主题乐园单体建筑暖通设计实务

1.剧场、表演场等观演类建筑空调设计

1）观演类建筑特点

主题乐园中的剧场、表演场往往是主题乐园中热门场所，其主要特点表现在：

（1）建筑空间大，层高较高，空间结构复杂（图5-7），各种辅助技术用房通常设置在剧场周围的夹层内。

（2）建筑流线复杂。门厅、观众厅、舞台三段矩形空间直线排列形式是剧场建筑布局和功能组合的基本形式。围绕着这一主轴线，把相关观众用房和演出用房及辅助用房，通过台阶、楼梯、走道、门窗等建筑形式有机地串连起来，从而完成总平面布置和空间功能组合，使观众与演员人流、布景路线清晰顺畅，不产生交互干扰。

图5-7　观演建筑典型剖面图

2）观演建筑空调设计

（1）空调设计原则

◆舞台、观众厅宜分设空调系统；多层观众厅宜竖向分区设置空调系统。

◆考虑与观众厅的使用时间不完全一致，化妆间、灯光控制室、音响控制室、调光柜室、功放室、舞台机械控制室、舞台机械电气柜室宜设置独立空调系统。

◆应设置过渡季节全新风运行功能。

◆机械化舞台的台仓应设置空气调节措施，在潮湿地区或湿度可能超过舞台机械使用要求的条件下，台仓内还应设置除湿装置。

◆排风宜设置在舞台上部空间、观众厅顶上面光桥等灯光设备发热量较大的地方。

◆观众厅空调系统宜设置根据室内CO2 浓度控制的可变新风系统。

◆观众厅与舞台空调箱宜设置变频调速技术。

◆通风空调机房不宜贴临观众厅与舞台区域布置。

（2）剧场表演场冷热负荷特点

与办公，商场等其他类型的公共建筑相比较，剧场建筑的空调冷热负荷具有如下特点：

◆剧场一般是非全天、非连续性使用，观众厅的演出时间每场只有1小时左右，门厅、休息厅等观众的停留时间较短。

◆剧场观众厅往往被其他附属建筑包围，因而温差传热量和太阳辐射的热量很小，且因建筑声学等的要求，墙壁和顶棚大量使用吸声材料，所以维护结构的隔热性能均较好，维护结构冷热负荷占比不大。

◆观众厅是人员密集场所，人员发热量较大，为满足人员所需最小新风量的新风总量很大，所以新风负荷很大，一般占空调负荷的30%～40%。

◆观众厅的照明负荷一般不大，但是夏季人员发热，灯光设备发热量较大。

◆冬季由于室内发热量较大（人员、灯光等），所以有可能需要送冷风。

◆剧场的主要房间（观众厅等），人体散湿量较大，总热负荷中潜热负荷较大，热湿比较小。

◆观众厅为高大空间，地面前低后高，室内温度分布也是前低后高，在高度方向有较大的温度梯度，容易出现温度分层现象。

◆舞台区域，照明负荷发热量大。

（3）舞台区域气流组织设计

大型观演建筑的舞台通常由主舞台与侧舞台组成。

侧舞台的空调气流组织形式通常采用顶送风或一层马道下部侧送风，下部回风的方式（图5-8）。

主舞台的空调气流组织形式一直是一个技术难点。为了避免演出时气流吹动幕布与布景，不少剧场的主舞台空调在实际运行时采用了预冷预热，表演过程中一般不送风。近年新建的剧场主舞台均采用在两侧天桥（检修马道）下设置送风管，一般采用可变流态的旋流风口向下送风、可调送风角度的圆形喷口或双层百叶风口向表演区送风的方式。天幕上方不设置送风口。向表演区送风的支管或风口上安装有电动风阀，可根据表演功能需要开启或关闭。天桥下部的风管均采用明装，但风管应紧贴天桥安装，以免影响大型布景的进出。

