□文/韩钊 康炜

天津中国大戏院修缮工程空调系统设计

□文/韩钊 康炜

文物修缮工程与新建工程的空调设计有明显的不同。冷热源方案、末端空调形式、气流组织等受现状周边能源条件、建筑内部空间、恢复原貌的装修装饰的极大限制。通过分析现场实际情况并结合剧场建筑的特点，最终选定可实施且不破坏文物建筑的方案。

文物修缮工程；冷热源方案对比；剧场建筑空调；气流组织

文物修缮工程与新建工程的空调设计有明显的不同。冷热源方案、末端空调形式、气流组织等受现状周边能源条件、建筑内部空间、恢复原貌的装修装饰的极大限制。

1　工程原状概况

天津中国大戏院总用地面积约为3 100 m2，建筑面积7 800 m2，始建于1934年，1936年9月建成开业，由法国乐利建筑工程公司的瑞士工程师洛普（LOUP）和英国工程师杨（B.C.YOUNG）联合设计，是当时享誉海内外的具有代表性的大型艺术观演场所，现为天津市文物保护单位、天津市重点保护等级历史风貌建筑。

大戏院至今已经过四次修建与改建，但目前建筑残损与设备老化日益严重。夏季戏院观众厅及舞台区仅设置若干吊装风机盘管，冷冻水由位于首层的两台小型螺杆机组供给，其他办公区域设置分体空调。由于制冷量、风机盘管风压风量等严重不足，极大影响了夏季观众的观剧感受。冬季全楼设置散热器系统，热水由位于地下室的一台电锅炉提供，由于设备老化严重，水温无法满足要求且耗能巨大，运行费用高昂。最严重的是全楼并未根据现行消防规范设置防排烟设施。观演区人员密集，最高挑高处达19 m，未设置任何机械排烟设施是全楼重大安全隐患。

2　设计参数

各房间夏冬季室内设计参数见表1。

表1　备房间夏冬季室内设计参数

3　冷热源方案分析

3.1机房位置的选取

与新建建筑不同，文物建筑不能随思拆改，方案确定初期还应考虑设备机房对冷热源形式的限制。原建筑地下室大部分净高仅1.9 m，局部净高2.3 m，锅炉房设置于地下室。修缮后拟设置给中水泵房、消防泵房、消防水池及电气设备房间，已没有空间设置冷热源机房。原制冷机房设置于首层，面积约74 m2，修缮后保留。建筑主体屋面设置舞台设备，局部二层及三层屋面空置，面积约200 m2，即修缮后可用于设置冷热源及相关设备的空间仅限于首层原机房位置及二层或三层局部屋面。

3.2使用功能及使用时间分析

按使用功能分区明确，分为中心观演区及外圈商业办公区。中心观演区为开敞空间，人员密集、层高较高，仅间歇使用，每周平均演出三场，单场演出时间3 h左右。外圈商业办公区主要包括戏院相关办公室、出租小商铺及快捷酒店住宿房间。房间分割细致，层高均在3.5 m左右。办公及小商铺仅白天使用，快捷酒店全天使用，修缮后分租给各业主。全楼大部分负荷集中在中心观演区，但持续时间短，使用时间多在夜间。快捷酒店客房夏季使用家用分体空调，冬季由戏院统一供应热水。戏院办公区域无演出时仅白天工作时间使用，演出时与观演区同时使用。

3.3备备选方案的对比

由于市政热网按面积收费，而中心观演区使用时间短，大部分时间仅需值班采暖且之前该楼一直未开通市政供热，故不倾向于冬季使用市政供热。原冬夏季均使用电能供热制冷，电力充足，倾向沿用原能源使用情况。考虑该建筑诸多限制因素，最终选定3种冷热源组合形式，分析各自优缺点、初投资及运行费用，最终选定最优方案，见表2和表3。

