探讨剧场建筑的空调设计

来源:建筑界编辑:黄子俊发布时间:

[摘要] 剧场建筑因其空问大、人员密集、使用功能复杂、冷热负荷相差大,其空调系统的设计有

剧场建筑因其空问大、人员密集、使用功能复杂、冷热负荷相差大,其空调系统的设计有着多样性和特殊性,以下仅以湖北剧场中央空调为例:湖北剧场工程在原剧场基地内进行,其总建筑面积10120m2 观众厅座位1200座,建筑共四层,是一座现代化剧场,可满足大型歌舞剧、交响乐、戏剧演出的需要。主要包括前厅、观众厅、舞台、演出准备、内部办公、展示、设备用房、停车等部分。

湖北剧场为大型剧场,人体对舒适感的要求较高,而且武汉的夏季室外持续高温,相对湿度也较大。参照我国《剧场建筑设计规范》,见表1。

设计计算确定t夏季空诃冷负荷Q=8778O00kJ/h,q=873.6kJ/(h·m2);冬季空调热负荷Q=75240000kJ/h,q=748.2kJt<h·m2)。剧场建筑的主体为观众厅、舞台.此两处是空调系统的重要服务对象,观众席人员密集,人体湿负荷较大,且空间高大近16m,地面前低后高,在垂直方向上存在着较大的温度梯度(上高下冷),即温度分层现象。

为使人体括动区得到较高的空气品质,经济有效地达到节能效果,观众厅空调气流组织形式采用了置换通风的方式,即利用送回风系统产生一个穿过人体话动区向上的单向流。送风口分布器布置在每个观众座椅下,送风口面积较大,因此出风口风速低于0.5m/s。夏季时,送风温度低于室内空气温度2~4℃ ,为21~23℃ ,送风口的空气先下沉,再慢慢扩散,在地面上方形成薄薄的一层空气层。此时,室内热源空气由于浮力作用而上升,并不断吸卷周围空气而扩大范围,竖直方向的上升速度随高度的增加而迅速下降,上升气流与周围空气的温差也越来越小。回风口设于倒墙顶端天棚之下,经回风管至空调机房,热气流上升到此被排掉。这样就形成热气流上升过程中的“吸卷”作用,即后续新风的“推动”作用以及回风口的“抽吸”作用。覆盖在地板上方的新鲜空气也缓慢上升,形成了向上的单向流动。至此,工作区的混浊空气为后续的新风所取代,形成“置换”。

为保证每个座椅下的送风口送风速度均匀,形成稳定的温度场,在观众厅及楼座地面下设互相连通的管道,形成巨大的静压箱,以使每个送风口送风量一致为6Om3/h,送风速度控制在O.5m/s左右。这样,观众厅内空间分成了两个区,上区为温度高、污染物浓度大的空间,下区为人体活动停留区,冷、热负荷直接送至下区,保证了空气的品质并达到节能的目的。

为了减少灰尘对空气品质的污染,设计时特意在组合式空调柜中增加了喷淋段,以减小循环空气中的灰尘浓度,起到净化作用。舞台分为主台和侧台,由于舞台空间高大(21m),幕布重叠,布景繁多,灯具复杂,故热负荷极大,且外墙高大,高窗耗热,故冬季常常形成冷气流下降至舞台,甚至流向观众厅。因此,在主舞台两幔0天桥下设计用条形风口顶送,侧舞台采用高速散流器顶送,回风口设在侧台后墙处,经回风管回至空谓机房空调柜机,由于东侧台回风风量大于西侧台回风风量.故可在主台人员停留区域形成冷热空气流动,以达到空调效果。

在冬季为了防止冷气流下降,造成舞台冷风并影响大幕工作,在主舞台后墙设计选热风管,风口为线型风口向上送风,风管上带电动阀,冬季打开,平时关闭。为防止三层空调机房噪音影响舞台演出效果,机房均内贴防火玻璃棉,组合式空调柜机均设减震垫,出风管上设有消声装置。综上所述,得出如下结论:

(1)大空间建筑物内,采用下送风式的“置换”通风,具有如下特点:

①可形成较均匀的速度场和温度场;

② 空调区可以只限于观众席的较低范围内,具有较高空气品质和热舒适性,并有显着节能效果;

③ 送风管道简单,数量少,降低风系统造价;

④ 送风口若处理不当,易造成扬尘或吹风感。

(2)舞台两侧天桥下安装送风管,顶送、侧送,侧台下部回风的空调方式,可以不吹动幕布,又达到空调效果。

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