1 工程概况
陕西大剧院坐落于西安市雁塔区曲江新区雁塔南路，总占地面积约34亩，规划总建筑面积达52 000 ㎡，一共分地上3层，地下2层，由一个1 902座的歌剧厅与526座的多功能戏剧厅组成。它于2017年10月启用，是西北地区首个国际化、专业化、综合性大剧院。加之此前已运营的西安音乐厅，构成“陕西表演艺术中心”，可满足多种形式的文化演出。
参与陕西大剧院灯光系统整体的设计与施工调试工作，本文主要分析歌剧厅灯光系统。
2 灯光系统技术要求
歌剧厅舞台灯光设计定位满足歌舞剧、音乐剧、芭蕾舞剧及各种大型文艺演出的需要，同时能满足大型会议和电视直播的要求。考虑到能兼顾不同的演出使用要求，与传统的剧院相比要复杂很多。为满足使用功能，整个灯光系统遵循先进、实用、节能、环保原则，系统采用网络传输技术，具有远程监控、维护等功能，并预留有充分的扩展，关键点位做到主副备份，确保运行安全。
具体设计指标如下:
• 主舞台平均照度≥1 200 lx。
• 灯具光源色温含3 200 K与5 600 K两种。
• 灯具显色指数Ra≥90。
• 舞台回路是1 248路（3 kW调直两用回路768路、6 kW 调直两用回路4 8 0 路） ， 另配置4 备用电源箱（100 kW两台、240 kW两台）。
• 调光柜室采用双路800 kVA互备供电。
3 灯光系统设计及设备配置
歌剧厅整体规模庞大，灯光系统设计复杂，主要从控制设备、供电系统、控制信号传输系统和灯具设备等四方面进行简析。
3.1控制设备
灯光控制台采用目前大型演出运用最广泛的德国MA lighting品牌，选用其全规格2张grandMA2 full-size作为主副控制台，一主一备，相得益彰。控制台自带6路DMX512输出，配合MA网络处理单元（NPU），最多可以对65 536个控制参数加以实时控制；主备控制台在参数控制上完全一致，两张控制台通过网络传输加入到同一个会话（session），实现数据实时热备份。网络系统构架见图1。
3.2供电系统
歌剧厅共配置了13台RGB 7I智能型调光柜，每台调光柜输出96回路。其中3 kW调直两用柜8台，6 kW调直两用柜5台，一共1 248个回路。低压配电房分两组母线引入调光柜室，做主备双路供电，每组配电柜配容量为800 kVA。调光柜室见图2，接口箱见图3。设计这么高的配电容量，一方面有备份作用，另一方面主要考虑在一些大型综艺晚会，需要搭建大面积的LED屏或其他特殊用途时，能够有充足的电量保障。
调光柜是一个剧场使用率最高的设备，良好的稳定性可为业主在今后的使用中节省大量人力物力。本次选用调光柜具有直通、调光、过零触发三种工作模式、双系统备份，支持热插拔，电流上升时间大于300 μs。在遵循HTTP的原则下同时接收DMX512和网络信号协议，实现控制信号实时备份。
另外，歌剧院共配置4台C2KRS/0.5小时UPS，当市电切断后分别提供4个网络机柜的应急电源，减少交换机等网络设备的重启时间，确保灯光控制台和网络设备能及时保存当前数据。
在回路分布上，从台口外的面光、耳光、挑台，到台口内的灯杆、吊笼、舞台面流动点，每个位置都设有充足的信号点位，并考虑到了未来大功率单体设备的减少、LED等设备增多的趋势。除一些特殊点位如追光位外，其他所有的6 kW直通回路在末端都被一分为二变成两个相当于3 kW的回路，这种方法既增加回路数量，又充分利用回路模块，设计思路可以借鉴。舞台面上还设有4个备用电源箱，为一些外来演出团队自带的流动硅箱或者搭建LED大屏时提供电源；分别位于左右前后侧墙，舞台前墙两侧为100 kVA，舞台后墙两侧为250 kVA。
3.3控制信号传输系统
歌剧厅一共设有4个信号控制基站，分别位于灯光控制室、调光柜室、舞台栅顶、舞台下场门台口信号基室。四个信号控制基站分区域与舞台相关区域的信号点位相联通，基站之间通过光纤环网进行串联，保证了整个系统的可靠性和冗余备份。信号机柜见图4，系统路由见图5。
每个信号基站都由网络交换机、DMX信号放大器、MA 4Port Node、UPS电源等相关设备组成。整个系统支持MA-Net2、Art-Net、ETC Net2、sACN、ShowNet等协议，基本上可以兼容世界上所有知名控制台。通过网络就可以对MA 4Port Node输出端口任意设置，使用起来灵活方便。每个基站都对应舞台相关控制区域，秉承就近灵活的理念。
另外，舞台各点位的网络端口，可以配合12台MA 2Port Node流动使用，让歌剧厅原本复杂的灯光系统变得简洁明了，有充分的扩展冗余。
3.4灯具配置
每一个剧场灯光系统的展示，最后都需要由配置的灯具来呈现。歌剧厅在灯具配置上，体现多而全的特点，整个厅共配置了常规灯具116台、LED灯具402台（包括LED成像灯、LED PAR灯、LED天地排）、电脑灯148台（含1 500 W切割灯24台、1 500 W染色灯48台、1 500 W图案灯36台、300 W光束灯40台），另外，还配有4台2 500 W进口追光灯。现有合理的灯具配置，可以完全满足各类大型表演的需要，如舞剧、音乐剧、芭蕾、话剧、京剧、综艺演出、文艺晚会等。
在目前国家提倡节能环保的趋势下，越来越多的LED灯具走进剧场，代替原先大功率的常规灯具。陕西大剧院作为如此高规格的剧场，大面积使用LED类灯具代替原先卤素泡的常规灯具实属首次。歌剧厅从耳光往主舞台方向，除了电脑灯具外，其余灯具均采用LED光源（如：LED定焦成像灯、LED变焦聚光灯、LED天地排灯、LED PAR灯和LED脚光灯）。LED灯具采用广州市雅江光电设备有限公司灯具，其灯具最终效果与传统光源灯具并无大的差别；现以一款定焦成像灯（SS837SW）为例，对比同角度的常规成像灯的照度，见图6。
图6中，上为雅江19°LED定焦成像灯照度表，额定功率为400 W，显色指数大于90；下为国内某知名灯具厂家19°常规定焦成像灯的照度表，额定功率750 W，显色指数大于90。可以看出，在功率相差近一倍的状况下，两款灯具照度几乎无差异。由此可以得出，当一个剧场运营后，大面积LED灯具的使用，长远上为剧场营运节省大量电量，体现绿色剧场的理念。
4 最终效果
项目竣工后，灯光团队对整个舞台灯光系统进行了现场灯光效果测试。在主舞台区域均匀选取28个测试点，所有测试点之间相距2 m，A4点距离台口线内侧2 m。测量时，所有面光、顶光、柱光、侧光全部打开，100%亮度。测试数据如表1、表2所示，符合设计要求。演出效果见图7。
结语
陕西大剧院歌剧厅灯光系统设计一切以实用创新为前提，加入绿色节能环保理念，《大宅门》、《图兰朵》等一幕幕大剧在歌剧厅的成功上演，对设备和系统做出了最好检验，得到业主和外来剧团的肯定。希望陕西大剧院灯光系统的成功实施，能为行业其他剧场灯光设计提供借鉴与参考。
