孟子大劇院中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

胡巍　劉祖一

摘 要：該文介紹了山東省鄒城市孟子大劇院的建筑概況，系統(tǒng)地闡述了劇場(chǎng)內(nèi)中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，明確了劇院的室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)，空調(diào)負(fù)荷指標(biāo)。具體說明了觀眾廳采用座椅送風(fēng)方式、舞臺(tái)采用側(cè)送風(fēng)和下送風(fēng)相結(jié)合的形式，嚴(yán)格計(jì)算保證觀眾廳與舞臺(tái)區(qū)風(fēng)量風(fēng)壓的平衡，采用多級(jí)消聲保證劇場(chǎng)的噪聲控制，通過采取空調(diào)系統(tǒng)二次回風(fēng)、熱回收技術(shù)、各個(gè)空調(diào)區(qū)域分區(qū)可控、空調(diào)管道保溫、高效節(jié)能設(shè)備等技術(shù)措施已達(dá)到建筑節(jié)能的目的。對(duì)同類項(xiàng)目的空調(diào)設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：劇院 舞臺(tái) 觀眾廳 消聲風(fēng)壓風(fēng)量平衡

中圖分類號(hào)：TU83 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）05（b）-0084-01

孟子大劇院位于山東省鄒城市，與圖書館、檔案館、青少年活動(dòng)中心、老年中心四幢單體共同構(gòu)成鄒城市文化藝術(shù)中心。山東省鄒城市為我國(guó)一代儒家宗師孟子的故里，鄒城市文化藝術(shù)中心項(xiàng)目位于山東省鄒城市東城區(qū)金山大道西側(cè)，政務(wù)中心北側(cè)，圣水新苑南側(cè)，建設(shè)總用地約13萬平方米，總建筑面積約18萬平方米。該項(xiàng)目作為山東鄒城向外界展示自己“孔孟桑梓之邦，文化發(fā)祥之地”美譽(yù)的窗口，對(duì)發(fā)揚(yáng)中華文明、孔孟文化將起到至關(guān)重要的作用。劇院建筑面積：35220.1m2，建筑高度：32.40m。地下二層，地上四層。各層主要功能：地下部分主要為舞臺(tái)基坑、車庫及設(shè)備用房；一層為舞臺(tái)區(qū)及其附屬用房；二層為入口大堂、觀眾廳（池座）、排練廳及商業(yè)；三層為觀眾廳（樓座）、院線影廳；四層為記者休息廳；屋頂層舞臺(tái)上空兩側(cè)設(shè)功放室及硅控室等。其中觀眾廳共設(shè)固定座位數(shù)1323個(gè)，樂池活動(dòng)坐席74個(gè)。

該文主要介紹孟子大劇院的中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并分析其中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

1 設(shè)計(jì)內(nèi)容

1.1 主要空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

如表1。

1.2 空調(diào)負(fù)荷

空調(diào)冷負(fù)荷：1960kW，空調(diào)冷指標(biāo)：119.5W/m2；

空調(diào)熱負(fù)荷：1500kW，空調(diào)熱指標(biāo)： 91.4W/m2。

1.3 空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）觀眾廳。

由于劇院觀眾廳高度均在15～18m，采用常規(guī)的下送風(fēng)方式很難達(dá)到理想的空調(diào)效果，且不節(jié)能，故本設(shè)計(jì)池座和樓座均采用座椅送風(fēng)方式，每個(gè)座椅送風(fēng)量為60m3/h，送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)19℃，座椅送風(fēng)柱出風(fēng)速度不高于0.4m/s，至人腳處的風(fēng)速不高于 0.25m/s，將座椅下的建筑空腔作為空調(diào)送風(fēng)靜壓箱?；仫L(fēng)口設(shè)在觀眾廳側(cè)墻上。另外，在吊頂內(nèi)面光燈室設(shè)機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)，將觀眾廳空調(diào)區(qū)域的空氣流經(jīng)面光燈室排至室外，一方面，可以平衡觀眾廳的風(fēng)壓，另一方面可以為面光燈室降溫。

（2）舞臺(tái)。

舞臺(tái)區(qū)為“品”字形布局，分為主舞臺(tái)和兩側(cè)的側(cè)舞臺(tái)。為保證舞臺(tái)演員及工作人員的工作環(huán)境，在兩側(cè)舞臺(tái)7.5m高處設(shè)側(cè)噴口，向主舞臺(tái)方向?qū)Υ?；在主舞臺(tái)第一層天橋下設(shè)噴流式旋流風(fēng)口下送風(fēng)?？紤]到演出時(shí)避免幕布被吹動(dòng)，本空調(diào)系統(tǒng)在側(cè)臺(tái)送風(fēng)主管和主舞臺(tái)送風(fēng)主管上分別設(shè)電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥，可根據(jù)需要實(shí)時(shí)供冷和供熱，或在演出時(shí)減小、關(guān)閉主舞臺(tái)送風(fēng)量?；仫L(fēng)口位于側(cè)舞臺(tái)的側(cè)墻。主舞臺(tái)12.5m以上為非空調(diào)區(qū)，故僅在葡萄藤架上設(shè)獨(dú)立的機(jī)械送排風(fēng)系統(tǒng)，排除余熱。

