從設(shè)計角度談舞臺機械的安全

一、前言

舞臺機械是以特定的功能需要，特定的建筑環(huán)境為條件配置給劇場的專業(yè)設(shè)備。舞臺機械并非工業(yè)機械在舞臺上的簡單應(yīng)用。它與劇院的自身功能密不可分，它與舞臺的內(nèi)部環(huán)境融為一體。舞臺機械在古老的劇院中用于裝臺和遷換布景，而現(xiàn)代劇院其建筑無論恢宏還是簡約，但其舞臺要想具備千變?nèi)f化甚至匪夷所思的變化，或臺前，或幕后，一定需要舞臺機械。今天，舞臺機械已成為現(xiàn)代科技的集成載體，它是舞美、燈光、音響、視頻、觀眾、特效、演員、道具、導(dǎo)演等注目的焦點，是各類運動聯(lián)系的紐帶。然而，這一切存在的意義歸結(jié)一點，那就是：安全！舞臺機械區(qū)別于傳統(tǒng)現(xiàn)代工業(yè)機械的特點：1、人機高度結(jié)合；2、多樣化。形式多樣，功能多樣，服務(wù)的對象多樣；3、使用時效性強；4、單件差異大，短期全新的設(shè)備多，缺乏試驗驗證。

二、安全設(shè)計規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)

安全性最終目標(biāo)是避免事故的發(fā)生制度；對工業(yè)裝置的自動化系統(tǒng)中設(shè)置了安全保護(hù)控制系統(tǒng)置與整個生產(chǎn)裝置的安全要求等級進(jìn)行了規(guī)定表系統(tǒng)(SafetyInstrumentSystem,會稱安全要求等級為“安全完整性等級IEC61508標(biāo)準(zhǔn)）。那么如何來區(qū)分設(shè)備的安全等級？

2.1歐洲機器安全標(biāo)準(zhǔn)：

根據(jù)歐洲機器安全標(biāo)準(zhǔn)EN954這臺機器（或其中某一部分）的危險等級險等級依次增高，等級4為最高的危險等級根據(jù)危險等級，確定措施來降低風(fēng)險路等。其中安全控制電路的設(shè)計，也必須符合所要求的安全等級EN954-1，對應(yīng)于危險等級的5五個等級，安全等級依次增高，等級中某一部分）的危險級別確定為4級。

2.2我國現(xiàn)有安全標(biāo)準(zhǔn)：

我國規(guī)范對風(fēng)險評價采取的是實現(xiàn)安全的迭代過程，即對機器壽命周期內(nèi)的各種風(fēng)險進(jìn)行評價的過程。風(fēng)險評價過程可用所示的流程圖加以說明。目前國內(nèi)尚無安全評價標(biāo)準(zhǔn)，僅有石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：石油化工緊急停車及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計導(dǎo)則(SHB-Z06-1999)，采用IEC的SIL概念，稱之為安全度。有量化標(biāo)準(zhǔn)二級安全度等級（SIL2）定義為每年故障危險的平均概率為：0.01～0.001。

2.3國內(nèi)舞臺行業(yè)安全規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)：

中國舞臺機械的快速普及發(fā)展和舞臺人觀念的實質(zhì)轉(zhuǎn)變發(fā)生在2000年之后，隨著國家大劇院的引進(jìn)建設(shè)，人們接觸和了解了更多的舞臺理念，逐步把舞臺設(shè)備視為安全等級很高的門類，二國家工業(yè)話水平的迅速提高和控制技術(shù)的日臻成熟，也為實現(xiàn)設(shè)備安全的提供了各種手段。2010年前后，文化部等相關(guān)部門陸續(xù)頒布的有關(guān)舞臺設(shè)計安全的一系列規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，成為舞臺設(shè)計領(lǐng)域的指導(dǎo)和綱領(lǐng)性文件。

2.4國際舞臺行業(yè)安全規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)

DIN569201-7舞臺機械/總則

DIN56921-11舞臺機械/吊物系統(tǒng)裝置安全要求及測試

DIN56925舞臺機械/點吊裝置安全要求及測試

DINV19250測試和控制設(shè)備基本安全條件

DINEN60204機械安全，機械的電控系統(tǒng)

DINEN50081-2電磁兼容性；輻射一般標(biāo)準(zhǔn)第二部分：工業(yè)環(huán)境

DINEN50082—2電磁兼容性；抗擾性一般標(biāo)準(zhǔn)第二部分：工業(yè)環(huán)境

ONORMM9630-1舞臺機械/總則

ONORMM9630-2舞臺機械/臺上機械

ONORMM9630-3舞臺機械/臺下機械

ONORMM9630-4舞臺機械/防火機械

ONORMM9631舞臺機械/操作與維護(hù)導(dǎo)則

三、常規(guī)劇場設(shè)備安全設(shè)計

多年來，我院的舞臺設(shè)計嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行。有些情形下，結(jié)合運行需求，為保證設(shè)備安全，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)甚至高于規(guī)范要求。

3.1升降、平移、旋轉(zhuǎn)類等臺下設(shè)備

1、結(jié)構(gòu)安全：

主體結(jié)構(gòu)在******承載（靜載）下，其******變形不超過支點跨度的1/1000，高于標(biāo)準(zhǔn)要求的1/750。構(gòu)件應(yīng)力（強度指標(biāo)）不超過100MPa，安全系數(shù)大于2。比如跨度為18米的升降臺，計算撓度變形一般控制在15～18mm左右，約為跨度的1/1200～1/1000，每個項目現(xiàn)場均加滿載測試驗證。

2、傳動安全：

選擇S1工作制電機，功率計算考慮加速度并留有合理余量。減速機一律按設(shè)備靜載選型，即使設(shè)備配置了插銷，靜載荷由插銷承擔(dān)，可直接承受靜載。

3.2臺上吊掛類設(shè)備：

同臺下設(shè)備一樣，臺上設(shè)備根據(jù)自身的工藝和運動屬性配置了一系列的安全設(shè)施。

3.3實現(xiàn)電氣控制系統(tǒng)安全的措施：

為了預(yù)防錯誤，對于所有安全相關(guān)的、帶有風(fēng)險評估的危險識別職能，應(yīng)根據(jù)機械安全的風(fēng)險評價原則來確定舞臺機械控制系統(tǒng)必要的安全度級別（SIL），再根據(jù)相關(guān)安全規(guī)范確定技術(shù)要求、選擇合適的安全措施。

四、特殊設(shè)備安全設(shè)計（案例）

4.1功能需求：

有一些演藝劇場突破常規(guī)劇院的觀演模式，要求觀眾席在演出過程中隨情節(jié)變化而動作，其目的在于：實現(xiàn)觀演模式或角度的變化；實現(xiàn)觀眾與演員互動；實現(xiàn)觀眾動感體驗。觀眾席上空的設(shè)備以及活動觀眾席或座椅臺。因為其安全與普通觀眾緊密相關(guān)，所以其安全性高于普通舞臺設(shè)備。

4.2安全設(shè)計：

（1）設(shè)計準(zhǔn)則：確保全工況下的安全疏散，安全故障型；（2）安全分析、安全評估和安全控制；

五、問題與建議

5.1安全技術(shù)問題

5.2安全規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的完善：

推薦與強制相結(jié)合；安全等級概念推廣；

5.3安全規(guī)范執(zhí)行的配套機制：

安全規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的監(jiān)督機制；安全規(guī)范落實的措施保證；市場經(jīng)濟(jì)模式認(rèn)可與轉(zhuǎn)化。