剧场类观演建筑暖通空调设计的几点思考

郭 平

(中国建筑西南设计研究院有限公司，四川 成都 610041)

剧场类观演建筑暖通空调设计的几点思考

郭 平

(中国建筑西南设计研究院有限公司，四川 成都 610041)

介绍了剧场类观演建筑的特点，提出了暖通空调设计应重点关注的问题，从空调系统的选择和划分、节能措施、空间声学设计、隔声降噪和减震、防排烟设计等方面，针对性地提出了处理措施和解决办法，有利于保证工程质量。

观演建筑，空调系统，节能措施，空间声学设计，防排烟设计

0 引言

近年来全国各大、中城市陆续开始建设剧场类观演建筑。早期的剧场建筑配置较为简单，除了主要演出空间及其附属配套房间外，主要就是运营单位的办公用房。几乎所有的观演建筑的运营都是入不敷出的，因为其公共服务的性质，资金来源主要是财政支持。因此近年来新建的剧场类观演建筑，基本都配备了相应的经营性文化产业用房，比如各类培训教室、排练厅、书店及音像制品店、咖啡厅等。另外一个新的趋势是演出种类越分越细，现在很多省级观演建筑，常常在一个项目里同时配置歌剧院、音乐厅、戏曲厅、多功能剧场、演艺吧等多种形式的演出空间，成为一个名副其实的文化综合体。观演建筑常常还是各地的政府形象展示工程，对建筑外形和立面要求也极高。剧场类观演建筑因其使用要求高、能耗高、声学要求高、演出工艺要求高、空间复杂、疏散困难、外形要求高等特点，对暖通空调设计提出了更多的挑战和更高的要求。

1 空调系统的选择与划分

1.1空调方式

剧场类观演建筑的主要厅堂空间包括舞台表演区、观众区及观众休息厅,均为高大空间,且人员密集、灯光和设备发热量大，负荷指标也大，故适宜的空调方式是全空气系统。此外，主要厅堂空间室内空气品质要求高,为便于冷却、加热、加湿、过滤和净化、控制送风温度等，最好的空调末端方式是组合式空调机组。

观演建筑的辅助功能房间(主要包括：各类化妆间、服装间、演员休息间、候场区、跑场道、必要的设备间如音控室、灯控室、投影室、硅柜室、舞台机械控制室等)、一般管理用房(办公、会议室等)以及培训教室、咖啡厅等经营用房，一般都是分层、分区分散布置且需要独立控制和调节的小房间，适宜半集中式或分散式空调方式。

1.2空调系统的选择与划分

观演建筑内人员流线变化较快，在同一个空间停留的时间不长，各部分空间对空调的需求时间不一致。反映到空调负荷上最大的特点就是负荷参差性很大，空调系统需要尽可能灵活设置。

综上所述，剧场类观演建筑最好分区设置空调系统。主要的厅堂空间建议设独立的水系统集中空调，因观众休息厅、观众厅、舞台各部分的空调使用时间也不一致，建议主机搭配充分考虑低部分负荷调节特性，水系统也尽可能做变流量系统以节约输送能耗。观演建筑的辅助功能房间尽量不要和厅堂空间共用集中空调水系统，对于空调房间较为集中的区域可设多联机系统，空调房间较为分散的区域可设分体空调。

2 节能措施

1)观演建筑的主要空调负荷都集中在大的厅堂空间，厅堂空间均设全空气系统，对全空调系统设过渡季节加大新风量甚至全新风运行的措施，通过通风的方式消除室内余热余湿是非常经济有效的节能措施。

2)尽可能利用观众厅阶梯空间特性，在观众厅底部设静压箱，采用底部座椅送风、侧墙回风，顶部排风的置换通风方式进行空间气流组织。因为座椅送风温差小的特性，在有条件的情况下建议考虑温湿度独立控制空调系统。

3)舞台和观众厅顶部均有大量设备和灯光发热量，应优先通过在顶部设机械排风的低成本方式带走室内发热量。尽量避免用制冷机来解决设备和灯光发热产生的冷负荷。舞台和观众休息厅一般都有条件在空间的中间高度进行空调送风，下部回风，在顶部设排风，应尽可能做成分层空调。

4)舞台和观众厅设备与灯光发热量大，顶部机械排风系统的排风温度高，如果经济技术分析合理，可设一套显热回收系统，冬季可以对排风进行显热回收，对新风进行预热。应该特别强调的是，对于观演建筑，做热回收应谨慎，因为显热回收只适合在冬季运行，空调的使用时间不长、使用频率及负荷特性不确定性很大。