（4）观众厅气流组织设计

观众厅的气流组织形式通常采用固定座椅下送风侧回风气流组织形式和喷口高位侧送下部回风的气流组织形式。

图5-8　舞台送风示意图

图5-9　固定座椅下送风口示意图

图5-10　侧送风常见送风口

①固定座椅下送风侧回风气流组织（图5-9）的特点体现在：

◆由于夏季送风温度为17 ℃～18 ℃，空调箱制冷时需要采用二次回风系统。

◆室内空气品质较好。

◆通风效率较高，可以有效降低系统能耗，减少空调箱送风量。

◆由于送风风速较低，噪音控制较为容易。

◆座椅送风需要利用座位下部的土建空腔座位送风静压箱，因此需要占用一定的建筑有效空间。

◆通常座椅送风采用专用的送风口，成本比较高。

◆座椅送风系统通常应用于专业剧场、音乐厅、歌剧院等场所。

②喷口高位侧送风下部回风气流组织（图5-10）主要特点体现在：

◆通常根据送风距离计算采用球形喷口或鼓形风口，送风距离较远；冬夏季采用不同的送风角度。

◆常采用一次回风定风量系统。

◆室内需要占用一定的吊顶空间高度。

◆室内空气品质较下送风较差。

◆由于送风风速较高，噪声控制较难。

◆较下送风方式，能节省观众厅下部建筑空间。

侧送风的气流组织示意如图5-11所示。

由于主题乐园的表演通常一天为1～2次，每次演出时间1～1.5 h，对室内温湿度舒适度噪声等要求不高，因此众多主题乐园观演建筑的观众厅通常采用这种送风方式。如：广州长隆大马戏剧场、成都海昌海洋公园的海豚表演场、上海海昌海洋公园的欢乐剧场、海豚表演场等，运行效果也比较好。

（5）技术用房空调设计

面光桥、耳光室室内灯具较多，电气线路较多，发热量较大，灯光控制室、音响控制室的发热量也较大，且处在内部，无外墙外窗，非常闷热，应设置机械通风或空气调节措施。通常面光桥的散热是将观众厅的排风设置在此处，通过观众厅排风将其热量带走；对于散热量非常大的面光桥还应设置辅助空调降温装置。灯光控制室、音响控制室由于室内存在操作人员工作，为了提高人员的舒适度，通常采用变制冷剂流量多联系统或分体空调等降温措施。

调光柜室、功放室等房间设备发热量大，且由于表演工艺复杂，舞台声、光要求变化大，通常该房间的发热量很难确定。根据实际运行经验，一般设备散热量按电气输入功率的1%～1.5%确定。通常该类技术用房采用变制冷剂流量多联系统作为降温措施。

图5-11　上部侧送风下部回风示意图

（6）化妆间、排练厅空调设计(www.xing528.com)

化妆间通常采用风机盘管+新风系统或变制冷剂流量多联系统。

排练厅通常采用定风量一次回风全空气系统，送风形式通常为上送下回或上送上回风的形式。

（7）消声与隔振

剧场、表演场等是一个对噪音控制要求相当高的场所，如何做好噪音控制成为工程是否成功的关键。

隔声设计是一个系统工程，它主要包括围护结构的隔声、工程设备的减振，以及空调系统的消声与减振三方面的内容。

围护结构的建筑隔声主要是指表演场、剧场内部墙面以及各个机电用房墙面的吸声设计，通常由土建专业完成。对于采用土建静压箱座位送风的方式，土建静压箱需要采用严格的保温吸声措施，具体的构造如图5-12所示。

工程设备的减震主要是指各个机房内部的空调箱、风机、制冷设备、水泵等均作隔振处理，通常采用地面浮筑结构的做法。首先结构楼板表面应比较平整将专用橡胶弹性垫层满铺，每一块之间都相互咬口，并将拼缝用胶水密封，直接在橡胶弹性垫层上编织钢筋，并浇筑混凝土，成为浮筑楼板。图5-13以空调箱为例说明。

图5-12　土建静压箱吸声与保温做法

图5-13　空调箱浮筑结构基础做法

图5-14　风管防火封堵

空调系统消声的成功与否直接取决于机械减振、送回风管路的消声设计，并严格控制送回风管路系统的气流速度，以确保表演场内达到设计噪声的限值。主要采取下列措施：

◆采取合理的管路消声器，通常送回风管分别采用两级消声器串联方式，减低风机噪声沿管路传至厅内；

◆严格控制管路风速，防止气流噪声，限止流速（主风道低于7 m/s，支风道低于3.5 m/s）；

◆严密封堵措施：风道和水管穿越墙壁和楼板时，在管道和洞壁间用柔性材料填充，以减少振动和隔声；管道与墙或楼板的环形间隙不应大于50 mm；安装之前清洁孔口周边及贯穿物，使之干燥、无灰尘与杂物；将80 kg/m3 矿棉紧密填入孔壁与风管的缝隙内，两侧各留出25 mm用于填膨胀型防火密封胶；将膨胀型防火密封胶注入风管与孔壁间的缝隙内，修整表面；管道系统48小时内不得扰动。做法如图5-14所示。

