任晓东李德贤邵春廷

1浙江大学建筑设计研究院有限公司

2浙江建设职业技术学院

1 工程概况

义乌市文化广场位于浙江省金华市，主要包括文化馆，青少年宫，健身中心三大功能区块及物业，公用设备，地下车库等配套用房。总建筑面积约为82360.2m2，建筑高度为22.95m。其中地上5层，面积约为36472m2。地下室3层，面积约为45690m2。是集文化娱乐、教育培训、体育健身等多种功能为一体的大型文化综合体。

文化馆，青少年宫，健身中心三大功能区块分别位于建筑北翼，南翼与东翼。文化馆以819座剧院为中心，设有化妆、道具、更衣、教室及文化业务用房。青少年宫分南北两部分布置，南侧沿江房间主要布置各类活动教室，北侧主要为展厅、武术馆、健身馆、演艺厅等较大公共空间。健身中心设有羽毛球休闲运动场地，乒乓球休闲运动场地，江景健身场地和台球馆。

2 冷热源设计

2.1 室内设计参数

室内设计参数见表1。

表1 室内设计参数

2.2 冷热源配置

整幢建筑冷负荷为4914 kW，热负荷为2668 kW。单位总建筑面积冷指标为60W/m2，单位总建筑面积热指标为32W/m2。

本工程功能复杂且建成后由文化馆、体育局、青少年活动中心三家单位进行运营和管理，到各功能各单位空调运行时间段不固定。经过与甲方充分沟通，从方便独立运营核算,灵活运行和避免集中冷热源系统大马拉小车考虑，冷热源则采用各区域独立设置的原则。

文化馆剧院空调冷源选用螺杆式冷水机组，空调供冷供回水温度为7℃/12℃。热源选用燃气真空热水锅炉，供热供回水温度为60℃/50℃。

文化馆大展厅冷热源选用风冷螺杆式热泵机组，空调供冷供回水温度为7℃/12℃。

青少年活动中心、全民健身中心健身部分、文化馆业务用房部分采用变冷媒流量多联式空调系统。按楼层分区域分别独立设置系统，室外机设置于屋面及各层设备平台。

3 空调、通风系统设计

门厅、舞台、排练厅、多功能厅、观众厅等高大空间采用全空气低速风变频送风系统。化妆室、休息室、活动室、教室等小空间采用风机盘管+新风的空气-水系统或者VRF室内机+新风的系统。新风系统采用全热交换新风机组。

文化馆剧院包含观众厅，舞台，台仓及升降台等大型现代化舞台设备，属高大空间建筑物，人员密集，负荷强度大。使用期间灯光照明辐射得热较大，由于空调负荷有效区所占剧场整体空间比值低，因此采用合理的气流组织方式以达到高效节能的目的显得尤为重要。

3.1 剧院观众厅通风空调系统

观众厅采用座椅下送风、上部回风，气流组织为置换通风。座椅下送风是为了送风气流分布均匀，观众无吹风感，满足人体舒适性要求，送风温度通常比室内设计温度低2～5℃[1]。同时观众厅潜热负荷大，热湿比小，空气处理过程机器露点低，为了控制观众厅空气湿度，保证送风温差，避免再热带来的冷热抵消和能源浪费，观众厅采用二次回风系统。本项目设计送风温差取5℃，观众厅夏季焓湿图计算结果则见表2。

表2 观众厅夏季焓湿图计算参数和结果

观众厅设有池座和楼座。如空调系统未作分区，回风口设置不合理，且未作很好的调试时，观众厅夏季会出现前冷后热的现象，到冬季受热空气上浮的影响，这一现象更为明显[2]。为缓解该现象本项目采用了以下几个措施：1）结合表2计算结果池座设置2台风量为19000 m3/h的空调机组，楼座设置2台风量为5100m3/h的空调机组。按照座席所在高度划分为不同的空调区域，分别设置单独的空调系统进行独立调节，可方便各区域座椅采用不同的送风量和送风温度。2）观众厅池座送风静压箱用砖砌墙体分割成前、中、后3各相对独立的静压箱，每个送风腔内的送风支管均设置调节阀，可分别调节送风量，夏季减小池座前部送风量，加大池座后部和楼座送风量，冬季则反之。3）观众厅的前部、中部和后部均设置回风口，各区域的回风量可通过调节回风管上的电动调节阀开度进行调节，保证冬夏不同工况观众厅的热舒适性。池座送风静压箱内风管布置如图1。

图1 池座送风静压箱风管布置图

剧院观众厅顶部设置机械排风系统，配置3台风机，空调时排风量按照新风量80%确定，开启1台排风机，排风由面光部位排出。过渡季节空调系统全新风运行时，对应开启3台排风机。剧场使用时,空调风送到人的活动区内，一部分通过观众厅回风口经座椅下静压箱内的回风管被抽回到空调机房，另一部分上升空气通过顶部面光室，在起到降低面光室温度后被屋顶的排风机排出室外。回风与排风即时分流，提高了能量利用率。观众厅空调通风原理图见图2。

图2 观众厅空调通风原理图

3.2 剧院舞台通风空调系统

剧院舞台设置3套一次回风低速全空气空调系统，其中主舞台和侧台分左右两侧各设置1套，后舞台兼做平时排练厅单独设置1套。侧舞台和后舞台采用顶部旋流风口下送，主舞台采用设置在第一层马道下方球形喷口侧下送风，舞台下部回风。喷口前均设置电动风阀，就近设置控制按钮，根据演出要求就地控制调节阀的开关。当送风干扰演出或吹动幕布时，减少或关闭舞台的送风量。

经验表明，舞台机械设备的散热和下部工作区域在上部积聚的热量，使葡萄藤架上空非常热[3]。舞台顶部设排风机用于排除顶部聚集的设备、灯光发热量，保证舞台栅顶最高温度<40℃，同时降低舞台区域空调能耗。

侧舞台和后舞台底部四周布置低噪声明装立式风机盘管，向舞台墙壁吹风，用以消除冬季舞台冷壁效应产生的舞台冷风侵入观众席的现象，同时改善舞台在各个季节的气流组织和环境温度。

4 设计体会

本项目已经竣工，并于2017年7月投入使用，空调效果良好。对于功能复杂，运行单位较多的综合体类建筑，应与业主充分沟通，针对不同的区域采用不同的空调系统，有利于空调系统节能和灵活运行。

剧院楼座和池座空调分区、池座作风静压箱分区、观众厅设置前、中、后部可调回风，面广桥设置排风等措施有助于观众厅空调系统温度分布的均匀性和节能性。

经过调试运行，文化馆剧院观众厅冬季池座前排温度20℃，后排温度为21.5℃。舞台通过开启明装立式风机盘管基本消除了大幕拉开时的冷风入侵观众席的现象，舞台整体温度维持在20度左右。确保了音乐会等众多表演的正常运行。

[1] 范存养.大空间建筑空调设计及工程实录[M].北京:中国建筑工业出版社,2004

[2] 杨毅,曹志刚,丁德.夏热冬冷地区大型剧场建筑空调设计难点及分析[J].暖通空调,2013,13(9):2-4

[3] 孟凡兵,朱晓山.中国国家话剧院剧场空调设计[J].暖通空调,2012,42(11):43-48