剧场建筑的供暖、通风和空气调节如何设计？学习13条经验就够了

剧场建筑的供暖、通风和空气调节如何设计？学习13条经验就够了

　　博文楼节能设计,堤防节能设计,管道节能设计1、空气调节是否设置，主要取决于室内环境要求和资金条件。观众厅、舞台等空间夏季以室内散热量为主，不设空气调节很难保证室内环境要求。近年来新建的剧场一般都设置了空气调节。为了满足声学要求，剧场往往是封闭式的。封闭式建筑自然通风效果很差，所以凡未设空气调节的剧场，应设机械通风。

　　2、面光桥、耳光室内灯具多，电气线路多，发热量大，灯光控制室、音响控制室的发热量也较大，且又处在内部，无外墙外窗，非常闷热。因此应设机械通风。有条件设空气调节更好。

　　调光柜室、功放室等房间设备发热量大。由于剧场演出工艺复杂，舞台声、光要求变化大，上述房间的发热量很难确定。根据相关专业公司提供的资料，大型剧场调光柜室的输入功率可达2000kW以上，但散发到室内的热量一般只有20kW~30kW，即占输人功率的1%~1.5%。不同规模剧场的功放室输人功率约45kW～90kW，散热量约4kW～10kW。音响控制室输入功率约8kW～10kW。以上数据也只是经验值。在工程设计中应与灯光、音响专业设备生产公司配合，确定一个比较切合实际的数据。

　　琴房、乐器库房应保持适当的温、湿度。由于钢琴等乐器在演出、排练时都处于一般舒适性空调环境内，因此不要求其储存空间一定要达到恒温恒湿标准。一些新建大型剧场的乐器库房也有设置恒温恒湿空调的情况，如北京电视台演出剧场的乐器库房。国家大剧院对乐器库房提出了≤10%的湿度波动范围。由于多间琴房之间有隔声要求，进入各琴房的通风空调支管上应设有消声设施。

　　金工间、木工间、绘景间工作时有有害物产生，应设机械排风。由于产生有害物的位置不能预先确定，可设置带伸缩软管、可移动的排风罩。

　　近年修建的大型剧场多有高大的前厅或休息厅，且采用玻璃幕墙作为外围护结构，很少设置可开启外窗和遮阳设施。此类空间空调负荷大，能耗也高。如有良好的自然通风措施，将改善过度季节等时段的室内热环境条件，大大节约空调能耗。

　　3、空气调节室内设计参数经业内专家多年来的不断研究，其成果已经体现在相关国家标准之中。本条根据现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189、《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736对空气调节室内设计参数作出规定。设计参数值给定的是一个范围，可根据具体项目的实际要求在其中选取。化妆室、排练室应根据需要适当提高室内设计温度。

　　冬季相对湿度仅提出下限要求，甲等剧场应满足要求，否则应采取加湿措施。冬季没有加湿要求的房间可不考虑室内湿度。

　　剧场工艺设备房间的设计参数目前还难以统一标准。从实际调研看，舒适性空调标准基本能满足设备正常工作要求。一些剧场的工艺设备房间设置了独立的空调设施，采用的设备也就是一般的家用分体式柜机或壁挂机。有的专业公司对音响设备(功率放大器、调音台等）提出的环境温、湿度要求是:温度5℃～40℃，相对湿度70%;调光柜正常工作的上限温度也是40℃。考虑到工作人员的需要，可采用国家标准《电子信息系统机房设计规范》GB 50174 - 2008中C级技术要求，即:温度18℃~28℃，相对湿度35%～75%。在工程设计中应与灯光、音响专业设备生产公司配合，确定既能满足使用要求，又经济合理、节约能源的温、湿度标准。

　　4、天然冷源包括地道风、地下水、山涧水等。本条规定室温低于30℃，是考虑到我国不少地区地下水温度较低，用天然冷源室温完全有可能低于此值。这里只规定上限温度，使室温允许值范围更大，设计时灵活性也更大。上海市电影发行公司颁发的《上海市新建（改建）影院（包括兼映剧场）验收办法》中规定:“有空调设备的单位，在夏季室内温度达30℃时必须使用”。所以本条取30℃为上限温度。

