体育建筑就其建筑形式与功能需求，较其他类型的建筑物有其复杂性与多变性。电气专业不仅需要深入了解工程在实际运行中对不同时期的功能变化需求，努力结合建筑物特殊的结构形式，还需要与其他各专业紧密配合，充分考虑各系统之间的关系，才能制定出合理的电气设计方案。
　　体育场馆的功能需求分析
　　现代体育场馆已经不再是以往意义上单纯比赛用途的场馆了，它是一个集合比赛、演出、娱乐、休闲、商业、餐饮、展览、办公于一身的多功能建筑综合体。大型的比赛功能虽然在日后的实际使用几率相对较低，但就其重要性却排在所有用途之首。一个场馆的所有功能，均要以满足比赛功能为前提进行拓展和补充。
　　在本工程建设之初，场馆的赛事使用功能及需要达到级别标准就已确定。体育馆被定为世界大学生运动会乒乓球主赛场地，体育场作为其足球比赛的预赛场地，游泳馆仅作为群众文化娱乐休闲场地使用。根据《体育建筑设计规范》中的要求，考虑到整个体育中心的建筑规模，和体育馆的比赛级别标准，决定最终将本工程整体列为特级体育建筑。当现场施工进入到后期阶段，大运会组委会决定将体育场调整为开幕式举办场地，同时发布了大运会《供配电设计导则》。《导则》中对特级体育场馆的级别做出了新的解释，新增了“凡举办开闭幕式的场馆，均按特级场馆考虑，与体育竞赛的级别无关，其与比赛相关联部分的供配电系统设置仍然按赛事级别的划分确定”的条款。根据上述规定，本工程体育场部分属于《导则》要求中的特级体育建筑标准，同时必须设置柴油发电机组作为后备电源。
　　体育场馆电气设计要点
　　设计要点有以下几点：①根据体育场级别确定供电方案，同时了解当地供电局对高压系统的设计要求。②了解大运会对场馆电力系统的需求。③根据业态的多变性合理调整变压器容量的设置数量。④以比赛功能为前提，调整电气主机房、竖井位置。◎结合建筑体系，合理设置线路走向。⑥根据比赛级别的要求，合理设置场地灯光的照明方式。⑦赛时各弱电系统的统一协调。⑧大空间区域的消防报警系统分析。
　　电气系统分析
　　1　供电方案
　　作为特级体育场馆，电源供电等级属于特别重要负荷用户。其对供电电源的要求是：必须考虑一路电源系统在检修或故障的同时，另一路电源系统有发生故障的可能，此时，电力系统需取自第三路电源或自备电源。
　　在供电方案确定之初，我们借鉴了多个奥运场馆及亚运会场馆的高压供电方案，总结了特级体育场馆的常用的供电方案多采用10kV三路供电或四路供电的两种形式。无论是哪种主接线方案，其均可以根据末端系统的供电需求，采用站间单相或双向联络，增设合环功能，提高供电连续性。
　　经过计算，确定了本工程变压器总装机容量为23300kVA，在结合自身用电容量的前提情况下，考虑到10kV外电源数量限制和节约投资等因素，我们认为深圳湾体育中心的10kV供电回路可以采用3路10kV电源进线，两用一备的供电方式，两路运行的高压电缆各自承担50％的用电负荷。同时设置2台1600kW永久柴油发电机为特别重要负荷提供第三路后备电源，系统主接线。在正式发电前，经多方协调，当地供电部门最终决定，在柴油发电机组设置原则不变的基础上，将10kV外电源增加至4路，并引自两个不同的110kV变电所，两两一组，互为备用。同时为1－1＃，2－2＃电源进线(两个不同110kV变电所引来的电源)间增设了母联开关，提高了8#段高压母线(即体育场10kV供电电源)的供电可靠性。4路进线较3路进线，降低了单路电源所承担的用电容量，提高了供电的可靠性，将原系统的N－1备用方式提高到互为备用方式。充分满足比赛场地照明、重要人员活动区域照明、应急照明、计时记分系统，计算机系统、通信系统、扩声系统、新闻转播、安全防范系统，消防设施等特别重要负荷的供电需求。
　　2　变压器选型
　　体育场馆设计中在考虑满足比赛、演出等多功能、大负荷用电需求的同时，也要考虑保证场馆在平时无大型活动时，变压器的经济合理运行，避免出现场馆淡季的变压器负载率低的情况发生。这一点，影响了电气专业最终确定变压器的设置数量和容量。
