实北京院、业主、监理的四方会签。业主方供应设备的技术会签与审批。编制本专业施工技术方案，经总工审定，再报监理批准后组织实施。施工技术交底，对施工方案进行技术交底，明确控制点。施工记录的整理和汇总。
　　（五）质量管理：材料报审管理，进入现场的材料经质量部门验收合格后报监理，审批后可进入现场使用。人员资质管理，施工操作人员必须持证上岗，特殊工种进入现场施工执行备案制。施工前对施工方案进行质量交底，明确重要施工控制点。施工交接及施工验收，要求作业队进行自检、互检、专检，合格后报质量部门检验，再组织监理验收，合格后进行下道工序施工，并办理交接手续。
　　（六）弱电系统设计集成管理：把BA控制系统、安保控制系统、门禁控制系统、车库管理系统等集成在一起，既能独立工作又能资源共享，有效地对各种设备进行维护、保养和记录，人员出入控制、费用结算、安全防范，减少了物业管理成本，提高了物业管理水平。
　　建设方、设计方、集成方这三方，在建筑智能化系统工程实施过程中，既是利益的共同体，又是互相制约、互相牵制的一个临时组合体。作为工程的总承包方，通过组织各专业学习和研究标书文件及有关图纸资料，在分析了各种影响施工的因素和工程的特点、难点后，在技术方案中应采取相应的措施。在弱电系统深化设计阶段，总承包方除了要及时掌握设计进度、深度等情况外，还要组织各专业与弱电各系统召开专题会议，解决各系统之间的接口、施工界面、配合等问题，特别是要与装饰设计确定末端点位的布置。
　　（七）物资采购及仓储管理：建立建材物资集成、配送中心。提出同种设备材料的多种选样方案。汇总材料需求计划，编制采购进度表。材料采购流程：资料统计→资格预审→样品报批→产品考察→综合评价→确定厂家→签订采购合同。设备采购方式：公开招标；邀请内部询价比价招标；竞争性谈判定价备案。设备材料的仓储：设备材料的接收→验收会签→场内驳运→入库清点→分类存放→按计划发放。整理汇编供应商手册，提供调试售后服务。
　　（八）商务管理：结合合同单价配以工程量清单进行商务预算的编制、工程款的请款和洽商索赔。参与各专业分包与业主预算部洽谈承包造价的工作。签订专业施工分包合同、安全协议和总包配合协议。按照清单编制月工程验工计价表。汇总的月完成工程量报表工程监理单位进行审核。收取及拨付月工程进度款，同时扣除各类费用。对于涉及索赔金额的设计变更，按照经济索赔的程序操作。汇总、整理编制索赔函。编制竣工结算预算书结合工程设计变更洽商。