大型劇院空調(diào)運(yùn)行管理探析

阮彤+彭元波

【摘要】從國(guó)家大劇院空調(diào)運(yùn)行管理的實(shí)際出發(fā)，分析劇院建筑對(duì)空調(diào)形式的影響，總結(jié)劇場(chǎng)環(huán)境對(duì)空調(diào)運(yùn)行的要求，并以歌劇院空調(diào)運(yùn)行為例對(duì)劇院具體運(yùn)行管理進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】劇場(chǎng)；空調(diào)系統(tǒng)；空間環(huán)境；負(fù)荷特點(diǎn)；分區(qū)運(yùn)行；分時(shí)段運(yùn)行；節(jié)能降耗

伴隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)幾十年的快速發(fā)展，人們不再僅僅滿(mǎn)足于對(duì)物質(zhì)產(chǎn)品的追求，還希望享受到更加豐富多彩的文化產(chǎn)品，高雅藝術(shù)表演是其中熱點(diǎn)之一。進(jìn)入21世紀(jì)，特別是近十年以來(lái)，大型、超大型體量的劇院劇場(chǎng)應(yīng)運(yùn)而生，而為劇場(chǎng)提供良好空間環(huán)境的空調(diào)系統(tǒng)是劇場(chǎng)正常運(yùn)營(yíng)的重要一環(huán)。

筆者以國(guó)家大劇院劇場(chǎng)內(nèi)空調(diào)運(yùn)行管理為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)劇場(chǎng)建筑和彩排演出特點(diǎn)的分析，結(jié)合演出參觀的規(guī)律，探索劇院空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理方案。

1工程概況

國(guó)家大劇院位于天安門(mén)廣場(chǎng)西側(cè)，與人民大會(huì)堂相鄰，占地12萬(wàn)平方米，總建筑面積近22萬(wàn)平方米。主體為殼體造型，包括三大獨(dú)立建筑實(shí)體：歌劇院、戲劇場(chǎng)、音樂(lè)廳，它們之間為共用的公共大廳，多功能劇場(chǎng)位于殼體外西南側(cè)，地下設(shè)有設(shè)備機(jī)房及各劇場(chǎng)的技術(shù)用房。四周?chē)h(huán)繞著人工湖，通過(guò)湖下的通道進(jìn)入公共大廳。

劇院空調(diào)冷熱源均設(shè)置在劇院西南地下，采用二次泵系統(tǒng)。冷源采用4臺(tái)1100冷噸離心制冷機(jī)組，小負(fù)荷時(shí)使用300冷噸螺桿機(jī)組，冷卻塔除夏季制冷外，也進(jìn)行冬季制冷使用。熱源采用市政供熱，市政熱水經(jīng)板式換熱器換熱后冬季供暖，夏季進(jìn)行除濕再熱。空調(diào)的冷水系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)分別見(jiàn)圖1、圖2。

2劇院空調(diào)形式與特點(diǎn)

2.1按氣流組織形式劃分

劇場(chǎng)空調(diào)按照氣流組織形式，主要分為上送上回和座椅下送風(fēng)上回風(fēng)兩種形式，主要特點(diǎn)見(jiàn)表1。

表1中是空調(diào)氣流組織的基本特點(diǎn)，在劇場(chǎng)使用時(shí)還需考慮運(yùn)行管理的要求。上送上回多適用于層高較高、場(chǎng)內(nèi)空間較大的小型劇場(chǎng)，如國(guó)家大劇院多功能劇場(chǎng)（即小劇場(chǎng)）；座椅下送風(fēng)上回風(fēng)多適用于層高超高、場(chǎng)內(nèi)空間較大的大中型劇場(chǎng)，也是劇院空調(diào)主要采用的送風(fēng)方式，如國(guó)家大劇院戲劇院、歌劇院及音樂(lè)廳。

實(shí)際運(yùn)行時(shí)，采用上送風(fēng)方式的空調(diào)送風(fēng)不能直接處理觀眾區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)荷且“吹頭”感較強(qiáng)，觀眾夏季容易感覺(jué)熱，冬季感覺(jué)冷；采用座椅下送風(fēng)方式時(shí)空調(diào)送風(fēng)能直接從觀眾區(qū)內(nèi)部吹出，直接處理觀眾區(qū)內(nèi)部負(fù)荷，但容易出現(xiàn)“吹腿”感，觀眾容易覺(jué)得涼。