　　5、本条参照国家现行标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736、《全国民用建筑工程设计技术措施》(2009版）的相关规定和演出工艺提出的要求，对室内供暖设计参数作出规定。

　　6、CO允许浓度应小于0.25%。在《新风与节能》一文中提到，室内CO2允许浓度直接影响到人体健康，因此CO2允许浓度值问题，一直受到人们的高度重视，允许浓度究竟取多少为宜，长期以来众说纷纭。第一个建议室内COz浓度取0.1%的是德国的佩腾科佛尔，他在20世纪末提出了这个建议，该值长时间以来一直被美国、德国、日本等国作为技术标准允许浓度值采用，这一标准实际上是缺乏实验依据的。以后各国学者对室内CO允行浓度进行了实验和实测，由于结果出人较大，因此给各国制定合理的CO2允许浓度标准造成了困难。一个最典型的例子就是日本空气调节和卫生工程学会在制定《非住宅建筑设备节能设计技术指南》时，除规定“室内CO浓度的上限，采用使用时间平均为1000PPm”外，同时又明文规定“可高于此浓度”并以附注形式规定“可按日平均2000PPm，最大3000PPm考虑”。虽然CO浓度对人体的具体影响迄今尚有争议，实验、实测数据也不够充分，但是对于空气调节房间，最大COz允许浓度可取0.5%(500OPPm)这一点似乎争论不大。美国和西欧大多采用此值作标准，即采用0.25%作为各类空调建筑的允许浓度值。苏联时期在宇宙飞船长达4个月的封闭环境中，也采用了0.2%~0.3%的允许CO2浓度值。

　　在《上海红旗电影卫生学初步调查报告》(上海第一医院等著）中提到:在空气中CO含量低于1%时，对人体无明显危害。“在严寒、炎热天气，必须加强保暖（或供暖)，开放冷气时可采用场内空气中COz含量不超过0.2%的标准”。“我们在8月9日(1978年)1场～4场，10日第二场以发调查表形式，请观众反映对场内温热主观感觉，观众反映舒适的占调查的总人数中的66.5%～80%(此时场内温度在22.9℃～24.5℃之间，CO浓度在0.25%左右)。综上所述，采用0.25%作为COz浓度的允许值，从卫生要求的角度来看是足够安全的，从节能观点来看，由于新风量大幅度下降，也是可取的。至于我国人体散发的CO2,量可按0.02m3/h·人计算”。

　　7、空调室内最小新风量指标经过业内专家多年来的不断研究，其成果已经体现在相关国家标准(《公共建筑节能设计标准》GB 50189、《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736)之中。剧场观众厅应执行高密人群建筑的最小新风量标准。由于剧场观众厅人员密度变化较大，大型剧场更不可能经常处于满员状态，因此宜根据室内COz浓度检测值调节新风量大小。

　　8、舞台层高比观众厅高得多，烟囱抽力作用大，舞台的热量变化较大，观众厅热量相对稳定。如果舞台和观众厅合用一个大空气调节系统，会给调试和运行带来不少困难。从安全角度来看，《伦敦娱乐场所技术规程》第5.43条中规定“设有防火幕的为舞台服务的任何机械送风系统应与观众厅送风系统完全分开”。因此本条规定舞台和观众厅的空气调节系统宜分开设置。

　　多层观众厅应考虑温度梯度对环境的影响，且非满员状态的演出往往只在底层有观众，因此宜竖向分区设置系统。如国家大剧院、上海东方艺术中心剧场观众厅的楼座和池座就分设集中式空调系统。

　　化妆室、灯光控制室、音响控制室、调光柜室、功放室、舞台机械控制室、乐器库房等与舞台、观众厅的使用时间不完全一致。如排练时观众厅空调不运行，而灯光控制室等房间仍在工作，需要排热。因此宜设置独立的空调设施。目前这类房间未独立设置空调设施的剧场，使用者普遍反映不好。有的已采取补救措施，增设了分体式空气调节装置。

