小剧场空调系统设计探讨

【摘 要】通过具体工程实例阐述了小剧场空调系统的设计特点、空调系统的划分及气流组织的考虑因素，同时给出了空调系统噪音控制的措施。

【关键词】小剧场；气流组织；噪音控制

引言

随着人民生活水平的提高，以及对文化娱乐生活的多样化需求，越来越多的住宅及公建项目会考虑设置一个小型剧场，以提供给业主丰富多彩的文化生活。但小型剧场的空调系统设置和气流组织设计上与大型剧场却存在着很大的区别。本文中笔者根据实际设计经验来共同探讨、分享设计思路。

1 小型剧场的设计特点

与大型剧场相比较，小型剧场的空调系统设计具有以下一些特点：

（1）座位数较少，前后高差较小，且采用活动座位的较多，设置座椅送风比较困难。

（2）观众区的层高比较低，净高一般在7～8m，在设计中经常采用顶送顶回的气流组织方式。

（3）舞台的面积及高度均较小，同时由于演员与观众距离近，对噪音的控制更为严格，舞台上设置送风口受到了诸多限制。

（4）需要通过气流组织分析，并与建筑声学相配合，合理地排布观众区域与舞台的送风末端开口位置。特别是舞台区域，风速需要得到较好的控制，防止噪音过大。

2 小剧场空调系统的设计

以某小剧场空调系统的设计为例，该工程是200座的小型剧场，剧场部分的建筑面积为 420m?，层高10m。舞台部分的建筑面积为 105m?，其余全部为观众区域。经过负荷计算及分析，确定设置两套低速全空气系统。一套服务于观众座位区，一套服务于舞台演出区。

2.1 舞台部分的空调系统设计

小剧场的特点是演员与观众距离非常近，尤其是话剧演出，对噪音的要求十分严格。为了减少在演出中的噪音干扰，业主根据某欧洲小剧场的运行经验，要求演员在演出的时候舞台部分的空调系统停止运行，只在演出之前进行预冷预热处理。但空调设计人员认为，如果演出时舞台空调系统关闭，由于舞台灯光发热量较大（200座的剧场灯光发热量约为65-70kw），且由于小型剧场层高的限制，灯光距演员大约只有7-8m左右。夏季热辐射感强烈，演员舒适性较差，同样会影响演出效果。因此建议业主通过合理的气流组织设计解决此问题。

由于麦克风排布的要求，舞台的地面不允许设置任何风口。空调设计人员根据舞台的布置特点，在舞台采用了双层分层送风，顶部回风的气流组织形式。首先，在舞台顶部网架上设置一条空调送风管路，大约距地面8.5m，顶部采用旋流送风口。为了演员演出时舒适性考虑，另设置四根竖向风道，在距舞台地面1.8m处设置多角度送风孔板进行送风。因舞台小，送风口距离演员较近，采用此种风口可提高送风的均匀性，提高演出人员的舒适性，避免冷风直吹人体。该送风管上还设置电动调节阀，以方便在演出时根据舒适性要求进行调控。根据欧洲对小型剧场的设计经验，在舞台区域内的送风口多设置在地面1m以内的范围内。考虑到国内人员对舒适度要求与欧洲人有比较大的差别，因而送风口设置在舞台地面以上1.8m处。

2.2 观众席部分的空调系统设计

由于本工程观众席采用推拉式座位，座位前后高差只有0.3m，剧场的地下部分为人防工程，因而设置地面或座位送风都是不可行的。鉴于此种情况，在观众席部分采用了上送上回的气流组织方式。

2.2.1 设计参数

观众席长为12.8m，宽为16.7m。吊顶高度为7.5m。

夏季室内设计温度26℃，相对湿度55%

冬季室内设计温度18℃，相对湿度>30%

空调系统送风量：14400m?/h

送风温差：空调送风与室内平均温度之差 冬季：+5℃ 夏季： -8℃

噪声：小于35dB。

2.2.2 末端风口的设计选择

根据ASHRAE55-92标准，对气流组织的评价标准如下：

（1）在距地面1.8m和0.1m之间的温差不大于3℃

（2）工作区平均风速小于0.25m/s

能够达到此评价标准，可认为是较良好的气流组织分布。

为了能够达到良好的气流组织分布及低噪音标准，选用了12个德国生产的低噪音可调旋流风口RA-V-DN355-R。每个风口的出风量为1200m?/h，详细参数见表1。对于变流量风口的选择，考虑了以下因素：

（1）距地5m以上的垂直送风最好选用变流量风口；

（2）风量和冬季送风温差是风口选型的决定因素；

（3）夏季送风温差及噪音指标是风口选型的校核因素；

（4）考虑控制区域的风速，合理布置风口位置。

夏季送冷风时采用水平射流送风，冷风主要靠自身的沉降作用进入人员活动区域。冬季送热风时转变为垂直向下的射流，以抵消热空气的上浮效应。不同季节根据不同的送风温度，调节送风角度，以使室内达到舒适安静的效果。

此风量条件下，为保证人员活动区域平均风速小于0.2m/s，风口的间距需大于5.05m。如果实际风口间距小于此数值，会造成送风射流交叉，产生局部风速偏大现象。

通过以上分析，可看出此种空调系统的划分方式，可使观众席及舞台的人员舒适性及送风效果得到较大提高。满足不同使用性质，不同使用时间，不同使用要求的部分有机的结合起来，以达到设置集中空调系统的目的。

3.空调系统噪声的控制

在设计中需对空调系统进行有效的噪声控制。空调机组需设置减振设备，空调风系统根据噪声要求设置多个迷宫片式消声器，和建筑专业一起对空调机房进行降噪处理。在设计中，同时还需注意以下问题，为降噪处理打好基础：

1.空调风管的风速最好小于5.5m/s，这样可提高消声器的使用效率，减少初投资。否则，进行再多的降噪处理，也很难达到良好的使用效果。

2.空调机房的墙面最好是剪力墙，此类墙体减少机组振动的传播，有利于噪声控制处理时减少投资。

在实践中，很多机房墙体采用石膏板的建筑隔墙。在降噪处理时，墙体内又采用了轻钢龙骨结构的施工方式，此种方式会加大噪声传播的效果，没有起到降噪的目的。机房内最好采用玻璃丝棉加隔声板的方式进行处理，对机房内噪声传播有较好的效果。

3.在空调机房降噪处理时，隔声材料需在机房内侧设置。需和建筑专业协调，机房的面积适当增大，才可进行墙体的降噪处理及消声器的设置安装。

通过以上处理，本工程的噪声控制效果较好，满足了各种规范及使用要求。

4.总结

通过工程设计实践证明，小型剧场在空调系统的划分，末端送风方式，降噪方式等与大型剧场存在许多差别。本文中采用的空调系统的划分方式，可使观众席及舞台的人员舒适性及送风效果得到较大提高。满足不同使用性质，不同使用时间，不同使用要求，以达到设置集中空调系统的目的。

在设计中，只有注意到了小型剧场的特点及与大型剧场的不同处，才能更好的进行设置系统，规划气流组织，以达到更好的使用效果。