從設(shè)計(jì)角度談舞臺(tái)機(jī)械的安全

一、前言

舞臺(tái)機(jī)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(chǎng)的專業(yè)設(shè)備。舞臺(tái)機(jī)械并非工業(yè)機(jī)械在舞臺(tái)上的簡單應(yīng)用。它與劇院的自身功能密不可分，它與舞臺(tái)的內(nèi)部環(huán)境融為一體。舞臺(tái)機(jī)械在古老的劇院中用于裝臺(tái)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(tái)要想具備千變?nèi)f化甚至匪夷所思的變化，或臺(tái)前，或幕后，一定需要舞臺(tái)機(jī)械。今天，舞臺(tái)機(jī)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(diǎn)，是各類運(yùn)動(dòng)聯(lián)系的紐帶。然而，這一切存在的意義歸結(jié)一點(diǎn)，那就是：安全！舞臺(tái)機(jī)械區(qū)別于傳統(tǒng)現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械的特點(diǎn)：1、人機(jī)高度結(jié)合；2、多樣化。形式多樣，功能多樣，服務(wù)的對(duì)象多樣；3、使用時(shí)效性強(qiáng)；4、單件差異大，短期全新的設(shè)備多，缺乏試驗(yàn)驗(yàn)證。

二、安全設(shè)計(jì)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(duì)工業(yè)裝置的自動(dòng)化系統(tǒng)中設(shè)置了安全保護(hù)控制系統(tǒng)置與整個(gè)生產(chǎn)裝置的安全要求等級(jí)進(jìn)行了規(guī)定表系統(tǒng)(SafetyInstrumentSystem,會(huì)稱安全要求等級(jí)為“安全完整性等級(jí)IEC61508標(biāo)準(zhǔn)）。那么如何來區(qū)分設(shè)備的安全等級(jí)？

2.1歐洲機(jī)器安全標(biāo)準(zhǔn)：

根據(jù)歐洲機(jī)器安全標(biāo)準(zhǔn)EN954這臺(tái)機(jī)器（或其中某一部分）的危險(xiǎn)等級(jí)險(xiǎn)等級(jí)依次增高，等級(jí)4為最高的危險(xiǎn)等級(jí)根據(jù)危險(xiǎn)等級(jí)，確定措施來降低風(fēng)險(xiǎn)路等。其中安全控制電路的設(shè)計(jì)，也必須符合所要求的安全等級(jí)EN954-1，對(duì)應(yīng)于危險(xiǎn)等級(jí)的5五個(gè)等級(jí)，安全等級(jí)依次增高，等級(jí)中某一部分）的危險(xiǎn)級(jí)別確定為4級(jí)。

2.2我國現(xiàn)有安全標(biāo)準(zhǔn)：

我國規(guī)范對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)采取的是實(shí)現(xiàn)安全的迭代過程，即對(duì)機(jī)器壽命周期內(nèi)的各種風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)的過程。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過程可用所示的流程圖加以說明。目前國內(nèi)尚無安全評(píng)價(jià)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(jì)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(jí)安全度等級(jí)（SIL2）定義為每年故障危險(xiǎn)的平均概率為：0.01～0.001。

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

中國舞臺(tái)機(jī)械的快速普及發(fā)展和舞臺(tái)人觀念的實(shí)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(tái)理念，逐步把舞臺(tái)設(shè)備視為安全等級(jí)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(shí)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(tái)設(shè)計(jì)安全的一系列規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，成為舞臺(tái)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的指導(dǎo)和綱領(lǐng)性文件。

2.4國際舞臺(tái)行業(yè)安全規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)

DIN569201-7舞臺(tái)機(jī)械/總則

DIN56921-11舞臺(tái)機(jī)械/吊物系統(tǒng)裝置安全要求及測(cè)試

DIN56925舞臺(tái)機(jī)械/點(diǎn)吊裝置安全要求及測(cè)試

DINV19250測(cè)試和控制設(shè)備基本安全條件

DINEN60204機(jī)械安全，機(jī)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(tái)機(jī)械/總則

ONORMM9630-2舞臺(tái)機(jī)械/臺(tái)上機(jī)械

ONORMM9630-3舞臺(tái)機(jī)械/臺(tái)下機(jī)械

ONORMM9630-4舞臺(tái)機(jī)械/防火機(jī)械

ONORMM9631舞臺(tái)機(jī)械/操作與維護(hù)導(dǎo)則

三、常規(guī)劇場(chǎng)設(shè)備安全設(shè)計(jì)

多年來，我院的舞臺(tái)設(shè)計(jì)嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行。有些情形下，結(jié)合運(yùn)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(tái)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(diǎn)跨度的1/1000，高于標(biāo)準(zhǔn)要求的1/750。構(gòu)件應(yīng)力（強(qiáng)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(tái)，計(jì)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(gè)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)均加滿載測(cè)試驗(yàn)證。

2、傳動(dòng)安全：

選擇S1工作制電機(jī)，功率計(jì)算考慮加速度并留有合理余量。減速機(jī)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(tái)上吊掛類設(shè)備：

同臺(tái)下設(shè)備一樣，臺(tái)上設(shè)備根據(jù)自身的工藝和運(yùn)動(dòng)屬性配置了一系列的安全設(shè)施。

3.3實(shí)現(xiàn)電氣控制系統(tǒng)安全的措施：

為了預(yù)防錯(cuò)誤，對(duì)于所有安全相關(guān)的、帶有風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的危險(xiǎn)識(shí)別職能，應(yīng)根據(jù)機(jī)械安全的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)原則來確定舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)必要的安全度級(jí)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(jì)（案例）

4.1功能需求：

有一些演藝劇場(chǎng)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(dòng)作，其目的在于：實(shí)現(xiàn)觀演模式或角度的變化；實(shí)現(xiàn)觀眾與演員互動(dòng)；實(shí)現(xiàn)觀眾動(dòng)感體驗(yàn)。觀眾席上空的設(shè)備以及活動(dòng)觀眾席或座椅臺(tái)。因?yàn)槠浒踩c普通觀眾緊密相關(guān)，所以其安全性高于普通舞臺(tái)設(shè)備。

4.2安全設(shè)計(jì)：

（1）設(shè)計(jì)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(píng)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(qiáng)制相結(jié)合；安全等級(jí)概念推廣；

5.3安全規(guī)范執(zhí)行的配套機(jī)制：

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