2.2按空間形式劃分

按照舞臺(tái)與觀眾區(qū)空間形式，可將劇場(chǎng)分為舞臺(tái)與觀眾區(qū)融合和舞臺(tái)與觀眾區(qū)分離兩種形式。融合式，在形式上舞臺(tái)與觀眾區(qū)呈一體，觀眾區(qū)包圍或半包圍舞臺(tái)區(qū)，舞臺(tái)上的舞美道具相對(duì)而言比較簡(jiǎn)潔，表演人數(shù)相對(duì)較少，舞臺(tái)上的表演形式相對(duì)平和，一般用于舉辦音樂(lè)會(huì)等。分離式，在形式上舞臺(tái)與觀眾區(qū)之間間隔有樂(lè)隊(duì)演奏的樂(lè)池或安全距離，舞臺(tái)上舞美道具比較華麗宏大，演員人數(shù)較多，表演形式比較劇烈，一般進(jìn)行歌劇、喜劇及話(huà)劇等演出。

劇場(chǎng)內(nèi)融合式的空調(diào)運(yùn)行，需要兼顧舞臺(tái)與觀眾兩個(gè)分區(qū)，由于觀眾和演員表演對(duì)空調(diào)要求的不同，運(yùn)行時(shí)容易出現(xiàn)兩邊不能兼顧的問(wèn)題，如國(guó)家大劇院音樂(lè)廳和多功能劇場(chǎng)；劇場(chǎng)內(nèi)分離式的空調(diào)運(yùn)行，舞臺(tái)與觀眾區(qū)空調(diào)可以分開(kāi)運(yùn)行，比較容易滿(mǎn)足不同區(qū)域?qū)照{(diào)的不同需求，如戲劇場(chǎng)和歌劇院。圖3為戲劇場(chǎng)，舞臺(tái)區(qū)與觀眾區(qū)形式分離，兩區(qū)空調(diào)也分離；圖4為音樂(lè)廳，舞臺(tái)區(qū)被觀眾區(qū)環(huán)抱，兩區(qū)空調(diào)也沒(méi)有分離。

3劇場(chǎng)空調(diào)環(huán)境控制特點(diǎn)

劇院屬于人員聚集的公共場(chǎng)所，在滿(mǎn)足演出表演使用功能的前提下，空間環(huán)境必須滿(mǎn)足空調(diào)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，保證觀眾在觀演過(guò)程中有較高的舒適感，以免影響觀演，這需要調(diào)節(jié)空調(diào)運(yùn)行來(lái)解決。劇場(chǎng)內(nèi)空間環(huán)境質(zhì)量受到溫濕度、環(huán)境中污染物、噪聲、光及觀眾自身活動(dòng)產(chǎn)生的生理、心理等影響，要給觀眾提供良好的觀演感受，空調(diào)系統(tǒng)需要對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行處理。

空調(diào)運(yùn)行能直接解決的是溫度和濕度問(wèn)題，通過(guò)空調(diào)系統(tǒng)制冷、加熱能較好地滿(mǎn)足觀眾對(duì)環(huán)境溫濕度的要求。通過(guò)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行，能處理場(chǎng)內(nèi)空間環(huán)境中的部分污染物，可能由空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲必須要采取隔聲降噪措施?？照{(diào)機(jī)組空氣凈化設(shè)備能過(guò)濾凈化劇場(chǎng)空氣中的懸浮顆粒物等，通過(guò)新風(fēng)的引入并排除廢氣，能較好地稀釋觀眾呼吸出的CO₂、汗味等，但是對(duì)于新風(fēng)或場(chǎng)內(nèi)存在的TOC、VOC等揮發(fā)物及異味等，空調(diào)系統(tǒng)還不能很好地進(jìn)行處理。空調(diào)系統(tǒng)本身存在的噪聲如送風(fēng)管、風(fēng)口處的風(fēng)聲等能通過(guò)消聲措施較好解決，場(chǎng)內(nèi)環(huán)境中本來(lái)存在的噪聲，空調(diào)系統(tǒng)不能解決。光是空調(diào)系統(tǒng)不能處理的物理現(xiàn)象，觀演時(shí)光的存在會(huì)對(duì)觀眾、環(huán)境產(chǎn)生很大的影響。觀眾自身活動(dòng)產(chǎn)生的生理、心理活動(dòng)也是如此。環(huán)境質(zhì)量的影響因素及控制方式具體見(jiàn)表2。