　　近年新建剧场较少采用淋水室或带淋水的表冷器处理空气。但有的剧场对集中式空调系统仅仅采用了简单的滤网过滤空气，并未采取其他有效的空气处理措施。这是无法满足人员密集的剧场观众厅等场所的环境卫生要求的。

　　为了节能，过渡季节将空气调节作为机械通风来使用的剧场不少。上海地区，观众厅的气流组织多数为上送下回，过渡季节不开冷冻机时，常将上部送风口作抽风口用。这就要求在设计空调系统时，设置吸送两用装置，即在总风管上，用旁通阀形式或在静压箱内设几扇调节门的办法，使原来的送风管变成排风管，送风口变成排风口。观众厅空气调节系统设吸送两用装置后，全年使用灵活。但在气流方向变换时，要考虑有足够的进风面积，不然观众厅内会产生较大负压，灰尘容易进入，门不易开关。由于风集中从后座入场门进入，脑后风对后座观众影响较大，而中间与前座的观众由于新风补充不均匀，仍然闷热。

　　关于防止下降冷气流问题，日本尾龟清四郎 1978年所著《空调设备的设计》中指出，为防止舞台部分流入观众席的冷气流，舞台部分进行空调要注意风压平衡，沿墙设置放热器，防止冷气流下降。日本《空气调和卫生工学便览》第九版和第十版上都指出，舞台部分高达30m，其外壁冷，形成舞台冷气流，使大幕下部为正压，上部为负压，大幕向观众厅吹出。大幕张开的瞬间，舞台向观众厅有相当大的风速，大大影响观众厅的空气环境。为防止冷气流，应在外墙上设风管，冬季向上方吹出热风，或在风道位置上沿整个墙面配置散热器，或在舞台出入口设散热器，防止舞台向观众席吹去冷风，或在顶棚内设向下送风的单元式加热器，造成热空气幕隔断冷风。

　　9、主舞台的空调气流组织一直是一个技术难点。为了避免演出时气流吹动幕布及布景，不少剧场的主舞台空调在实际运行中采用了预冷预热、表演过程中一般不送风的运作方式。近年新建剧场的主舞台均在两侧天桥下设置送风管，一般采用可变流态的旋流风口向下送风、可调送风角度的圆形喷口或双层百叶风口向表演区送风的方式。天幕上方不设送风口。向表演区送风的支管或风口安装有电动风阀，可根据表演功能需要开启或关闭。如上海东方艺术中心剧场的舞台两侧各设带电动风阀的侧送和下送风口。主舞台送风机宜变速调节。如国家大剧院的歌剧院和戏剧场的舞台空调送风均设变速风机，以满足各种复杂的使用要求。

　　近年新建剧场的主舞台天桥下的风管都明装，没有影响正常使用，因此不要求隐蔽。但风管应紧贴天桥安装，以免影响大型布景的进出。

　　近年已有多个专业化生产空调送风座椅的公司，产品广泛用于新建的各大剧场观众厅，效果良好。也有的观众厅采用了地板旋流风口、阶梯侧送风口（孔板)。地板下部静压箱人可进入清扫，周边贴有吸声材料。

　　10、在剧场围护结构的隔声能力足够的情况下，通风空调噪声是观众厅内的主要噪声源。所以只要控制该噪声源小于等于室内允许噪声值就可以了，不必提高标准使之再降低5dB (A)。

　　11、近年新建大型剧场都设有机械化舞台的台仓，其中均设置了空调系统。在演出过程中，台仓与舞台相邻层也是演员通道，舞台升降时，上下空间会串通，如台仓不进行空调，则演员会感到太冷或太热。

　　13、编制组1998年在杭州东坡大戏院调研时，看见该剧院观众厅顶棚下2m处，设置了不少直径为250mm的排风口，经风管与屋面的5台屋顶风机相连，据说使用效果很好。这样做有几个好处：火灾时可以排烟；换场时可以机械通风，大大改善了观众厅空气品质；平时能经常排除上部大量余热，可以预防火灾。有可能时，建议排烟与排风系统合用，但有关设施，要符合防火规范要求。