　　我们结合建筑专业平面设计与经营者提供的业态分析，从中发现，经营者对非重大活动时期的业态使用需求考虑得十分全面。整个体育场馆周围，基本均被商业、餐饮、休闲娱乐场所所包围，经过对周围商业运营用电、演出用电和比赛赛事用电的负荷容量分析，认为三种业态在分时期运营时的用电负荷基本可以持平，并未同时占用变压的容量资源。这种合理的业态功能设置，为变压器的设计、运行与使用创造了良好的条件。避免了以往设计中需要单独设置平时变压器或演出变压器的情况。
　　本工程最终为能源中心提供了2台2000kVA和2台1600kVA变压器，为体育场提供了4台1000kVA变压器，为体育馆提供了4台1 600kVA变压器，为热身及游泳馆提供了2台1600kVA变压器，为运动员公寓提供了2台1250kVA变压器。
　　这里值得一提的是演出用电。经过对多个场馆的现场调研，咨询了曾经承接过大型文艺演出或个人专场演出的承办单位，从中发现，演出形式的不同，对用电负荷的需求变动幅值较大，很难用单一数据概括。但却一致反映，演出方提出的电量需求远大于最终使用的实际用电数据。而且，随着LED等绿色光源在演出照明中的广泛应用，我们发现根据变电所实测的数据，近期的演出照明用电量大幅度降低。经过对各数据的分析和与多家演出单位的协商，本工程最终确定为体育场、馆各预留1600kW出线电源容量，采用临时电缆的方式将电源预留至马道和场地内四周。变压器选型时，我们降低演出照明计算负荷的需用系数。同时，针对开、闭幕式文艺表演采用临时租用柴油发电机供电，变压器仅作为备用电源的普遍情况，在本次设计中未考虑开闭幕式的演出容量对变压器容量设置的影响。
　　3　继电保护
　　根据组委会供配电电导则的要求，除低压主进装设30％欠电压保护外，其余继电保护和系统配置均按常规设计，实现重要数据遥测遥信功能。
　　4　机房设置
　　体育建筑体态庞大，结构形式多变，建筑功能分区不规整，所以造成电气设计中的线路多而零散、敷设路由不通畅，翻转情况增多，电气竖井形状不规则等一系列不利因素的产生。为满足电气设计的合理性，主机房与竖井的设置位置尤为重要。本工程高压总变配电所设置于体育场首层，并根据对负荷性质、建筑分区及供电半径等多重因素的考虑，设置了能源中心变配电所，体育场1#，2#变电所，体育馆变电所，游泳馆与热身馆变电所，运动员公寓变电所。根据当地供电部门的要求，本工程的变压器设置在独立的变压器室内，高低压配电柜全部采用下进下出方式。为方便电缆的敷设与检修，提高首层建筑空间高度，在体育场地下一层设置了综合管廊层，全部变电所至竖井和场地内的各主干线路均敷设在管廊内。对于弱电机房来讲，由于光纤的大范围应用，因此提高了对线路的敷设长度限制要求。对常规弱电系统来讲，系统设置难度并未提高。新增的赛事弱电机房包括电视转播，计时计分，赛时数据中心，终点摄像机房等，需用建筑专业根据规范要求统一考虑设置位置。对于灯光配电室，扩声功放室的位置选择，应该考虑尽量靠近用电设备，并预留出进入马道的通路。同时灯光与扩声控制室的设置还应能观察到主席台。主要机房设置。
　　5　场地照明设计
　　本工程设置场地照明的区域分为体育场、体育馆及游泳馆，室外热身场地。各区域场地照明的要求完全不同，因此马道的设置情况也各异。体育场按举办国际性足球比赛高清电视转播标准(垂直照度2 000Ix)考虑。体育馆按可以举办乒乓球和篮排球比赛高清转播(垂直照度2 000Ix)的要求设计。游泳馆设计标准仅满足娱乐健身需求的200Ix标准设计。室外热身场地满足足球训练标准的500Ix标准设计。
　　场地照明设计可以直接影响到场馆的比赛项目及转播级别，而与场地照明设计息息相关的就是灯光马道的定位。不仅需要满足灯光设计需求，而且还要满足检修方便，结构安全的需求。从建筑师的角度上讲，马道的设置同时还需考虑其美观性。对于矩形场地，直线马道由于灯光的投射角度变化较少，因此在达到理想的照度要求方面，显得相对容易。本工程的马道设置是结合体育场弧形屋顶罩棚和体育馆的椭圆形屋顶的形状设计的，因此要满足转播所需的照明标准，还需经过多点，多角度测算，才能精准确定马道的设置。
　　从灯光计算上讲，对马道垂直和水平位置的设定要求是相互制约的，当其安装的垂直高度较低时，容易获得较高的垂直照度，但会带来眩光的增大，对运动员及观众造成影响。在方案阶段，场馆内在确定采用两侧灯带布灯方式后，粗略估算出场地灯光马道的位置，单面马道的估算原则以满足规范中所要求的，为避免眩光而对灯具安装投射角的规定值(与θ值有关)为前提，将投光灯的投射角θ控制在θ，不小于45°(到场地近边)与θ，不大于75°(到场地远边)之间的范围内。对面马道的设置要求同理。