（3）空調(diào)冷熱源。

機(jī)房設(shè)于地下二層，為鄒城市文化藝術(shù)中心提供空調(diào)冷熱水。

1.4 消聲

（1）允許噪聲標(biāo)準(zhǔn)。觀眾廳≤35dB（A）舞臺(tái)機(jī)械噪聲≤50dB（A）。

（2）噪聲控制是劇場(chǎng)建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)要點(diǎn)，設(shè)計(jì)中要與聲學(xué)專業(yè)人員密切配合，控制通過通風(fēng)、空調(diào)風(fēng)口傳入觀眾席和舞臺(tái)面的噪聲比室內(nèi)允許噪聲標(biāo)準(zhǔn)低5dB。

（3）劇院內(nèi)通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)嚴(yán)格控制風(fēng)速：主管風(fēng)速3～4m/s；支管風(fēng)速2～3 m/s；送風(fēng)口風(fēng)速1～1.5 m/s。

（4）觀眾席的噪聲控制要求較高?？照{(diào)送風(fēng)通過機(jī)組消聲段、風(fēng)管消聲器及消聲靜壓箱及觀眾座椅下方的送風(fēng)靜壓箱處理后再送至觀眾廳?；仫L(fēng)口選用消聲百頁風(fēng)口，回風(fēng)管設(shè)消聲器。舞臺(tái)區(qū)域的噪聲要求比觀眾席略低。送回風(fēng)也通過采取多級(jí)消聲的措施控制噪聲。

1.5 風(fēng)量風(fēng)壓的平衡

劇院設(shè)計(jì)的另一個(gè)要點(diǎn)是觀眾廳與舞臺(tái)區(qū)風(fēng)量風(fēng)壓的平衡，劇場(chǎng)內(nèi)風(fēng)量、風(fēng)壓的平衡與否直接關(guān)系到舞臺(tái)幕布是否飄動(dòng)及正常啟閉。對(duì)此，設(shè)計(jì)中將舞臺(tái)和觀眾廳的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)完全獨(dú)立設(shè)計(jì)，嚴(yán)格計(jì)算新風(fēng)量和排風(fēng)量，使各自區(qū)域的新、排風(fēng)量相匹配，從而保持觀眾廳和舞臺(tái)區(qū)正壓值的基本相等。

1.6 節(jié)能設(shè)計(jì)

劇場(chǎng)作為人員密集，發(fā)熱設(shè)備集中的公共建筑，能耗相對(duì)較大。設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮了各種耗能因素，采取了以下節(jié)能措施：（1）觀眾廳采用座椅送風(fēng)方式，這種送風(fēng)方式可確保人員區(qū)域的空調(diào)舒適性，而對(duì)上部空間的溫濕度不做要求，節(jié)省運(yùn)行能耗。座椅送風(fēng)要求送風(fēng)溫差小，系統(tǒng)采用二次回風(fēng)，降低再熱能耗。（2）舞臺(tái)區(qū)采用帶熱回收功能的組合式空調(diào)機(jī)組。（3）將觀眾座椅下方的建筑空腔作為空調(diào)送風(fēng)靜壓箱，靜壓箱內(nèi)壁做保溫處理。

2 設(shè)計(jì)分析

劇院觀眾廳及舞臺(tái)的氣流組織、風(fēng)量風(fēng)壓的平衡、消聲隔振措施等都是在中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)著重注意的問題。如果有條件，還應(yīng)對(duì)觀眾廳及舞臺(tái)的空調(diào)氣流組織進(jìn)行CFD氣流模擬，從而分析及優(yōu)化室內(nèi)的氣流分布速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)，以達(dá)到良好的空調(diào)效果。

3 結(jié)語

以上是該研究者在設(shè)計(jì)過程中，通過學(xué)習(xí)和分析，結(jié)合劇院建筑的特點(diǎn)，得出一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。劇院的實(shí)際設(shè)計(jì)要比該文介紹的復(fù)雜得多，每個(gè)不同的劇院根據(jù)其自身特點(diǎn)的不同，都會(huì)有不一樣的問題，只能在具體的設(shè)計(jì)中，經(jīng)過多種方案的分析比較，才能得出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

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