4劇場(chǎng)空調(diào)運(yùn)行

劇場(chǎng)空調(diào)運(yùn)行應(yīng)該以劇場(chǎng)具體形式特征為基礎(chǔ)，結(jié)合劇場(chǎng)實(shí)際運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)制定具體的運(yùn)行方案，確保劇場(chǎng)正常運(yùn)行。以下以國(guó)家大劇院歌劇院運(yùn)行為例進(jìn)行探析。

4.1歌劇院劇場(chǎng)特點(diǎn)

歌劇院屬于舞臺(tái)區(qū)與觀眾區(qū)相分離的劇場(chǎng)形式。圖5為歌劇院一層平面圖，整個(gè)劇場(chǎng)從南往北依次為1舞臺(tái)區(qū)、2樂(lè)池、3觀眾區(qū)（含池座區(qū)、一層、VIP層及二層樓座）。舞臺(tái)從西向東依次為西側(cè)舞臺(tái)、主舞臺(tái)、后舞臺(tái)（主舞臺(tái)南）。舞臺(tái)、樂(lè)池及觀眾區(qū)都各自有單獨(dú)的空調(diào)機(jī)組（群）進(jìn)行調(diào)節(jié)，舞臺(tái)區(qū)和樂(lè)池為空調(diào)側(cè)吹風(fēng)，主舞臺(tái)與后舞臺(tái)為同一空調(diào)機(jī)組，東西側(cè)舞臺(tái)為同一機(jī)組，樂(lè)池由一臺(tái)機(jī)組控制。觀眾區(qū)為座椅下送風(fēng)，有三臺(tái)機(jī)組共同調(diào)節(jié)。圖6為歌劇院池座與樂(lè)池空調(diào)系統(tǒng)圖。

4.2不同區(qū)域負(fù)荷特點(diǎn)

劇場(chǎng)空調(diào)運(yùn)行既要做到不同區(qū)域分區(qū)運(yùn)行，又要實(shí)現(xiàn)整個(gè)劇場(chǎng)統(tǒng)一管理。劇場(chǎng)從建筑形式來(lái)看屬于一個(gè)整體，但從空調(diào)運(yùn)行的角度來(lái)觀察，場(chǎng)內(nèi)不同的區(qū)域都有各自的負(fù)荷特點(diǎn)，空調(diào)運(yùn)行可根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)，并與該區(qū)域內(nèi)的空調(diào)機(jī)組結(jié)合起來(lái)進(jìn)行調(diào)整，分區(qū)運(yùn)行。但該劇場(chǎng)內(nèi)所有機(jī)組又需要共同協(xié)調(diào)來(lái)保證整個(gè)劇場(chǎng)空間環(huán)境的空調(diào)參數(shù)，以確保演出正常進(jìn)行。

歌劇院整個(gè)劇場(chǎng)位于殼體之下，場(chǎng)內(nèi)無(wú)太陽(yáng)輻射，劇場(chǎng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)為0.7m～1.2m的混凝土或腔體結(jié)構(gòu)，歌劇院以外的負(fù)荷難以通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)入場(chǎng)內(nèi)；場(chǎng)內(nèi)負(fù)荷有燈光設(shè)備負(fù)荷、樂(lè)池樂(lè)團(tuán)負(fù)荷、舞臺(tái)負(fù)荷，其中觀眾產(chǎn)生的負(fù)荷是空調(diào)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵。