5)对于一些大型的综合类观演建筑，除了主要厅堂空间外，还有大量小开间的内区房间，如果内区房间较多且较分散，建议对主要的表演辅助功能房间、管理用房、经营用房等配套用房合在一起设一套水环多联机和水环热泵空调系统。办公室、会议室、培训教室、咖啡厅、化妆间、侯场区、工艺设备房间等分层、分区设置水环多联机(热泵)空调系统及新风系统，内、外区的多联机系统和新风系统均独立设置，发热量很大的工艺设备控制室和电器柜室等也独立设置多联机系统。冬季内区房间和发热量很大的设备区的水环多联机主机向公共循环水系统排热，外区水环多联机主机和水环热泵新风机组从公共循环水系统取热，整个大楼都形成了一个高效又灵活的热回收系统。

3 空间声学设计

观演建筑成功与否，空间声学效果非常关键，尤其是观众厅。建筑声学设计与暖通专业相关的主要是送风口、回风口、排风口的布置，观众厅常见的空调方式是底部座椅送风，在侧面或顶部回风，在面光桥、耳光等处排风。对建筑声学影响最大的是回风口，通常为了控制百叶风速，回风口面积都很大，不利于声音的混响和反射，因此回风百叶的做法和位置应与声学顾问公司密切配合，且与声学顾问公司配合的时间越早越好，不要施工图设计完成后再让声学顾问公司介入，导致颠覆性的改动。

4 隔声降噪和减震

影响空间声学效果的另一个关键因素就是隔声降噪和减震，主要是暖通专业的设备减震、机房隔声和风系统的消声降噪。暖通空调的隔声降噪和减震也应该在专业的声学顾问公司的指导和配合下完成，一般暖通空调的隔声降噪和减震的工作流程为：顾问公司给设计原则指导书，设计人根据指导书初步完成本专业内容，再将设计的初步成果发顾问单位进行声学复核和计算并返回意见，设计单位再行修改。在初步进行暖通空调设计的时候，建议重点关注以下问题：

1)震动和噪声很大的主机房和水泵房建议设在建筑物的最底层，且在水平方向上远离主要声学空间。

2)空调机房和通风机房尽量不要直接设在主要声学空间的前后左右或上下方，应尽可能远离声学空间，距离声学空间较近的机房应提前考虑做辅助楼板需要的降板和荷载等措施。

3)服务于舞台和观众厅等重要声学空间的大型空调机房建议在地下室设置，竖向尽可能远离声学空间，水平方向不宜太远，避免各类管路交叉太多。

4)在初次设计时，风系统通路应尽可能考虑一些富裕，风速控制以4 m/s～5 m/s为宜。竖向井道应尽量通畅，不要过多转换。空调送、回风管路不能太短，送风和回风管一次设计时尽可能各设置4节左右消声器，消声器的具体尺寸和参数应由声学顾问公司复核和深化设计。管路转弯、变径、风流和合流等应平滑以避免产生次生噪声。

5 防排烟设计

观演建筑内一般空间的防排烟设计遵循现行防火规范的要求。需要特别注意的是观众厅、舞台和台仓。现行的防火规范和JGJ 57—2016剧场建筑设计规范对排烟量都没有做要求。建议在设计阶段提前跟当地消防部门进行沟通并取得做法认可。

观众厅属于高大空间，且人员密集，疏散难度大，建议参照JGJ 58—2008电影院建筑设计规范的要求计算排烟量，即：排烟量按照13次/h换气次数和90 m3/(h·m2)计算，取两者中的大值。

舞台属于高大空间，火灾危险性大，疏散也较为困难，建议按照中庭的要求计算排烟量，即：4次/h(体积>17 000 m3)或6次/h(体积≤17 000 m3)换气次数计算。

台仓的做法随演出工艺而定，一般标准剧场的台仓都是多层设置，体积庞大，台仓平时无人使用，但是使用时，台仓与舞台之间是连通的。火灾发生时，如不排烟，烟气有可能会进入舞台或者观众厅。JGJ 57—2000剧场建筑设计规范对台仓排烟的要求是“排烟量建议按台仓体积的6次/h计算”。JGJ 57—2016剧场建筑设计规范取消了对排烟量的要求。建议分别按台仓面积的60 m3/(h·m2)计算和按台仓体积的6次/h计算，取两者的大值作为排烟量。

如果建筑物有性能化分析的需求，应与专业的性能化设计顾问单位配合完成防排烟系统设计。

[1] JGJ 57—2016,剧场建筑设计规范[S].

[2] GB 50189—2015,公共建筑节能设计标准[S].

[3] GB 50736—2012,民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].

[4] 陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].第2版.北京：中国建筑工业出版社，2008.

[5] 刘传聚.乙二醇热回收空调系统的节能分析[J].暖通空调，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，工程师

TU831

A