工程概况 山西大剧院位于山西省太原市长风街以南，新晋祠路以东长风商务区内，文化岛中部，北部与山西图书馆毗邻，南部太原博物馆毗邻，西部为市府东路，东部为文化岛中心广场。主要功能有1个1628座主剧场，1个1170座音乐厅和1个458座多功能小剧场及配套设施和展览大厅、屋顶观景厅等公共活动空间。总建筑面积73133.82m
工程概况
山西大剧院位于山西省太原市长风街以南，新晋祠路以东长风商务区内，文化岛中部，北部与山西图书馆毗邻，南部太原博物馆毗邻，西部为市府东路，东部为文化岛中心广场。主要功能有1个1628座主剧场，1个1170座音乐厅和1个458座多功能小剧场及配套设施和展览大厅、屋顶观景厅等公共活动空间。总建筑面积73133.82m 2 ，其中地上建筑面积为70148.49m 2 ，地下建筑面积为2985.33m 2 。总建筑高度56.85m，平台下一层，局部三层，平台上六层，局部十层。空调总冷负荷为8125kW，冷负荷指标为91.2w/m 2 ，总热负荷为6582kW，热负荷指标为90w/m 2 。
图1 大剧场
2.1
室外设计计算参数（太原地区）
夏季空调室外计算干球温度：30.8℃
夏季空调室外计算湿球温度：23.6℃
夏季通风室外计算温度：28℃
冬季空调室外计算温度：-13℃
冬季通风室外计算温度：-6℃
冬季采暖室外计算温度：-11℃
最冷月平均室外计算相对湿度：49%
最热月平均室外计算相对湿度：74%
冬季室外平均风速：2.2m/s
夏季室外平均风速：1.9m/s
当地夏季大气压：91.96KPa
当地冬季大气压：93.33KPa
2.2
室内设计计算参数
表1 通风室内设计计算参数
表2 空调室内设计计算参数
3.1
空调冷热源
总冷负荷为8125kW，冷指标为111W/m 2 ，设置螺杆式冷水机组一台，制冷量为865kW(246RT)，设离心式冷水机组三台，每台制冷量为1934kW(550RT)，同时使用系数为0.820，单位面积装机容量为91W/m 2 ，夏季提供7℃~12℃冷水供空调系统使用。
冬季总热负荷为6582kW，空调热源来自城市集中供热管网，一次热媒为130℃~70℃高温水，经设于本建筑热交换站内的热交换器制取60℃～50℃温水供冬季空调系统使用，热交换站内设置水-水板式换热器三台，每台供热量2715kW。
3.2
空调水系统
空调水系统采用分区双管制系统，大剧场、小剧场、音乐厅、排练厅、演播厅、录音录像室空调水系统为内区双管制系统，其余空调水系统均为外区双管制系统。内区双管制系统分别设置供冷分集水器和供热分集水器，冬季供热管与夏季再热管合用管道，可实现内区双管制系统提前供冷以及必要时的冬季供冷要求。空调水系统采用一次泵水系统，异程式布置，冷热水泵均配置变频调速装置。
3.3
空调风系统设计
大剧场面积5774m 2 ，观众厅座位数为1653座，观众厅体积V=20177m 3 ，.观众厅空调机组总风量为109490m 3 /h，换气次数为5.43次/h；音乐厅面积1389m 2 ，观众厅座位数为1155座，观众厅体积V=17397m 3 ，观众厅空调机组总风量为72597m 3 /h，换气次数为5.03次/h。为解决池座与楼座的竖向温差问题，主剧场观众厅及音乐厅空调系统均采用全空气单风道低速送风系统并各分设多个空调系统，空调机组均采用单风机组合式空调机组，夏季可实现制冷、再热过程，冬季可实现制热或制冷过程，冬季可利用新风供冷。气流组织采用置换型下送上回方式，送风至地板下静压仓，经每个座椅下设置的带均流孔板的座椅送风口低风速均匀送出，夏季室内温度24℃，送风温差≤3.5℃。冬季室内温度21℃，送风温差≤4℃，柱脚座椅送风口送风速度≤0.2m/s，足踝处风速≤0.15m/s，送风口设有均流稳流装置，人体脚踝处无吹风感，回风设于观众厅吊顶上。由于热气流上升，高位区温度较低位区要高，为满足观众的舒适度要求，在设计时，高位区每座风量略高于低位区，系统运行时，空调系统可对按高度划分的系统分别设定送风量和送风温度。
