劇場類觀演建筑暖通空調(diào)設(shè)計的幾點思考

郭 平

(中國建筑西南設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610041)

劇場類觀演建筑暖通空調(diào)設(shè)計的幾點思考

郭 平

(中國建筑西南設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610041)

介紹了劇場類觀演建筑的特點，提出了暖通空調(diào)設(shè)計應(yīng)重點關(guān)注的問題，從空調(diào)系統(tǒng)的選擇和劃分、節(jié)能措施、空間聲學(xué)設(shè)計、隔聲降噪和減震、防排煙設(shè)計等方面，針對性地提出了處理措施和解決辦法，有利于保證工程質(zhì)量。

觀演建筑，空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)能措施，空間聲學(xué)設(shè)計，防排煙設(shè)計

0 引言

近年來全國各大、中城市陸續(xù)開始建設(shè)劇場類觀演建筑。早期的劇場建筑配置較為簡單，除了主要演出空間及其附屬配套房間外，主要就是運營單位的辦公用房。幾乎所有的觀演建筑的運營都是入不敷出的，因為其公共服務(wù)的性質(zhì)，資金來源主要是財政支持。因此近年來新建的劇場類觀演建筑，基本都配備了相應(yīng)的經(jīng)營性文化產(chǎn)業(yè)用房，比如各類培訓(xùn)教室、排練廳、書店及音像制品店、咖啡廳等。另外一個新的趨勢是演出種類越分越細(xì)，現(xiàn)在很多省級觀演建筑，常常在一個項目里同時配置歌劇院、音樂廳、戲曲廳、多功能劇場、演藝吧等多種形式的演出空間，成為一個名副其實的文化綜合體。觀演建筑常常還是各地的政府形象展示工程，對建筑外形和立面要求也極高。劇場類觀演建筑因其使用要求高、能耗高、聲學(xué)要求高、演出工藝要求高、空間復(fù)雜、疏散困難、外形要求高等特點，對暖通空調(diào)設(shè)計提出了更多的挑戰(zhàn)和更高的要求。

1 空調(diào)系統(tǒng)的選擇與劃分

1.1空調(diào)方式

劇場類觀演建筑的主要廳堂空間包括舞臺表演區(qū)、觀眾區(qū)及觀眾休息廳,均為高大空間,且人員密集、燈光和設(shè)備發(fā)熱量大，負(fù)荷指標(biāo)也大，故適宜的空調(diào)方式是全空氣系統(tǒng)。此外，主要廳堂空間室內(nèi)空氣品質(zhì)要求高,為便于冷卻、加熱、加濕、過濾和凈化、控制送風(fēng)溫度等，最好的空調(diào)末端方式是組合式空調(diào)機組。

觀演建筑的輔助功能房間(主要包括：各類化妝間、服裝間、演員休息間、候場區(qū)、跑場道、必要的設(shè)備間如音控室、燈控室、投影室、硅柜室、舞臺機械控制室等)、一般管理用房(辦公、會議室等)以及培訓(xùn)教室、咖啡廳等經(jīng)營用房，一般都是分層、分區(qū)分散布置且需要獨立控制和調(diào)節(jié)的小房間，適宜半集中式或分散式空調(diào)方式。

1.2空調(diào)系統(tǒng)的選擇與劃分

觀演建筑內(nèi)人員流線變化較快，在同一個空間停留的時間不長，各部分空間對空調(diào)的需求時間不一致。反映到空調(diào)負(fù)荷上最大的特點就是負(fù)荷參差性很大，空調(diào)系統(tǒng)需要盡可能靈活設(shè)置。

綜上所述，劇場類觀演建筑最好分區(qū)設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)。主要的廳堂空間建議設(shè)獨立的水系統(tǒng)集中空調(diào)，因觀眾休息廳、觀眾廳、舞臺各部分的空調(diào)使用時間也不一致，建議主機搭配充分考慮低部分負(fù)荷調(diào)節(jié)特性，水系統(tǒng)也盡可能做變流量系統(tǒng)以節(jié)約輸送能耗。觀演建筑的輔助功能房間盡量不要和廳堂空間共用集中空調(diào)水系統(tǒng)，對于空調(diào)房間較為集中的區(qū)域可設(shè)多聯(lián)機系統(tǒng)，空調(diào)房間較為分散的區(qū)域可設(shè)分體空調(diào)。

2 節(jié)能措施

1)觀演建筑的主要空調(diào)負(fù)荷都集中在大的廳堂空間，廳堂空間均設(shè)全空氣系統(tǒng)，對全空調(diào)系統(tǒng)設(shè)過渡季節(jié)加大新風(fēng)量甚至全新風(fēng)運行的措施，通過通風(fēng)的方式消除室內(nèi)余熱余濕是非常經(jīng)濟有效的節(jié)能措施。

