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摘要：本文从剧场的空调系统形式、风压的平衡、自动控制和防排烟系统设置等方面介绍了佛山市艺术馆剧场空调通风系统设计。剧场观众厅采用座椅下送风的二次回风空调系统方式，屋顶高位排风，采用风量平衡及变频控制等措施保证剧场风压平衡。
关键词：剧场；座椅送风；二次回风系统
一、项目简介
佛山市艺术馆是佛山市公共文化综合体的组成部分，位于佛山市东平新城核心区，功能上分为展览区域，商业区域，办公区域以及剧场区域。建筑面积为25995平方米，其中地上15675平方米，地下10320平方米，建筑高度35.8米；建筑层数地上6层，地下1层。功能布局为地下一层为设备房、空调制冷机房、汽车库、化妆间等；首层为大堂中庭、附属商业、主展厅、剧院观众厅、舞台等；二层为副展厅、附属商业；三层至六层为各类功能用途办公室；屋顶层为设备机房。由于展厅、商场、办公等区域采用常规空调设计，因此对此部分不做介绍，本文仅介绍剧场部分的空调设计。
二、剧场空调冷热源
本剧场位于艺术馆的建筑北侧，设置600座观众厅，主舞台，侧舞台，放映厅，音控室等。舞台面积为1062m2，高31.9m，观众厅面积为556m2，高22.0m。
剧场平面图见图1。
图1 剧场平面图
本剧场夏季供冷，冬季不供暖。
佛山艺术馆空调总冷负荷为2504kW，冷指标为219W/m2，其中剧场观众厅总冷负荷200kW，冷指标为345W/m2，剧场舞台总冷负荷238kW，冷指标为224W/m2。
考虑到项目整体性，艺术馆剧场部分與其他区域共用冷源。选用两台950KW（270RT）水冷螺杆式制冷机组和一台475KW（135RT）水冷螺杆式制冷机组供冷，冷冻水供回水温度7/12℃，冷却水供回水温度32/37℃。设冷冻、冷却水泵分别3台大泵1台小泵，其中各有一台大泵为备用泵，均带变频器控制，冷冻水泵与制冷主机一对一设置，设置在地下一层主机房。冷却塔采用两台220m3/h，一台110m3/h超低噪音横流方型冷却塔，设置在办公区塔楼屋面。
剧院彩排及调试所需要的硅控室、音响室、灯光控制室、消防控制中心及网络控制中心等采用分体一拖一空调，共42匹。
三、剧场空调风系统设计
1 剧院观众厅空调系统设计：
本剧场观众厅采用座位送风的置换送风空调系统，并采用二次回风的空气处理过程设计。一次回风与新风混合后经过滤、冷却除湿后与经过滤减压后的二次回风混合，并由风机送入座椅下部静压箱；室内空气经过顶棚面光槽由风机排出室外，消除顶棚余热和消除面光槽余热。
2 剧院舞台空调系统设计（由于舞台净高较高，故将其空调分为上下层空调系统。）：
下层表演区的空调系统采用一次回风空调系统，回风与新风混合后经过滤、冷却除湿后送入空调房间；在回风管和新风管上分别设置电动防火调节阀及电动多叶调节阀，过渡季节当室内空气的焓值的设定值大于或等于室外空气焓值时，关闭回风管上的电动防火阀、全开新风管上的多叶调节阀，实现全新风节能运行。气流组织为上送下回或侧送下回的气流组织，当开大型会议时开启侧送风口、关闭下送风口，当演出时开启下送风口、关闭侧送风口，实现剧院多功能使用的要求。
上层灯棚的空调通风系统，在灯棚上方安装专用排风系统，补风由表演区新风+新风处理器在灯棚的低位送风，高位出室外。新风空调器的冷冻水回水管上安装温度控制比例积分温控电动二通阀，根据灯棚上方温度变化自动调节二通阀的开度，达到控制灯棚温度的目的，新风空调器的送风温度最低限值为26℃，从而实现气流分层的节能空调系统。
四、气流组织及风压平衡
《剧场建筑设计规范》中明确规定，舞台送风不得吹动幕布及布景[1]。因此，良好的气流组织非常重要。观众厅采用下送侧回系统，上部排风，在保证观众区良好气流组织的同时，观众厅排走的冷空气也可以带走面光桥中设备产生的热量。舞台采用分层空调的设计形式，下部舞台采用上送/侧送测回，排风通过天桥上部排出。观众厅及舞台的风量各自平衡，以保证幕布处的风压为0。
在风量平衡的基础上，风机设备均采用变频控制，保持剧场内风压处于平衡状态。剧场风系统原理图见图2。
图2 剧场风系统原理图
五、自动控制系统设计
