试论剧院观众厅的气流组织设计.doc

文章编号：试论剧院观众厅的气流组织设计周立广收稿日期：作者简介：周立广（1980-），男，河南人，西安建筑科技大学建筑学院研究生 陕西 西安 710055 白涛作者简介：白 涛（1981-），男，陕西人，西安建筑科技大学建筑学院研究生 陕西 西安 710055作者简介：黄春发（1982-），男，四川人，西安建筑科技大学建筑学院研究生 陕西 西安 710055 黄春发（西安建筑科技大学，建筑学院 陕西西安 710055）【摘要】：人体在剧院观众厅内的舒适程度取决于采暖、空调系统设计的优劣，采暖、空调系统设计的效果又在很大程度上取决于气流组织设计的合理程度。在对剧院建筑观众厅气流组织方式发展演变历史分析的基础上，探讨了我国剧院观众厅气流组织设计的发展进程及发展趋势。【关键词】：剧院观众厅 气流组织设计 上送下回 下送上回【中图分类号】： 【文献标示码】：【Abstract】：The comfortable level of the body in the theatre audience depends on the pros and cons of design the heating and air-conditioning system. The designing effect of the heating and air-conditioning system, depends on the reasonablity of the airflow design in a large extent. In this paper, the author has discussed the development process and trend of the airflow design for the theatre audience in china ,on the basis of the analysis for the history of the development and evolution of the airflow organization for the theatre audience.【Keywords】：Theatre Audience Airflow Design Ventilating from top exhausting from bottom Ventilating from bottom exclusion from top【CLC】: 【Documents Marked Code】:随着国民经济的飞速发展和人们生活质量的提高，人们对影、剧院等公共文化娱乐场所的环境要求越来越高；因此，剧院的空调设计的效果就显得尤为重要。人体在剧院观众厅内的舒适程度取决于采暖、空调设计的优劣；然而，空调设计的效果又在很大程度上取决于气流组织设计的合理程度；因此，气流组织的设计就成为了剧院空调设计的一个关键环节。本文就剧院观众厅的气流组织设计的基本概念、发展演变的历史进程、设计的必要性以及方式、方法进行初步探讨。1、 剧场观众厅气流组织概念及常用形式1.1 剧场观众厅气流组织概念气流组织是指为满足空气调节房间对空气温度、湿度、流速、洁净度以及舒适感等方面的要求，对室内空气的流动形态和分布进行的合理组织，是保证空气洁净度的重要手段。1.2 气流组织方式的发展演变早期剧场建筑由于技术落后以及规模较小的原因，均采用自然通风，即能满足基本需求。直到19世纪末，欧美歌剧院建筑开始设有暖风和通风设备，如维也纳国立歌剧院、纽约城市歌剧院、麦迪逊广场均为机械式热风供暖方式，利用热风上升的特点，均采用下送上排的方式，即在地坪下的静压箱出风，在顶部的平顶上排风。一直到20世纪出现了电影院，从地面送热风，吊顶回风的例子仍然很普遍。1920年以后，剧场、电影院等开始装置完全供冷的设备（冷气），采用上送下排的送风方式，以至1940年代中期乃至现在大多数的剧院气流组织设计仍然以此形式为主。1930年前后，后部采用喷口送风的方法首次应用于电影院观众厅，从而简化了空调装置的系统1。侧送下回的送、排风方式是在上送下回的基础上作的改良，座椅式送风方式也是对下送上排方式的有益补充。1.3 剧场观众厅气流组织常用形式分类常见的气流组织方式大致分为以下几种类型：上送下回式、侧送下回式、后部喷口送风后部回风式、下送上回式等四种基本类型。上送下回式，以垂直向下的顶送为主，回风则采用均匀布置的地面回风口。侧送下回式，从观众厅两侧（高度3米左右）水平方向的喷口送风，上部百叶回风。后部喷口送风式，利用密集排列的100-150的圆喷口从观众席后部向平台方向送风，回风口设在同一侧，使观众处于回流区。下送上回式，一般为地面或座椅送风，顶部回风。2、 影响剧场观众厅气流组织设计的主要因素基于人体舒适性的考虑，剧场对送风气流要求均匀，在观众区形成均匀的温度场和速度场。稳定的气流则依赖优良的气流组织设计。气流组织设计又受剧场观众厅下列因素的限定：剧场观众厅的空间特性、剧场观众厅的热负荷特性、人类舒适性的生理需求、室内空间美化的建筑限定要素等等。