2)盡可能利用觀眾廳階梯空間特性，在觀眾廳底部設(shè)靜壓箱，采用底部座椅送風(fēng)、側(cè)墻回風(fēng)，頂部排風(fēng)的置換通風(fēng)方式進(jìn)行空間氣流組織。因為座椅送風(fēng)溫差小的特性，在有條件的情況下建議考慮溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)。

3)舞臺和觀眾廳頂部均有大量設(shè)備和燈光發(fā)熱量，應(yīng)優(yōu)先通過在頂部設(shè)機械排風(fēng)的低成本方式帶走室內(nèi)發(fā)熱量。盡量避免用制冷機來解決設(shè)備和燈光發(fā)熱產(chǎn)生的冷負(fù)荷。舞臺和觀眾休息廳一般都有條件在空間的中間高度進(jìn)行空調(diào)送風(fēng)，下部回風(fēng)，在頂部設(shè)排風(fēng)，應(yīng)盡可能做成分層空調(diào)。

4)舞臺和觀眾廳設(shè)備與燈光發(fā)熱量大，頂部機械排風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)溫度高，如果經(jīng)濟技術(shù)分析合理，可設(shè)一套顯熱回收系統(tǒng)，冬季可以對排風(fēng)進(jìn)行顯熱回收，對新風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱。應(yīng)該特別強調(diào)的是，對于觀演建筑，做熱回收應(yīng)謹(jǐn)慎，因為顯熱回收只適合在冬季運行，空調(diào)的使用時間不長、使用頻率及負(fù)荷特性不確定性很大。

5)對于一些大型的綜合類觀演建筑，除了主要廳堂空間外，還有大量小開間的內(nèi)區(qū)房間，如果內(nèi)區(qū)房間較多且較分散，建議對主要的表演輔助功能房間、管理用房、經(jīng)營用房等配套用房合在一起設(shè)一套水環(huán)多聯(lián)機和水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)。辦公室、會議室、培訓(xùn)教室、咖啡廳、化妝間、侯場區(qū)、工藝設(shè)備房間等分層、分區(qū)設(shè)置水環(huán)多聯(lián)機(熱泵)空調(diào)系統(tǒng)及新風(fēng)系統(tǒng)，內(nèi)、外區(qū)的多聯(lián)機系統(tǒng)和新風(fēng)系統(tǒng)均獨立設(shè)置，發(fā)熱量很大的工藝設(shè)備控制室和電器柜室等也獨立設(shè)置多聯(lián)機系統(tǒng)。冬季內(nèi)區(qū)房間和發(fā)熱量很大的設(shè)備區(qū)的水環(huán)多聯(lián)機主機向公共循環(huán)水系統(tǒng)排熱，外區(qū)水環(huán)多聯(lián)機主機和水環(huán)熱泵新風(fēng)機組從公共循環(huán)水系統(tǒng)取熱，整個大樓都形成了一個高效又靈活的熱回收系統(tǒng)。

3 空間聲學(xué)設(shè)計

觀演建筑成功與否，空間聲學(xué)效果非常關(guān)鍵，尤其是觀眾廳。建筑聲學(xué)設(shè)計與暖通專業(yè)相關(guān)的主要是送風(fēng)口、回風(fēng)口、排風(fēng)口的布置，觀眾廳常見的空調(diào)方式是底部座椅送風(fēng)，在側(cè)面或頂部回風(fēng)，在面光橋、耳光等處排風(fēng)。對建筑聲學(xué)影響最大的是回風(fēng)口，通常為了控制百葉風(fēng)速，回風(fēng)口面積都很大，不利于聲音的混響和反射，因此回風(fēng)百葉的做法和位置應(yīng)與聲學(xué)顧問公司密切配合，且與聲學(xué)顧問公司配合的時間越早越好，不要施工圖設(shè)計完成后再讓聲學(xué)顧問公司介入，導(dǎo)致顛覆性的改動。

4 隔聲降噪和減震

影響空間聲學(xué)效果的另一個關(guān)鍵因素就是隔聲降噪和減震，主要是暖通專業(yè)的設(shè)備減震、機房隔聲和風(fēng)系統(tǒng)的消聲降噪。暖通空調(diào)的隔聲降噪和減震也應(yīng)該在專業(yè)的聲學(xué)顧問公司的指導(dǎo)和配合下完成，一般暖通空調(diào)的隔聲降噪和減震的工作流程為：顧問公司給設(shè)計原則指導(dǎo)書，設(shè)計人根據(jù)指導(dǎo)書初步完成本專業(yè)內(nèi)容，再將設(shè)計的初步成果發(fā)顧問單位進(jìn)行聲學(xué)復(fù)核和計算并返回意見，設(shè)計單位再行修改。在初步進(jìn)行暖通空調(diào)設(shè)計的時候，建議重點關(guān)注以下問題：