舞台设置4套空调系统，新、排风比例可根据舞台正压要求进行调节，保证舞台与观众厅风量的平衡，防止幕布偏移。主舞台演员区风道设于主舞台两侧，风道上设有下送风口和侧向喷口送风，每个风口上设置电动调节阀，控制装置设于侧舞台的电气控制室，可根据演出幕布使用情况调节侧送或下送风口，以不吹动幕布为准。台仓送风口主要设于演员入口位置和检修人员停留区。
图2 6.4层高平面图
图3 6.4音乐厅
图4 冷冻站平面施工图-Model
小剧场面积2009m 2 ，剧场观众席座位数482个，观众厅体积V=7205m 3 ，总送风量为45875m 3 /h，换气次数为6.37次/h，观众厅设两套空调系统，小剧场为多功能剧场，座椅为活动式，气流组织采用上送下回式，送风口为温感可控旋流风口，冬夏季送风气流可调，回风口设于剧场两侧墙下部。
演播室、录音、录像室、排练厅为全空气单风道低速送风系统，气流组织为上送上回式，空调机组主要功能段同剧场，送风口采用温感可控散流器送风口或温感可控旋流风口。夏季可实现制冷，再热过程，冬季可实现制热或制冷过程，冬季可利用新风供冷。
各剧场休息厅、咖啡厅、中厅、展览大厅、.琴房等均为全空气单风道低速送风系统，服装间、化妆间、办公等为风机盘管加新风系统。钢琴库设风冷热泵恒温恒湿独立空调系统。楼宇控制室、监控室、电气控制室、值班室、安保室等设置风冷热泵多联分体空调系统。
3.4
采暖系统设计
本工程建筑设计有三处中庭，建筑中厅16.4m，大剧场中厅20m，音乐厅中厅20m，为解决自然形成的温度梯度问题，在0.00层休息厅，6.4m展览厅、.咖啡厅，大剧场、音乐厅16.4m入口大厅设置低温热水地板辐射供暖系统，采暖热媒来自冬季空调热水系统，热媒温度为60℃~50°C。
为防止舞台冷气流下降造成大幕偏移，在舞台后墙设置散热器。
在外门上部均设置电热风幕，以减少室外冷、热风的侵入。
本建筑设有大量的玻璃幕墙，为解决冬季大面积玻璃幕墙的结露问题，在部分幕墙边布置一排卧式暗装风机盘管，沿幕墙向下吹热风，在某些层次平顶内侧布置垂直于幕墙的喷口送风口。为减少太阳辐射得热量，玻璃幕采用了双银Low-E中空玻璃。
3.5
通风系统设计
面光室、追光室、耳光室灯具发热量大，均设置单独的机械排风系统。换气次数15次～20次/h，排风口直接设于灯光发热处，排风机设于屋顶，补风由面光、追光室与观众厅的开口处补入，排风机均设变频控制，根据室内压力要求，排风量与空调新风量匹配，保持观众厅风量平衡。
大、小剧场舞台顶部均设置机械排风系统，补风来自舞台空调系统，送排风机均变频控制，根据舞台压力要求平衡风量。
展览厅、休息厅、咖啡厅、排练厅、演播室等全空气系统场所均设置机械排风系统，过渡季，空调系统全新风运行时，排风机运行。
3.6
监测与控制系统设计
大剧院空调通风系统及及热交换系统均采用直接数字式集中监测控制系统，既满足人员舒适度要求又达到节能目的。主要监控要求如下：