1、空调器的回水管上安装比例积分温控电动二通阀，根据空调器的出风温度的变化自动调节电动二通阀的开度，另外，电动二通阀的关闭压力应≥0.4MPa，当风机停止运行时应能自动关闭严密；
2、一二次回风阀开度按1：6.5设置，一二次回风阀一次调定，新风风管上设置二氧化碳浓度控制的电动多叶调节阀，根据回风二氧化碳浓度的变化自动调节电动多叶调节阀的开度，并且设置最低开度限制功能，确保空调房间的卫生要求，回风管设置与新风阀反比联动的电动多叶调节阀。
六、消声减振措施
1、大型空调风柜、送、排风机、冷却塔均选用高效率、低噪音和低振动的设备。
2、空调和通风设备均需采用消声、隔声、减振、隔振的措施。
3、冷水机组、水泵、落地空调风柜、落地风机均设弹簧减振垫（支架）或横直纹橡胶减振垫。
4、吊装空调风柜等设备均设减振弹簧。
5、空调主机、水泵进、出口设置可曲扰型橡胶软接或其他柔性软接。
6、空气处理机、风机进出口设置不燃材料制作的软接头。
7、空调主机房内水管不能采用吊杆，水管应采用龙门架落地支撑，支架应做减震消声处理。
8、空调设备房采用隔声门，防止机房噪声传出。
七、剧场防排烟系统设计
剧院观众厅设置机械排烟系统，排烟量按90m3/h.m2及13次/h换气计算后取最大值，根据性能化要求排烟量在计算的基础上加大25%，机械补风量按不少于排烟量的50%计算。经计算，观众厅排烟量为180000m3/h，选用两台90000m3/h轴流排烟风机及一台90000m3/h轴流补风风机，排烟风机机房设置在观众厅顶部，补风风机设置在地下一层。
剧院舞台设置机械排烟系统，排烟量按60m3/h.m2及中庭体积换气次数计算后取大值，机械补风量按不少于排烟量的50%计算。经计算，观众厅排烟量为150000m3/h，选用两台75000m3/h轴流排烟风机及一台75000m3/h轴流补风风机，排烟风机机房设置在舞台顶部，补风风机设置在首层。
八、总结
本文介绍了佛山市艺术馆剧场的空调系统的设计。观众厅采用座位送风的置换送风空调系统，并采用二次回风的空气处理过程设计，可以提高大空间的换气效率，人员活动区的温湿度可以得到有效的保证，节能效果好。设计中，着重考虑了观众厅与舞台之间的风压平衡问题，确保了剧场中良好的气流组织。
参考文献：
[1] 《剧场建筑设计规范》JGJ 57-2000，中国建筑工业出版社，2001年4月
关键词：剧场；座椅送风；二次回风系统
一、项目简介
佛山市艺术馆是佛山市公共文化综合体的组成部分，位于佛山市东平新城核心区，功能上分为展览区域，商业区域，办公区域以及剧场区域。建筑面积为25995平方米，其中地上15675平方米，地下10320平方米，建筑高度35.8米；建筑层数地上6层，地下1层。功能布局为地下一层为设备房、空调制冷机房、汽车库、化妆间等；首层为大堂中庭、附属商业、主展厅、剧院观众厅、舞台等；二层为副展厅、附属商业；三层至六层为各类功能用途办公室；屋顶层为设备机房。由于展厅、商场、办公等区域采用常规空调设计，因此对此部分不做介绍，本文仅介绍剧场部分的空调设计。
二、剧场空调冷热源
本剧场位于艺术馆的建筑北侧，设置600座观众厅，主舞台，侧舞台，放映厅，音控室等。舞台面积为1062m2，高31.9m，观众厅面积为556m2，高22.0m。
剧场平面图见图1。
图1 剧场平面图
本剧场夏季供冷，冬季不供暖。
佛山艺术馆空调总冷负荷为2504kW，冷指标为219W/m2，其中剧场观众厅总冷负荷200kW，冷指标为345W/m2，剧场舞台总冷负荷238kW，冷指标为224W/m2。
考虑到项目整体性，艺术馆剧场部分與其他区域共用冷源。选用两台950KW（270RT）水冷螺杆式制冷机组和一台475KW（135RT）水冷螺杆式制冷机组供冷，冷冻水供回水温度7/12℃，冷却水供回水温度32/37℃。设冷冻、冷却水泵分别3台大泵1台小泵，其中各有一台大泵为备用泵，均带变频器控制，冷冻水泵与制冷主机一对一设置，设置在地下一层主机房。冷却塔采用两台220m3/h，一台110m3/h超低噪音横流方型冷却塔，设置在办公区塔楼屋面。
剧院彩排及调试所需要的硅控室、音响室、灯光控制室、消防控制中心及网络控制中心等采用分体一拖一空调，共42匹。
三、剧场空调风系统设计
1 剧院观众厅空调系统设计：