舞臺(tái)主要是舞臺(tái)燈光設(shè)備形成負(fù)荷，西側(cè)舞臺(tái)進(jìn)場(chǎng)口空氣入侵形成的負(fù)荷，此負(fù)荷主要存在舞臺(tái)道具進(jìn)場(chǎng)裝臺(tái)期間，由于道具布景需要進(jìn)出舞臺(tái)而造成室外空氣入侵，一般演出期間舞臺(tái)通往外界的通道都會(huì)關(guān)閉，隔絕室外空氣對(duì)場(chǎng)內(nèi)的影響。樂(lè)池區(qū)產(chǎn)生的負(fù)荷僅局限于樂(lè)池區(qū)，且還要看該場(chǎng)演出是否有樂(lè)團(tuán)現(xiàn)場(chǎng)演奏，可由樂(lè)池空調(diào)啟停處理。觀眾區(qū)燈光設(shè)備產(chǎn)生的負(fù)荷對(duì)于座椅下送風(fēng)的觀眾區(qū)來(lái)講，實(shí)際的影響較小可以忽略，但演出采用臺(tái)上演員與臺(tái)下觀眾互動(dòng)的表演形式時(shí)，演出時(shí)一般都會(huì)開(kāi)啟觀眾區(qū)燈光，這會(huì)給觀眾心里造成有燈光會(huì)“熱”的感覺(jué)，空調(diào)運(yùn)行時(shí)要適當(dāng)下調(diào)場(chǎng)內(nèi)溫度；場(chǎng)內(nèi)主要空調(diào)負(fù)荷是由觀眾進(jìn)入產(chǎn)生，此負(fù)荷的主要特點(diǎn)是觀眾入場(chǎng)負(fù)荷驟升，觀眾退場(chǎng)后負(fù)荷聚降，觀眾本身特點(diǎn)如生理、心理活動(dòng)，年齡，衣著等都將對(duì)觀眾觀演感覺(jué)造成影響，需要調(diào)整空調(diào)做針對(duì)性運(yùn)行。表3是場(chǎng)內(nèi)主要負(fù)荷特點(diǎn)、解決方式及空調(diào)機(jī)組控制區(qū)域。

4.3歌劇院空調(diào)分時(shí)段節(jié)能運(yùn)行

劇場(chǎng)空調(diào)除按照上述以建筑空間形式分區(qū)運(yùn)行外，還應(yīng)根據(jù)主要負(fù)荷特點(diǎn)即場(chǎng)內(nèi)觀眾變化情況，以時(shí)間為軸線(xiàn)來(lái)劃分不同運(yùn)行模式，即無(wú)演出參觀模式（主要是夜間或閉館期間，凈場(chǎng)狀態(tài)）、參觀模式、演出模式。

無(wú)演出參觀模式，場(chǎng)內(nèi)負(fù)荷很少或者沒(méi)有，可以少開(kāi)機(jī)組或者不開(kāi)機(jī)組，僅維持場(chǎng)內(nèi)空調(diào)參數(shù)就可以。參觀模式是要根據(jù)參觀路線(xiàn)開(kāi)啟空調(diào)機(jī)組，在保證場(chǎng)內(nèi)空調(diào)的同時(shí)，開(kāi)啟參觀路線(xiàn)上的空調(diào)機(jī)組確保參觀活動(dòng)。演出模式，觀眾產(chǎn)生的負(fù)荷是空調(diào)負(fù)荷最集中的時(shí)段，也是確保演出正常進(jìn)行的關(guān)鍵時(shí)段，為保證演出正常運(yùn)行，還可以將演出時(shí)段做更詳細(xì)的劃分，即演出前預(yù)控時(shí)段、演出中、演出后。

預(yù)控就是在觀眾人場(chǎng)之前將場(chǎng)內(nèi)溫度預(yù)先進(jìn)行調(diào)整，觀眾進(jìn)場(chǎng)后場(chǎng)內(nèi)空調(diào)參數(shù)較快到達(dá)要求。演出前預(yù)控時(shí)段是整場(chǎng)演出空調(diào)能否正常保證的關(guān)鍵，預(yù)控較好的將降低空調(diào)參數(shù)的波動(dòng)，為整場(chǎng)演出空調(diào)控制打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。觀眾產(chǎn)生的負(fù)荷主要與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，通常情況下，入場(chǎng)狀態(tài)（輕度勞動(dòng)）所產(chǎn)生的負(fù)荷大于觀演（靜坐）狀態(tài)。進(jìn)行預(yù)控時(shí)，預(yù)控場(chǎng)內(nèi)溫度較演出狀態(tài)溫度低，一般可低0.5℃～1℃左右，待演出開(kāi)始后回調(diào)至正常演出溫度。從節(jié)能的角度，還可以全回風(fēng)預(yù)控，節(jié)約處理室外空氣所需能耗，但要注意的是新風(fēng)開(kāi)啟時(shí)間需要確定，才能做到既保證室內(nèi)觀演所需要的新風(fēng)量和衛(wèi)生要求，又做到節(jié)能。