温湿度控制：根据露点温度控制冷却盘管两通阀开度，根据送风温度控制加热器或再热器两通阀开度。采用座椅下送风方式时，空调夏季送风温度设定值为21℃，冬季送风温度设定值为17℃，设定值可根据池座、楼座温度要求进行适当调整，送风温差≤4℃，冬季通过调节加湿器电动阀的开度来保证其设定值。
风机，风门控制：演出前2小时，风机启动，进入预热预冷工况，关闭新风阀，回风阀全开，风机低速运行。观众进场后，冬夏季，新风阀预设最小开度，同时根据回风CO 2 浓度，调节新风阀开度，设于屋顶的面光、追光室等处排风机运行并根据新风量或空调区正压要求调节排风量，过渡季系统所需新风大于最小新风量时，根据新风.送风温度值，自动调节新风.回风风阀的开度，开启对应空调机组设置的排风机，屋顶排风机高速运行，±0.00层排风机根据新风量变化变频调速运行以满足空调区正压值要求。空调区发生火灾时，关闭回、排风阀、排风机停止运行，空调机组风机高速(马达频率重新设定)运行，直流消防补风。
3.7
消声减振设计
本工程将声学、噪声振动控制作为专项设计，大剧场观众厅，音乐厅座椅送风消声静压仓、土建回风道消声保温，机房隔声，空调通风系统消声设计，噪声、振动控制均由声学专项设计单位配合完成设计，消声减振措施如下：
制冷机房、热交换站、锅炉房、大型空调机房设于地下层或顶层，尽量远离剧场等空调场所。
冷水机组，水泵，空调机组，冷却塔，通风机等机械设备均设置减震台座或减震支吊架。设备的风管进出口，水管进出口均采用柔性连接。
空调机组，通风机，水泵配置高效率，低噪声风机和电机，空调机组箱体采用内贴50mm厚发泡聚氨脂保温消声高强度面板。平时使用的送排风机箱体内面均贴50mm厚玻璃纤维消声材料。
空调送回管路上设置消声器，消声弯头，消声静压箱多种消声措施，空调机房内风管消声后管道保温层外包石棉板，防止噪声再传入。
钢琴房采用全空气系统，各室支风管加消声器，避免产生管道串声。
通过空调机房，冷冻站，通风机房等有振动和高噪声房间的风道和水管采用弹性减震支吊架。
气流再生噪声主要与流速有关，合理控制流速可有效地降低气流噪声，降低消声降噪难度，剧场，排练厅，演播室等空调系统，机房内管内风速≤7m/s，竖风道风速≤5.5m/s，支风道风速≤3m/s。
空调机房，冷冻机房，通风机房内壁表面贴50mm厚玻璃棉毡，门为隔音门。
i静压仓作法及要求：首先静压仓内表面采用水泥砂浆密封防潮处理，避免送风过程中漏风和尘土、潮气等污染送风，同时防止由于存在潮气造成静压仓内发生霉变.，然后粘贴100mm厚蜜胺海面，蜜胺海面须粘贴牢固，在4m/s的风速下不脱落，施工时须从静压仓内侧开始，向外侧边缘后退施工，所有内表面均须粘贴，接缝处须严密不得漏风。
3.8
排烟系统设计
音乐厅，大、小剧场观众厅、舞台、台仓均设有机械排烟系统。剧场着火时，由消控中心发出指令，关闭空调机组回风防火阀及回风电动风阀、排风防火阀及排风电动风阀，排风机停止运行，新风阀全开，空调机组直流消防补风，排烟风机投入运行。排烟温度达到280℃时，排烟风机前设置的排烟防火阀关闭，并联动排烟风机及补风系统停止运行。大剧场排烟量计算如下：
大剧场观众厅排烟量按13次/h换气计算，在36.4m结构层中设置高温排烟风机四台。
大剧场主、侧舞台排烟量按4次/h换气计算，大剧场后舞台排烟量按6次/h换气计算。
大剧场台仓排烟量按6次/h换气计算。
山西大剧院建筑造型独特、空间复杂，暖通专业结合剧场建筑的特点，重点解决了建筑内外区分别供冷供热问题；高大空间建筑的气流组织、竖向温差问题；观众厅、舞台的风压平衡问题；相对于其它建筑更为严格的消声减振问题；玻璃幕墙的防结露、防辐射问题及自动控制、消防排烟等问题。
