孟子大剧院中央空调系统设计分析

胡巍　刘祖一

摘 要：该文介绍了山东省邹城市孟子大剧院的建筑概况，系统地阐述了剧场内中央空调系统的设计，明确了剧院的室内设计参数，空调负荷指标。具体说明了观众厅采用座椅送风方式、舞台采用侧送风和下送风相结合的形式，严格计算保证观众厅与舞台区风量风压的平衡，采用多级消声保证剧场的噪声控制，通过采取空调系统二次回风、热回收技术、各个空调区域分区可控、空调管道保温、高效节能设备等技术措施已达到建筑节能的目的。对同类项目的空调设计有一定的指导意义。

关键词：剧院 舞台 观众厅 消声风压风量平衡

中图分类号：TU83 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（b）-0084-01

孟子大剧院位于山东省邹城市，与图书馆、档案馆、青少年活动中心、老年中心四幢单体共同构成邹城市文化艺术中心。山东省邹城市为我国一代儒家宗师孟子的故里，邹城市文化艺术中心项目位于山东省邹城市东城区金山大道西侧，政务中心北侧，圣水新苑南侧，建设总用地约13万平方米，总建筑面积约18万平方米。该项目作为山东邹城向外界展示自己“孔孟桑梓之邦，文化发祥之地”美誉的窗口，对发扬中华文明、孔孟文化将起到至关重要的作用。剧院建筑面积：35220.1m2，建筑高度：32.40m。地下二层，地上四层。各层主要功能：地下部分主要为舞台基坑、车库及设备用房；一层为舞台区及其附属用房；二层为入口大堂、观众厅（池座）、排练厅及商业；三层为观众厅（楼座）、院线影厅；四层为记者休息厅；屋顶层舞台上空两侧设功放室及硅控室等。其中观众厅共设固定座位数1323个，乐池活动坐席74个。

该文主要介绍孟子大剧院的中央空调系统设计，并分析其中的设计要点。

1 设计内容

1.1 主要空调室内设计参数

如表1。

1.2 空调负荷

空调冷负荷：1960kW，空调冷指标：119.5W/m2；

空调热负荷：1500kW，空调热指标： 91.4W/m2。

1.3 空调、通风系统设计

（1）观众厅。

由于剧院观众厅高度均在15～18m，采用常规的下送风方式很难达到理想的空调效果，且不节能，故本设计池座和楼座均采用座椅送风方式，每个座椅送风量为60m3/h，送风状态点19℃，座椅送风柱出风速度不高于0.4m/s，至人脚处的风速不高于 0.25m/s，将座椅下的建筑空腔作为空调送风静压箱。回风口设在观众厅侧墙上。另外，在吊顶内面光灯室设机械排风系统，将观众厅空调区域的空气流经面光灯室排至室外，一方面，可以平衡观众厅的风压，另一方面可以为面光灯室降温。

（2）舞台。

舞台区为“品”字形布局，分为主舞台和两侧的侧舞台。为保证舞台演员及工作人员的工作环境，在两侧舞台7.5m高处设侧喷口，向主舞台方向对吹；在主舞台第一层天桥下设喷流式旋流风口下送风。考虑到演出时避免幕布被吹动，本空调系统在侧台送风主管和主舞台送风主管上分别设电动调节风阀，可根据需要实时供冷和供热，或在演出时减小、关闭主舞台送风量。回风口位于侧舞台的侧墙。主舞台12.5m以上为非空调区，故仅在葡萄藤架上设独立的机械送排风系统，排除余热。

（3）空调冷热源。

机房设于地下二层，为邹城市文化艺术中心提供空调冷热水。

1.4 消声

（1）允许噪声标准。观众厅≤35dB（A）舞台机械噪声≤50dB（A）。

（2）噪声控制是剧场建筑设计的一个要点，设计中要与声学专业人员密切配合，控制通过通风、空调风口传入观众席和舞台面的噪声比室内允许噪声标准低5dB。

（3）剧院内通风、空调系统严格控制风速：主管风速3～4m/s；支管风速2～3 m/s；送风口风速1～1.5 m/s。

（4）观众席的噪声控制要求较高。空调送风通过机组消声段、风管消声器及消声静压箱及观众座椅下方的送风静压箱处理后再送至观众厅。回风口选用消声百页风口，回风管设消声器。舞台区域的噪声要求比观众席略低。送回风也通过采取多级消声的措施控制噪声。

1.5 风量风压的平衡

剧院设计的另一个要点是观众厅与舞台区风量风压的平衡，剧场内风量、风压的平衡与否直接关系到舞台幕布是否飘动及正常启闭。对此，设计中将舞台和观众厅的空调通风系统完全独立设计，严格计算新风量和排风量，使各自区域的新、排风量相匹配，从而保持观众厅和舞台区正压值的基本相等。

1.6 节能设计

剧场作为人员密集，发热设备集中的公共建筑，能耗相对较大。设计时，充分考虑了各种耗能因素，采取了以下节能措施：（1）观众厅采用座椅送风方式，这种送风方式可确保人员区域的空调舒适性，而对上部空间的温湿度不做要求，节省运行能耗。座椅送风要求送风温差小，系统采用二次回风，降低再热能耗。（2）舞台区采用带热回收功能的组合式空调机组。（3）将观众座椅下方的建筑空腔作为空调送风静压箱，静压箱内壁做保温处理。

2 设计分析

剧院观众厅及舞台的气流组织、风量风压的平衡、消声隔振措施等都是在中央空调系统设计中应着重注意的问题。如果有条件，还应对观众厅及舞台的空调气流组织进行CFD气流模拟，从而分析及优化室内的气流分布速度场和温度场，以达到良好的空调效果。

3 结语

以上是该研究者在设计过程中，通过学习和分析，结合剧院建筑的特点，得出一些经验总结。剧院的实际设计要比该文介绍的复杂得多，每个不同的剧院根据其自身特点的不同，都会有不一样的问题，只能在具体的设计中，经过多种方案的分析比较，才能得出最优的设计方案。

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