表2　3种冷热源方案

表3　备方案优缺点

续表3

3.4冷热源方案的确定

最终考虑能源增容费、能源配套设施费、站房的改造建设费用、冷热源主机及末端设备、管路费用，配套控制系统费用等，初投资由高到低的顺序为方案1、方案2、方案3。运行费用方案2与方案3相差不大，方案1显著高于其余二者。最终选用两台一体化燃气型溴化锂直燃机组（制冷主机、冷却塔、水泵及水处理装置集成为一个模块），机组放置于三层局部屋面，不需占用建筑内面积用于站房建设，机组荷载提供给结构专业，一并考虑加固方案。直燃机组夏季提供7～14℃冷水，冬季提供65～55 ℃温水。

4　空调风系统设计

开敞空间观众厅、舞台区均采用全空气空调系统。分隔细致的办公区、后台化妆区采用风机盘管加新风系统。

4.1观众厅空调风系统设计

观众席分两层，其中一层座位599个，二层座位396个。整个观众厅吊顶后高度达13 m左右。为尽量减小对原坐席的破坏，没有条件应用座椅送风，为保持原古朴简洁的风格，还应尽量隐藏风口。最终观众席一层层高较低的区域结合精装修采用条缝风口下送，挑高的区域，沿挑檐布置一圈侧送条缝风口；二层结合精装修采用旋流风口下送。回风口结合双层隔音墙体，设置于后排侧墙。选用两台35 000 m3/h风量的全空气组合式空调机组，室内没有设置空调机房的空间，组合式空调机组一台放置于二层局部屋面，一台放置于另外一侧三层局部屋面。为节省耗冷耗热量，采用带全热回收的组空且全热回收器带旁通装置，可实现过渡季全新风运行，见图1。

图1　观众厅气流组织

4.2舞台空调风系统设计

舞台长24.7 m、宽14.2 m、高度达15 m。舞台区经常需吊挂用于布景的装饰纱布等，风速稍高就会导致其飘动，影响演出效果。为此送风设置于舞台长度方向两侧，采用双层百叶下送风口，风口距地面4.5 m。回风管顺靠近舞台中央立柱引致地面，后期精装一并处理。回风口设置于距地100 mm，利于将送风引致人员活动区。同时应严格控制观众厅和舞台区的送排风比例，保证各区域正压值接近，见图2。

图2　舞台区气流组织

5　空调水系统设计

全楼采用一次泵变流量两管制系统。根据使用时间、朝向、水力工况的不同，划分为4个环路，分别为前厅及办公区风机盘管、观众区组合式空调机组、舞台区组合式空调机组、化妆区风机盘管、观众及舞台挑高区地板采暖（夏季关闭）。由于每天仅夜间约3 h左右有演出，其余大部分时间仅办公区有人员长期停留，应选用低负荷下运行效率高的机组。

6　结语

天津中国大戏院竣工开始运行，各区域温湿度、噪音等参数满足设计使用要求，同时运行费用也较改造前有大幅降低。

作为历史风貌建筑的修缮工程，与新建建筑空调设计有明显区别，应注思以下几点：首先，老建筑往往位于市中心老街区，冷热源方案选择时，一方面考虑技术经济合理性，同时要结合周边已有的市政条件，尽量减少重新破土引入管线的工程量；其次，老建筑原来往往没有设置集中的空调系统，设备用房的位置一方面考虑噪音、管线顺畅等，同时还应尽量避免破坏原建筑的房间分隔；再次，要紧密配合精装修，做好恢复原貌的工作，风口的布置满足气流组织的前提下不能破坏原建筑古朴的装饰风格，做到“修旧如旧”。

□康炜/成都皇洼方中建筑设计有限公司西安分公司。

TU831.3

C

1OO8-3197（2O16）O1-72-O3

2O15-11-16

韩钊/男，1985年出生，工程师，硕士，天津市房屋鉴定建筑设计院，从事暖通及绐排水设计研究工作。

□DOI编码：1O.3969/j.issn.1OO8-3197.2O16.O1.O25