　　施工图阶段，根据建筑专业提供的马道位置模型，重新对场馆内灯光设计进行了精确计算。体育场由于建筑形式的限制，仅能提供单排马道，而精确计算后的结果显示，单侧马道根本无法满足对田径高清转播的需求，因此在最终施工图时，放弃了田径高清转播的功能。将马道的安装高度设为43m，灯具投射角距场地近边线为44°，距场地远边线为69°，灯具总安装数量为268盏2kW金属卤化物灯具。体育场灯光马道及灯具布置平面图。
　　体育馆的比赛种类繁多，若有电视转播要求，其对于不同种类的比赛，转播摄像机的位置也不同，要想利用同一组灯光马道，满足不同转播要求的照度值，对马道的位置要求就更为苛刻。经过测算，需要设置前后两道马道，才可以满足上述复杂的要求。两排马道的安装高度为30m，其前道马道上灯光的投射角对场地远边的角度为58°，后排马道灯光投射角对场地近边的角度为40°。用于场地照明的灯具总安装数量为236盏1kW金属卤化物灯具，此灯具数量多于常规场地设计的灯具数量，是应为将乒乓球场地照明的灯具结合到顶部灯光马道中，很多灯具无法与其他比赛项目的灯具共用。但由于其不需要单独设置乒乓球场灯光马道，不会对建筑的整体美观造成影响，因此，此种方式得到多方认可。体育馆灯光马道及灯具布置平面图。
　　对于游泳馆，由于仅作为娱乐场地使用，没有转播需求，可以按照《体育场馆照明设计及检测标准》中给定的灯具设置要求，满足水平照度200Ix和眩光值要求即可。游泳馆用于场地照明的灯具总安装数量为28盏1kW金属卤化物灯具。游泳馆布置平面。
　　室外热身场地采用四灯塔式照明方案，灯具安装25m。其灯具安装高度满足灯具到场地中心线的垂直连线与场地平面之间的夹角大于25°的要求，灯具安装高度，d为灯具安装垂直线距场地中心的距离。用于场地照明的灯具总安装数量为48盏2kW金属卤化物灯具。
　　场地照明系统的供电要求：比赛场地照明属于特别重要负荷，采用金属卤化物灯具是目前场地照明的常规做法，本工程并未采用热触发的金属卤化物灯具或是加装UPS电源来解决照明系统电源故障对场地照明的影响，而是考虑比赛时由柴油发电机作为照明主供回路的多分区多回路供电方式来降低照明系统电源故障所造成的影响面。体育场的场地照明分4区域分别供电，灯具交叉连接，单灯控制方式。体育馆的场地照明分2区域分别供电，灯具交叉连接方式。一旦末端电源出现故障，保证维持照明的均匀度。场地照明最终根据比赛项目及转播要求的不同，采用整体编程控制，下表是以体育场为例，按照灯光场景的变化需求，对照明灯具的控制分析：
　　6　体育专用信号系统的设置
　　综合安防、计算机网络及语音、综合布线、楼宇自控等弱电系统是现代大型建筑物所必须设置的，体育场馆还需增设体育专用信号系统，其中包括了计时记分，电视转播，大屏幕显示、升旗系统、场地信号、场地扩声等，他们既相互独立，又互相关联相互依托。赛时系统的系统框架。
　　7　消防报警系统的特殊要求
　　大空间，是体育场馆的典型建筑特色。在体育馆和游泳馆的高大空间中，观众席的特殊建筑形式给火灾报警增加难度。由于建筑空间高度均在35m左右，一般的感烟探测器受现场观众席安装困难和自身安装高度的影响，难以满足探测要求。因此在体育馆和游泳馆内，报警系统利用了安装于大空间智能水泡上自带的双波段图像火灾探测器，进行火灾报警的图像探测。探测器安装于15m～20m高处，从其安装高度以上，由于烟气难以达到，因此未设置其他消防报警探测器。当双波段图像火灾探测器报警后，联动消防水泡动作，并启动场地排烟风机。
　　当地供电部门在机房防火问题上十分重视。因此，全部变配电室及柴油发电机房均提高了防火措施标准，设置了管网式气体灭火系统。
　　总结
　　世界大学生运动会已经在深圳湾体育中心成功举办，电气系统运行正常、稳定。她向世界展现出了现代体育建筑的全新风采。近几年来，体育建筑的设计理念已不仅局限于体育功能，更多的是为了满足健身娱乐和休闲商业的需求，丰富民众业余生活。电气设计只有做到满足多种运营模式，才能真正创造并挖掘出建筑物自身的社会与经济价值。