2.1 剧场观众厅的空间特点对气流组织设计的影响2.1.1空间尺度的特点 剧场观众厅的特点之一就是高度高。音乐厅/剧场高度一般为10-20M,这是形成温度梯度的主要原因。剧场观众厅的外墙面积与地板面积之比较大，可能达到为1/（地面），这就形成了外界界面对室内空间的自然对流影响较大，冬季易在观众厅四周造成下降冷气流，需在气流组织上加以解决。2.1.2观众主要活动区的特点由于剧场建筑观众厅空间高度大，室内体积亦远比一般建筑大很多。人们主要活动区域在观众厅高大空间的底部观众席，气流组织就必须考虑使底部观众居留区域获得足够的舒适度，而对观众厅上部空间不作重点考虑。2.1.3使用特点现代剧院建筑的多功能的使用要求，以及夏、冬季冷热风的转换的使用要求，均对空调设计的气流组织带来多环境的配置要求。2.2 剧场观众厅空间的热负荷特性对气流组织设计的影响剧场观众席部风的热负荷特征有以下特点：人员密度约达1.8人/，人发热负荷大，观众席的热湿比值近似人体在该条件下自身的发热热湿比。此外由于人多，新风负荷也随之增加。外墙虽大，但一般为无窗建筑，故夏季围护结构冷负荷并不大。同时剧场是一个封闭的具有一定蓄热性能的建筑物，运转是间歇性的，因而有较大的预热（或预冷）负荷1。如何保证在节能的前提下，最低消耗的去保证冷、热负荷的供应，也必须成为气流组织设计优劣的一个重要衡量标准。2.3 人类舒适性的生理需求对气流组织设计的影响随着现代生活水平的日益提高，人们越来越讲究生活质量，对文化生活的要求亦日新月异，观赏文艺演出则势必发展成为日常生活的一个重要组成部分7，生活质量的提高注定人们对影剧院等公共文化娱乐场所的环境要求也越来越高。而剧院设计良好的空调系统以及选择合理的气流组织方式，对为公众创造优美典雅的室内环境起着至关重要的作用。2.4 建筑空间的限定要素对气流组织设计的影响剧场观众大厅内空间大、人员多、使用功能复杂、冷热负荷相差大，其空调系统的设计有着多样性和特殊性5。由于声学要求高，观众厅内的墙面装修及吊顶装修均作了声学处理，对风口的位置选择提出了要求，即避免设在声波的主反射面上，这对空调设计的气流组织带来了一定的限制6。为了统一剧院室内的整体空间效果，观众厅顶棚上常常交错布置风口和灯口，分布密集，使设备和装修融为一体，相得益彰；如尺寸接近，装饰处理还可以得到简化，节约内装成本2。3、 剧场观众厅气流组织方式的选择及应用3.1 剧场观众厅气流组织方式的选择针对不同规模的剧院建筑和人员停留情况，整体考虑的送风方式有下面的原则：对长时间停留且对舒适性要求高的场所，无论规模大小，都适宜采用顶棚喷口送风；对长时间停留但对舒适性要求不太高的场所，适宜采用顶棚喷口和横向喷口；对短时间停留的场所，则不适宜采用顶棚散流器和向上送风的方式1。具体到剧院建筑来讲，基本上均采用低速风道全空气方式。从室内空气的分布来看，有稀释型和置换型。传统的上送下回方式属稀释型，均匀的下送上回方式属于置换型。负荷强度大者建议采用置换方式。气流组织形式有上送下回、侧送下回、后部喷口送风、下送上回四种。在空调系统设计中，一般来说经常是几种气流组织方式综合应用；空间较大时，采用多个系统分区来保证场内温度分布的均匀性3。3.2 剧场观众厅气流组织方式的应用四种气流组织方式的基本类型在剧院建筑空调设计技术的整个发展进程中均有广泛的应用，都曾在不同的历史时期起到过推动空调技术发展的重要作用。国内外的具体应用情况如下：上送下回式的典型应用实例有：北京人民大会堂，杭州剧院，广州星海音乐厅，日本京都会馆，日本新国立剧场，德国席勒剧院，汉堡歌剧院，英国皇家宫廷剧院，英国伦敦皇家节日音乐厅，俄罗斯国立国家大剧院，荷兰鹿特丹多兰音乐厅，罗马尼亚大礼堂，澳大利亚悉尼歌剧院等；侧送下回式的应用实例有：广州中山纪念堂，日本东京文化会馆，德国美因茨老歌剧院等；后部喷口送风式的应用实例有：俄罗斯克里姆林宫大会堂，中国上海大光明电影院等；下送上回式的典型应用实例有：上海大剧院，中国国家大剧院，洛阳歌剧院，中国台湾大剧院、音乐厅，日本大阪府立国际会议场，德国斯图加特音乐厅，科隆市立剧院，新柏林歌剧院，慕尼黑歌剧院，柏林交响音乐厅，德国新议会大厦，奥地利维也纳城堡剧院等。根据以上应用实例，我们得出一个结论：剧院观众厅气流组织方式呈现以上送下回和下送上回为主，侧送下回和后部喷口送风为辅的历史现状，并伴有从上送下回向下送上回动态发展的趋势。日本以及我国和欧美的传统剧院的空调设计主要以上送下回为主，我国及欧美新建大型剧院则多以下送上回式为主。4、 结论综上所述，气流组织设计在剧院建筑的空调设计中至关重要。气流组织设计主要受剧场观众厅的空间特性、热负荷特性、人类的热舒适性、建筑限定要素等诸多因素的影响。在剧院空调相关技术的发展历程中，气流组织方式主要以上送下回式和下送上回式为主，并呈现从上送下回向下送上回发展的历史趋势。更重要的是，这种趋势也符合人们对空间环境要求越来越高的生活现状以及能源有效利用的节能原则。因此，下送上回式的置换式的送风方式应该是我们今后气流组织设计的重点，同时结合具体情况辅以上送下回式及其它的送风方式，使剧院观众厅的空调设计为人们提供更多的质量上乘、环境舒适的剧院文化生活环境。【参考文献】：1范存养：大空间建筑