演出時(shí)，一般情況觀眾屬于靜坐狀態(tài)，負(fù)荷波動(dòng)小，空調(diào)運(yùn)行要保持穩(wěn)定，避免場(chǎng)內(nèi)運(yùn)行參數(shù)波動(dòng)，減少對(duì)觀眾影響，需要關(guān)注場(chǎng)內(nèi)負(fù)荷變化。場(chǎng)內(nèi)負(fù)荷變化由場(chǎng)內(nèi)觀眾實(shí)際人數(shù)確定，可采用演出時(shí)動(dòng)態(tài)的上座率來(lái)進(jìn)行判斷，上座率變化過(guò)大，人數(shù)變化超過(guò)上一次統(tǒng)計(jì)的15%時(shí)，空調(diào)運(yùn)行參數(shù)要做調(diào)整。

演出后主要指離場(chǎng)至劇場(chǎng)恢復(fù)無(wú)演出狀態(tài)時(shí)段。這段時(shí)間減少調(diào)整空調(diào)運(yùn)行模式，可減少空調(diào)運(yùn)行臺(tái)數(shù)，或者調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，待場(chǎng)內(nèi)空調(diào)參數(shù)恢復(fù)正常后按無(wú)演出模式運(yùn)行。以上各時(shí)段控制模式，根據(jù)不同的季節(jié)和天氣情況還需要做調(diào)整。表4為歌劇院空調(diào)夏季制冷模式下典型時(shí)段劃分運(yùn)行表。

5公共區(qū)域大空間節(jié)能運(yùn)行

公共區(qū)域主要指一層及以上公共空間及南北水下廊道?？照{(diào)運(yùn)行主要滿(mǎn)足日常參觀等活動(dòng)的需要，區(qū)域內(nèi)空調(diào)機(jī)組數(shù)量多，機(jī)組之間難于協(xié)調(diào)控制區(qū)域的溫濕度。另外，公共空間溫濕度受室外天氣影響大。該區(qū)域節(jié)能須根據(jù)天氣變化情況，統(tǒng)一調(diào)整區(qū)域內(nèi)空調(diào)機(jī)組運(yùn)行模式，以防止該區(qū)域內(nèi)溫濕度波動(dòng)過(guò)大及機(jī)組之間控制效果相互抵消增加能耗。通過(guò)統(tǒng)計(jì)已有的運(yùn)行數(shù)據(jù)和空間溫濕度記錄，細(xì)化區(qū)域機(jī)組自控運(yùn)行程序，進(jìn)行分區(qū)聯(lián)調(diào)。以夏季公共區(qū)域中歌劇院及其毗連區(qū)橄欖廳空調(diào)機(jī)組統(tǒng)一聯(lián)調(diào)為例，見(jiàn)表5。

6結(jié)語(yǔ)

以上分析是以國(guó)家大劇院為例進(jìn)行的關(guān)于劇院劇場(chǎng)空調(diào)運(yùn)行的探索，要將大空間劇場(chǎng)空調(diào)管理運(yùn)行好并實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，可以考慮采取以下措施。

（1）分析劇院建筑、空調(diào)系統(tǒng)本身特點(diǎn)，同時(shí)根據(jù)劇院空調(diào)系統(tǒng)和劇院的運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)來(lái)管理。

（2）做好空調(diào)分區(qū)，大空間空調(diào)運(yùn)行時(shí)還需要考慮整體空間的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

（3）分時(shí)段運(yùn)行，以實(shí)際運(yùn)行需要來(lái)進(jìn)行運(yùn)行管理。按照每個(gè)時(shí)段內(nèi)的具體負(fù)荷特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性調(diào)節(jié)，可采用按參觀路線(xiàn)、進(jìn)場(chǎng)預(yù)控、上座率等調(diào)整機(jī)組運(yùn)行。

（4）舞臺(tái)宜設(shè)專(zhuān)門(mén)的排放系統(tǒng)，以便于在拆裝臺(tái)時(shí)及時(shí)排除異味和粉塵，減少利用舞臺(tái)空調(diào)系統(tǒng)排風(fēng)時(shí)造成的空調(diào)系統(tǒng)污染。