2.展览类建筑空调设计

主题乐园内的观展建筑与传统展览建筑类似，展厅内部主要包括：展厅部分、出口商店、小餐厅、咖啡厅、互动区，以及部分展览建筑内部还设置4D影院等场所。

1）空调冷热负荷特点

（1）人员密度大，新风负荷大，潜热负荷较大。

（2）由于现代化展览大量声光电技术的应用，灯光电子设备负荷较大。

（3）由于主题乐园建筑外设置大量主题包装，整个建筑外窗较少，因此围护结构负荷较小。

2）空调系统设计原则

（1）展厅的空气调节系统应根据建筑等级、层高、规模以及当地的室外气象条件以及经济水平等因素综合确定。由于空气调节系统的初投资和运行费用较高，因此展览建筑上的空调系统应根据建筑物等级、气象条件、建筑物室内温湿度要求以及投资者和运营管理的经济能力等主要因素确定。

（2）由于乐园人流频繁，参观者入口大门无法关闭，为了防止大量室外空气侵入，降低室内温度，增加能耗，因此建议设置空气幕。

（3）对于大空间展厅宜采用喷口侧送风的送风方式。对于夏季送冷风、冬季送热风的空调系统，风口宜选用角度可调节的产品。喷口的射程是影响室内空调效果的中压因素之一，确定喷口的射程一方面要使其满足空调区域气流组织的需要，另外一方面还需要将送风的噪声水平控制在要求的范围内。采用可调节角度的喷口是为了满足冬季送热风、夏季送冷风时的不同要求。

（4）当展厅的高度大于10 m，且体积大于10 000 m3，应按分层空调的形式进行气流组织设计，对展厅上部非空调区域，应采取自然或机械通风措施。分层空调是一种仅对室内下部人员活动区域进行空调，而对室内上部非人员活动空间进行通风排热的特殊空调方式，与全空间空调方式相比，分层空调夏季可节省冷量30%左右。

（5）大空间展厅的空调系统宜采用双风机系统，且送回风机（或排风机）宜根据空调负荷的变换进行变频调速控制。

（6）冬夏季空调系统运行时，宜根据空调区域的CO2 浓度控制空调系统的新风量。

（7）空调系统设计时不仅要考虑到设计工况，而且应考虑全年运行模式。在过渡季，空调系统采用全新风或增大新风比运行，可以有效地改善空调区的空气品质，大量节省能耗。双风机系统可以较好地实现过渡季节空调系统的全新风运行，推荐采用。空调系统采取的调控手段可分为水侧调控和风侧调控两类，为展厅服务的空调箱的风机功率往往较大，对风机进行变频调速控制具有较好的节能效果。

（8）空调季时间较长的地区，当经济技术分析合理时，宜设置能量回收装置。

3.主题乐园商店空调设计

主题乐园零售商店众多分散，有些商店分布在各个乐园展览建筑的出入口流线上，主题商店通常为独立的小单体建筑，每个零售商店面积较小，几十至一百多平方米，即使主题商店建筑面积一般也不会超过1 000 m2。对于主题乐园零售商业空调末端系统形式也多种多样，需要根据建筑规模、位置、层高、冷热源的基本形式等确定。

对于分散于各个游艺展览建筑单体内出入口处的商店空调末端，通常与展厅空调末端合用一个系统。

对于独立单体的主题商店空调末端，系统通常采用多联式空调系统或分体式空调。主要因为：独立单体主题商店往往位于主题乐园的中心位置，如果采用中央冷热源系统，则需要空调冷热水管供给该单体，管线需要直埋或设置管沟，对主题乐园总体景观影响较大，且日后管线维护难度大；而通常主题商店的建筑面积不大，总冷热负荷不大，采用分体或多联机系统在室外容易与主题包装结合，隐藏较好，不会对整体景观造成太大的影响，因此建议采用多联系统或分体空调系统。

主题商店的库房往往储藏大量毛绒玩具等乐园衍生品，需要保持干燥通风的环境，因此对于该库房的通风空调设计需要根据当地室外气象参数确定。对于干燥地区的库房，通常采用通风措施即可满足其要求；对于室外气候潮湿地区如华东、华南地区，夏季需要设置冷冻空调+通风措施，或者采用分散除湿机+通风措施，以保持室内空气干燥。

