北京戏曲学校排演剧场暖通空调设计
1工程概述
北京戏曲学校排演剧场1997年4月完成设计，1999年5月正式投入使用。该工程建筑面积10020m2，共7层，其中地下2层，建筑面积3898m2;地上5层，建筑面积6122m2。建筑高度2312m。地下2层为戏装库房、人防工事、水泵房等;地下1层为制冷空调机房、汽车库等;首层、2层、3层为800座剧场观众厅池座和楼座、舞台、化妆间、戏曲展览室、排练室、放映室、入口大厅、休息室、接待室等;4层、5层为多功能排练大厅、大排练室等(一部分为舞台上空)。剧场观众厅层高13.5m(距前排地面14.5m);剧场舞台层高22.1m;多功能排练大厅层高8.6m。 2暖通空调系统
为节省篇幅，戏装库房、人防工事、水泵房、汽车库的暖通空调系统本文不予介绍。 2.1室内供暖、空调设计参数(见表1) 2.2供暖系统
在化妆间，小排练室，办公、管理用房，剧场周边的走道内设供暖系统。走道内供暖系统兼作剧场值班供暖系统。
表1设计参数
2.3通风系统
在空调机房设机械排风;在舞台顶部设自然排风。舞台部分高22.1m，有明显的烟囱效应，有助于通风换气和排出灯光散热。在舞台顶部设4个自然排风口，排风口内侧为电动风量调节阀，外部为防雨百叶，排风口朝向安静的环境。在舞台控制排风口的个数和送风角度，既操作简单又降低了排风机噪声。 2.4排烟系统
剧场顶部、舞台顶部、观众厅顶部设机械排烟。 2.5制冷空调系统
剧场观众厅、剧场舞台、多功能厅空调为全空气系统，空调冷源为活塞式冷水机组，空调热源为小区低温热水锅炉(经换热后使用)。办公室、管理用房为分体空调。 2.6暖通空调系统主要设备(见表2) 表2主要设备表
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3空调水系统
空调水系统采用单级泵、变流量系统。水系统流程图见图1。冷源、热源及配套设备均设在地下1层制冷空调机房内;冷却塔设在剧场屋顶。
图1空调水系统流程图
3.1空调冷源
空调冷负荷为810kW。设2台四机头活塞式冷水机组，冷水温度7℃/12℃。 3.2空调热源
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空调热负荷为560kW。设3台浮动盘管式水水换热器，一次热水来自小区供暖锅炉房，温度为95℃/70℃;二次热水温度60℃/50℃。 3.3空调冷、热源配套设备
冷源冷水和热源二次热水合用补水定压系统、软化水系统。补水定压系统包括补水泵、定压膨胀罐、自动定压控制箱等;软化水系统包括钠离子交换器、储盐箱、补水箱等。 4空调风系统 4.1空调系统划分 4.1.1观众厅空调系统
观众厅池座、楼座，剧场放映室，入口大厅，休息厅，接待室等在演出时同时使用的房间合用一个空调系统，设两台空调机。功能段有:回风过滤段、回风消声段、表冷兼加热段、高压水喷雾加湿段、风机段、中间过渡段、送风消声段、送风段。空调机设在地下1层制冷空调机房内，只在演出时间内运行。 4.1.2舞台空调系统
舞台、化妆间、小排练室等在演出或在舞台排练时同时使用的房间采用一个空调系统，设一台空调机。功能段有:回风过滤段、六排盘管表冷兼加热段、高压水喷雾加湿段、送风机段。空调机设在首层舞台旁边空调机房内，在演出或在舞台排练时间内运行。 4.1.3多功能排练大厅空调系统
多功能排练大厅采用一个空调系统，设一台空调机。功能段有:回风过滤段、回风消声段、六排盘管表冷兼加热段、高压水喷雾加湿段、风机段、中间过渡段、送风消声段、送风段。空调机设在地下1层制冷空调机房内，在多功能排练大厅使用时间内运行。 4.1.4办公、管理用房空调系统
办公、管理用房使用时间与上述房间不一致，夏季采用分体空调，不受集中空调运行的影响。 4.2空调气流组织 气流组织剖面图见图2。
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图2气流组织剖面示意图
4.2.1观众厅
采用顶棚均匀上送风、观众厅池座后部顶棚集中上回风方式，其中池座前部送风口为圆形喷口，射程10m，池座后部送风口为方形散流器，楼座送风口为圆形散流器，池座后部回风口为双层百叶风口。 4.2.2舞台