1)震動和噪聲很大的主機房和水泵房建議設(shè)在建筑物的最底層，且在水平方向上遠(yuǎn)離主要聲學(xué)空間。

2)空調(diào)機房和通風(fēng)機房盡量不要直接設(shè)在主要聲學(xué)空間的前后左右或上下方，應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離聲學(xué)空間，距離聲學(xué)空間較近的機房應(yīng)提前考慮做輔助樓板需要的降板和荷載等措施。

3)服務(wù)于舞臺和觀眾廳等重要聲學(xué)空間的大型空調(diào)機房建議在地下室設(shè)置，豎向盡可能遠(yuǎn)離聲學(xué)空間，水平方向不宜太遠(yuǎn)，避免各類管路交叉太多。

4)在初次設(shè)計時，風(fēng)系統(tǒng)通路應(yīng)盡可能考慮一些富裕，風(fēng)速控制以4 m/s～5 m/s為宜。豎向井道應(yīng)盡量通暢，不要過多轉(zhuǎn)換?？照{(diào)送、回風(fēng)管路不能太短，送風(fēng)和回風(fēng)管一次設(shè)計時盡可能各設(shè)置4節(jié)左右消聲器，消聲器的具體尺寸和參數(shù)應(yīng)由聲學(xué)顧問公司復(fù)核和深化設(shè)計。管路轉(zhuǎn)彎、變徑、風(fēng)流和合流等應(yīng)平滑以避免產(chǎn)生次生噪聲。

5 防排煙設(shè)計

觀演建筑內(nèi)一般空間的防排煙設(shè)計遵循現(xiàn)行防火規(guī)范的要求。需要特別注意的是觀眾廳、舞臺和臺倉?，F(xiàn)行的防火規(guī)范和JGJ 57—2016劇場建筑設(shè)計規(guī)范對排煙量都沒有做要求。建議在設(shè)計階段提前跟當(dāng)?shù)叵啦块T進(jìn)行溝通并取得做法認(rèn)可。

觀眾廳屬于高大空間，且人員密集，疏散難度大，建議參照J(rèn)GJ 58—2008電影院建筑設(shè)計規(guī)范的要求計算排煙量，即：排煙量按照13次/h換氣次數(shù)和90 m3/(h·m2)計算，取兩者中的大值。

舞臺屬于高大空間，火災(zāi)危險性大，疏散也較為困難，建議按照中庭的要求計算排煙量，即：4次/h(體積>17 000 m3)或6次/h(體積≤17 000 m3)換氣次數(shù)計算。

臺倉的做法隨演出工藝而定，一般標(biāo)準(zhǔn)劇場的臺倉都是多層設(shè)置，體積龐大，臺倉平時無人使用，但是使用時，臺倉與舞臺之間是連通的?；馂?zāi)發(fā)生時，如不排煙，煙氣有可能會進(jìn)入舞臺或者觀眾廳。JGJ 57—2000劇場建筑設(shè)計規(guī)范對臺倉排煙的要求是“排煙量建議按臺倉體積的6次/h計算”。JGJ 57—2016劇場建筑設(shè)計規(guī)范取消了對排煙量的要求。建議分別按臺倉面積的60 m3/(h·m2)計算和按臺倉體積的6次/h計算，取兩者的大值作為排煙量。

如果建筑物有性能化分析的需求，應(yīng)與專業(yè)的性能化設(shè)計顧問單位配合完成防排煙系統(tǒng)設(shè)計。

[1] JGJ 57—2016,劇場建筑設(shè)計規(guī)范[S].

[2] GB 50189—2015,公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] GB 50736—2012,民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范[S].

[4] 陸耀慶.實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊[M].第2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[5] 劉傳聚.乙二醇熱回收空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能分析[J].暖通空調(diào)，2001(8)：21-25.

SomethoughtsonHVACdesignoftheaterbuilding

GuoPing

(ChinaSouthwestArchitecturalDesign&ResearchInstituteLtd,Chengdu610041,China)

The paper introduces the characteristics of the theatrical building. The key problems and solutions of HVAC, which include the selection and classification of air conditioning system, energy-saving measures, space acoustics design, sound insulation, noise reduction and smoke control design, is proposed in theatrical building design. The measures and solutions are put forward to ensure the quality of the projects.

theatrical building, HVAC, energy-saving measures, architectural acoustics design, smoke control design

1009-6825(2017)30-0117-02

2017-08-12

郭 平(1985- )，男，工程師

TU831

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