4.主题乐园餐饮建筑空调通风设计特点

餐饮建筑一般为1～2层建筑，使用时间具有明显的峰谷特征。餐厅建筑一般分为以下几大功能区：餐厅排队等候区，餐厅就餐区，厨房和工作人员用房。

1）餐厅排队等候区

对于热门主题乐园，在中午用餐高峰期，排队就餐的情况非常普遍，夏季室内空调冷负荷达到峰值，所以餐厅建筑的室内人员新风量及新风负荷在计算时需要考虑到排队就餐区域的人员新风需求及人员散热负荷。

2）餐厅就餐区

餐厅就餐区一般为大开间，空调系统一般为全空气空调系统，气流组织为顶送、顶回。餐厅就餐区人员密集，还有食物的散湿负荷，餐厅空调系统的湿负荷较大，空调系统在选型计算时需要考虑足够的去湿能力。

部分餐厅设置有室外就餐区，对于室外就餐区，需要考虑夏季的局部降温措施及冬季的局部供暖措施。如夏季设置室外风扇，冬季设置辐射供暖器等。

3）厨房

厨房区域根据厨房的工艺需求，设置热厨房排油烟系统、粗加工区的通风系统。厨房新风系统一般分为两套系统：岗位送风系统和排油烟补风系统。岗位送风系统提供经过处理后的室外新风，满足工作人员热舒适度需求。对于夏热冬冷和寒冷地区，为降低系统能耗，对于要求不高的厨房，排油烟补风系统可不经过处理，直接送入室内。对于寒冷和严寒区域，对厨房排油烟补风系统需要加热至5 ℃～10 ℃后再送入室内。

4）工作人员用房

工作人员用房一般为多个小房间组成，采用风机盘管+新风系统或者多联式空调热泵系统较适宜。

5.卫生间通风与空调设计

主题乐园内的卫生间主要分为两大类，一类为后勤服务卫生间，这类卫生间主要为员工服务，游客一般不会进入该卫生间；另一类为前场卫生间，该类卫生间主要为游客服务。一般后勤服务卫生间仅设置通风措施，而对于华东、南方等夏季高温潮湿的地区前场卫生间不仅需要设置通风措施，同时还需设置空调以提高游客的舒适度。通常卫生间空调采用风机盘管或分体空调、变制冷剂流量多联系统等方式。

设置空调的卫生间设计需注意以下几点：

（1）室内机回风口建议布置在空气较为干净的区域如洗手台（盆）区域，不宜布置在厕位区域，以避免脏空气吸入室内机再送至室内。

（2）排风口布置在厕位区域，使厕位区域形成负压，尽量避免脏空气由室内机的回风口吸入室内机。

（3）当卫生间排风量较大时，风机可以采用变频风机，在空调开启时，可以降低排风量。

6.各类游艺设施控制室、机房通风与空调设计

主题乐园如过山车、旋转木马、漂流、缆车等众多游艺设施，本身不需要考虑空调，但该类游艺设施的控制机房、强弱电间等需要考虑通风与空调。

1）控制室、强弱电间等通风与空调设计

通常游艺设施的控制室采用分体空调或小型变制冷剂流量多联系统，并辅助双向换气扇，以提高控制室人员的热舒适性。强弱电间通常设置通风措施即可满足要求。漂流设施的提升泵房往往设置在地下室，其机房的通风措施采用机械排风系统，利用地面检修口作为自然进风口的方式。

2）空压机房通风设计

在主题乐园内许多游艺设施工艺需要设置空压机房。众多空压机房分散在各个单体内或总体上，且空压机的输入功率往往均不大。空压机房的通风措施需要考虑以下几点：

（1）尽可能利用自然通风方式。由于众多空压机房往往设置在后场靠外墙的位置，因此建议采用外墙设置百叶的自然通风方式，既简单又节省工程造价。

（2）全封闭建筑内的空压机房采用机械通风系统。其通风系统主要包括空压机房的通风措施以及空压机工作时散热的通风措施。机房通风措施主要用于保证机房干燥，延长空压机使用寿命；而散热通风主要排出空压机工作时的大量散热。机房通风换气次数通常按4～6次/小时计算，空压机散热通风量需要根据空压机具体散热量确定。当小型空压机工艺无具体散热资料时，散热量可以按空压机输入功率的1.1～1.2倍估算。