在第一道天桥下一侧上送风、另一侧上回风，气流与幕布平行。送回风口均为双层百叶风口。 4.2.3多功能厅、附属房间
采用上送风、上回风方式。送风口为方形散流器，回风口为单层百叶风口。观众入口内侧沿大门方向送风口为条型风口。 5防排烟
根据《剧场建筑设计规范》(JGJ5788)第711111～12条规定，观众厅、舞台和多功能厅的顶部均设机械排烟系统。观众厅、多功能厅排烟量按60m3/(m2·h)计算;舞台排烟量为10200m3/h。剖面示意图见图3。
图3舞台和观众厅机械排烟剖面示意图
6制冷、空调设备消声、减振 6.1制冷设备消声、减振
制冷空调机房设在观众厅后部的下层，与观众厅座位只隔一层楼板，其消声、减振的好坏直接影响到剧场的演出效果。制冷设备中噪声振动最大的是制冷机，接下来依次是冷却泵、冷水泵、补水泵、水处理器等。
6.1.1制冷机减振
选用国内组装的多机头美国产活塞机，每个机头设弹簧减振器，组合机组的底座下设橡胶减振垫。采用弹簧、橡胶两级减振，减弱了机组振动通过地面、柱、梁、板向上一层的传递。 6.1.2水泵减振
选用低噪声、低振动立式屏蔽泵，每台泵设独立的混凝土减振台并设橡胶减振垫，降低了噪声和振动。
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6.1.3水管软接头
制冷机、冷却泵、冷水泵、补水泵与水管连接处均设双球式橡胶避振喉，减小了运转设备对水管道的振动影响。 6.1.4水管支架
冷却水管、冷水管均采用基于地面的支架固定，支架与管道间垫橡胶垫，避免了基于顶板的吊架向上一层直接传振。
6.1.5制冷空调机房隔声、吸声
制冷空调机房顶板、墙面、柱子均作隔声、吸声处理。制冷空调机房(经1层楼梯)通向大门厅的出入口设两道门，外面的一道为隔声、密闭、防火门;通向地下1层汽车库的另一出入口亦采用隔声、密闭、防火门。
6.2空调机消声、减振
观众厅空调机设在制冷空调机房，首层观众厅后部顶棚的回风口到空调机回风端风管(截面积2m2)长度不过7～8m，风管上装消声器又没有条件，而舞台空调机房与舞台只隔一条走道，所以这两个空调系统的消声非常重要。
6.2.1选用低余压、低功率、低转数、低噪声空调 风机相关数据见表2。 6.2.2空调系统消声措施
观众厅、多功能厅空调机送、回风端均设消声段，且回风段内的过滤器采用无纺布滤料以增加消声效果。舞台空调机送、回风管设消声器。 6.2.3空调机减振
在空调机底座下设橡胶减振垫。 6.2.4空调机房隔声、吸声
观众厅、多功能厅空调机设在制冷机房。舞台机房内墙面作隔声、吸声处理，门采用隔声、密闭、防火门。 7运行效果
7.1消声、减振效果
在制冷、空调机房位置均不理想的情况下，全部制冷、空调设备运行时在无观众、无演出的情况下几乎测不到噪声和振动。 7.2夏季运行效果
观众厅、舞台、入口大厅等处的温度、湿度、气流速度、空气品质等均较理想。 7.3冬季运行效果
各处的湿度、气流速度、空气品质等较理想，池座温度也较合适，但楼座温度偏高。 8设计总结
8.1观众厅池座和楼座宜分别设置空调系统
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楼座与池座高差较大，存在温度梯度且顶棚内有射向舞台的灯具散热。观众厅池座与楼座合用一个空调系统，在冬季楼座温度会偏高。空调系统分开设置，在冬季楼座空调系统少加热、不加热，甚至在不加热的情况下加大新风量，就可以满足楼座的温度要求。 8.2观众入口宜设门斗或热风幕
观众入口大厅间接通向舞台上空，舞台的烟囱效应会引起门厅冷风渗透，如果只有一道门，难免存在缝隙，冷风渗透明显，宜设门斗减少冷风渗透或设热风幕补充热量。 8.3供暖地区的剧场舞台有条件时宜设高温辐射板
舞台层高比较高，冬季存在温度梯度，热气流向上移。为了防止气流吹动幕布，送风风速不能太高，但在低风速下热气流还未完全到达演出区域，就飘向了高处，空调系统不容易使舞台中部的温度、气流速度满足要求。可以考虑在舞台两侧第一道天桥下设置带有一定倾角的高温辐射板，顺幕布方向向演出区域辐射热量，以满足舞台温度要求。
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