本剧场观众厅采用座位送风的置换送风空调系统，并采用二次回风的空气处理过程设计。一次回风与新风混合后经过滤、冷却除湿后与经过滤减压后的二次回风混合，并由风机送入座椅下部静压箱；室内空气经过顶棚面光槽由风机排出室外，消除顶棚余热和消除面光槽余热。
2 剧院舞台空调系统设计（由于舞台净高较高，故将其空调分为上下层空调系统。）：
下层表演区的空调系统采用一次回风空调系统，回风与新风混合后经过滤、冷却除湿后送入空调房间；在回风管和新风管上分别设置电动防火调节阀及电动多叶调节阀，过渡季节当室内空气的焓值的设定值大于或等于室外空气焓值时，关闭回风管上的电动防火阀、全开新风管上的多叶调节阀，实现全新风节能运行。气流组织为上送下回或侧送下回的气流组织，当开大型会议时开启侧送风口、关闭下送风口，当演出时开启下送风口、关闭侧送风口，实现剧院多功能使用的要求。
上层灯棚的空调通风系统，在灯棚上方安装专用排风系统，补风由表演区新风+新风处理器在灯棚的低位送风，高位出室外。新风空调器的冷冻水回水管上安装温度控制比例积分温控电动二通阀，根据灯棚上方温度变化自动调节二通阀的开度，达到控制灯棚温度的目的，新风空调器的送风温度最低限值为26℃，从而实现气流分层的节能空调系统。
四、气流组织及风压平衡
《剧场建筑设计规范》中明确规定，舞台送风不得吹动幕布及布景[1]。因此，良好的气流组织非常重要。观众厅采用下送侧回系统，上部排风，在保证观众区良好气流组织的同时，观众厅排走的冷空气也可以带走面光桥中设备产生的热量。舞台采用分层空调的设计形式，下部舞台采用上送/侧送测回，排风通过天桥上部排出。观众厅及舞台的风量各自平衡，以保证幕布处的风压为0。
在风量平衡的基础上，风机设备均采用变频控制，保持剧场内风压处于平衡状态。剧场风系统原理图见图2。
图2 剧场风系统原理图
五、自动控制系统设计
1、空调器的回水管上安装比例积分温控电动二通阀，根据空调器的出风温度的变化自动调节电动二通阀的开度，另外，电动二通阀的关闭压力应≥0.4MPa，当风机停止运行时应能自动关闭严密；
2、一二次回风阀开度按1：6.5设置，一二次回风阀一次调定，新风风管上设置二氧化碳浓度控制的电动多叶调节阀，根据回风二氧化碳浓度的变化自动调节电动多叶调节阀的开度，并且设置最低开度限制功能，确保空调房间的卫生要求，回风管设置与新风阀反比联动的电动多叶调节阀。
六、消声减振措施
1、大型空调风柜、送、排风机、冷却塔均选用高效率、低噪音和低振动的设备。
2、空调和通风设备均需采用消声、隔声、减振、隔振的措施。
3、冷水机组、水泵、落地空调风柜、落地风机均设弹簧减振垫（支架）或横直纹橡胶减振垫。
4、吊装空调风柜等设备均设减振弹簧。
5、空调主机、水泵进、出口设置可曲扰型橡胶软接或其他柔性软接。
6、空气处理机、风机进出口设置不燃材料制作的软接头。
7、空调主机房内水管不能采用吊杆，水管应采用龙门架落地支撑，支架应做减震消声处理。
8、空调设备房采用隔声门，防止机房噪声传出。
七、剧场防排烟系统设计
剧院观众厅设置机械排烟系统，排烟量按90m3/h.m2及13次/h换气计算后取最大值，根据性能化要求排烟量在计算的基础上加大25%，机械补风量按不少于排烟量的50%计算。经计算，观众厅排烟量为180000m3/h，选用两台90000m3/h轴流排烟风机及一台90000m3/h轴流补风风机，排烟风机机房设置在观众厅顶部，补风风机设置在地下一层。
剧院舞台设置机械排烟系统，排烟量按60m3/h.m2及中庭体积换气次数计算后取大值，机械补风量按不少于排烟量的50%计算。经计算，观众厅排烟量为150000m3/h，选用两台75000m3/h轴流排烟风机及一台75000m3/h轴流补风风机，排烟风机机房设置在舞台顶部，补风风机设置在首层。
八、总结
本文介绍了佛山市艺术馆剧场的空调系统的设计。观众厅采用座位送风的置换送风空调系统，并采用二次回风的空气处理过程设计，可以提高大空间的换气效率，人员活动区的温湿度可以得到有效的保证，节能效果好。设计中，着重考虑了观众厅与舞台之间的风压平衡问题，确保了剧场中良好的气流组织。
参考文献：
[1] 《剧场建筑设计规范》JGJ 57-2000，中国建筑工业出版社，2001年4月