文章摘自2015年2月版CIBSE杂志安迪·皮尔森著。
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位于利物浦的普通人剧院的四个名为约翰、保罗、乔治和林戈的通风烟囱是环境策略的中心，在斯特灵奖上赢得了评论家的喝彩。
评委们对今年RIBA斯特林奖得主的表彰清楚地表明，Waterman建筑服务公司的低能耗服务策略——和霍沃斯·汤普金斯引人注目的建筑一样——是他们决定将年度最佳建筑奖授予利物浦的Everyman剧院的原因。他们称赞其“自然通风的礼堂”，称赞其使用混凝土迷宫来“供应和排出空气”，并形容该设计“特别可持续”。
对于设计团队来说，评审的意见应该是意料之中的;从一开始，可持续性就成为新建筑概念的一部分。最初的普通人剧院于1964年开业，由一座19世纪教堂的外壳改造而成。然而，随着时间的推移，这个备受喜爱的机构的结构严重恶化，而用户日益增长的需求意味着空间不再可行。最初的计划是在新的场地上建造一个更大的剧院，但Haworth Tompkins成功地通过重用现有的紧凑的希望街场地来保持重要的连续性。
为了容纳1610平方米的新建筑，现有结构的外壳被小心地拆除，让大部分教堂的砖被回收用于剧院的重生。Haworth Tompkins设计了新的普通人剧院，从建筑中获得尽可能多的功能，同时结合了它的前身最受欢迎的功能——所有这些都在一个相似的体量中。其结果是，建筑的公共空间——包括门厅和酒吧被安排在一系列半层的楼层中，设置在周边，创造出建筑师描述的从街道到礼堂的连续蜿蜒的长廊。
除了主礼堂和餐饮空间，Haworth Tompkins还设法在许多创意空间中设置了排练室、工作室、视听工作室、作家室和社区工作室。从外部看，最引人注目的建筑特征是剧院朝西的主立面，以及位于屋顶上的四个巨大的圆柱形烟囱。引人注目的西立面由105个可移动的铝制遮阳伞组成。这些雕塑排成三排，沿着立面的长度排列，每一排都有一幅当代利物浦居民的真人大小的肖像，由金属板切割而成。
相比之下，北、东、南立面的内敛红砖有助于建筑与周边建筑和谐相处。同样的红砖也被用来形成四个巨大的烟囱，这是礼堂自然通风系统的关键组成部分。400个座位的礼堂位于4690平方米建筑的中心，字面上和隐喻上都是如此。它被设计成容纳一个“推力”舞台(一个延伸到观众的舞台)，它被三面座位包围，重现了老Everyman剧院的亲密感。这种熟悉感通过使用从原剧院回收的砖来增强，这些砖暴露在新礼堂的墙壁上。
除了给礼堂一个破旧、舒适的氛围，回收的砖增加了空间的热质量，作为剧院通风策略的一部分。“客户想要一个非常非常可持续的、低能耗的剧院，所以自然通风被视为显而易见的解决方案，”Waterman's建筑服务总监乔纳森·珀塞尔(Jonathan Purcell)说。他负责为剧院礼堂无窗的人工环境开发通风解决方案。“我们必须找到一种方法，让这个本质上是黑盒子的东西通风。”
冷却的摊位
根据Purcell的说法，设计团队对礼堂通风策略的目标是，“为空气在低层进入空间提供一个漂亮、干净、扫过的路径，然后遇到很少的阻力，因为它允许在礼堂从低层上升到高层;最后，提供一条通过屋顶烟囱的简单路线。”因此，新鲜空气通过Arad街的入口卢浮宫进入建筑，这是建筑后面一条安静的道路。然后，它通过声波衰减器，进入一个巨大的混凝土包裹的静压室，该静压室建在剧院舞台后面的工作区下面。Purcell解释说:“我们有一个巨大的混凝土洞，与地面接触，我们用它来冷却夏天供应的空气，在它进入礼堂之前。”从这里，空气通过舞台下方，通过二级衰减器，进入马蹄形的静压室，静压室位于礼堂墙壁上排列成一排排的座位下方。
新鲜空气最终通过座位下方的穿孔格栅进入礼堂。观众和剧院照明散发出的热量增加了空气的浮力，使其通过照明门上升到2.5米高的声衰减排气空气室。一个巨大的管道，它自己折叠起来，然后把空气从全体会议中输送到四个百叶窗烟囱——设计团队给它们起了个绰号叫约翰、保罗、乔治和林戈——在那里空气被耗尽。为了使该系统有效工作，沃特曼公司必须产生足够的浮力，驱动足够数量的空气通过礼堂，以保持观众的舒适环境。
进风口的大小和位置是确定的-其尺寸由街道、地下室和底层楼板水平确定。《建筑物条例》要求，容纳450人的观众，加上40名工作人员和演员，每人的新鲜空气量为每秒10升，并将最少的送风量定为每秒5立方米。因此，Waterman’s在开发礼堂通风解决方案时唯一开放的变量是调整四个烟囱的高度和直径，以产生一个能够保持良好空气质量和从空间中散发热量的解决方案。照明是礼堂内最大的热源。舞台上安装了140千瓦的照明，其中大约65千瓦在演出期间随时会亮起。居住者和其他热源提供另外50kW的热量。Purcell解释说:“我们做了大量的建模工作，以确定入口和烟囱顶部之间所需的尺寸、开放区域和高度，以驱动堆栈效应，将空气拉过礼堂。”
对设计团队来说幸运的是，这些早期建模研究表明，5m3/s的新鲜空气需求足以冲走礼堂中115kW的热量。在设计开发过程中使用了热动力学模拟模型来评估礼堂全年的内部条件。冷却方案在5月到9月之间建模，以观察温度峰值发生在哪里。Purcell说:“一旦我们发现了这一点，我们就使用计算流体动力学(CFD)来模拟这些特定时刻的空间。”热质量有助于在夏天保持礼堂凉爽。“CFD模型预测，由于热质量的影响，温度将下降2.5摄氏度到3.0摄氏度，”Purcell说。除了混凝土进气口，25000块从旧剧院回收的砖排列在观众席上，显著增加了空间的热质量。
Purcell说:“礼堂外壳中唯一轻质的部分是屋顶结构，但我们并不太担心这一点，因为一旦空气上升到很高的水平，它就会被烟囱排出礼堂。”夜晚的冷却策略有助于在夏天清除入口静压室和礼堂结构的热量。礼堂的造型也突出了上层画廊座位周围空气流动不足的问题。Purcell说:“当我们模拟空气流动时，我们发现它完全绕过了通道。”舞台前面的“呕道”(座位之间的入口)和走廊下面的走廊，意味着不可能从倾斜座位下面的全会室到走廊创造一条新鲜空气的路径。相反，在与自然通风策略的一个小偏差中，一个小型低速转移风扇被用来驱动空气通过管道系统，该系统连接了画廊下面的小静压室和主礼堂座位下面的大静压室。
通过详细的建模，向Waterman's展示了自然通风策略足以使礼堂全年保持舒适的环境。然而，剧院的受托人对此表示怀疑，并寻求额外的冷却措施的保证，以防止自然通风无法保持观众的舒适。因此，两个空气处理单元(ahu)连同与空气源热泵相连的直接膨胀冷却系统被隐藏在舞台下方的静压箱中。这些都还没有被需要。Purcell说:“去年是有记录以来最热的一年，剧院全年都是完全依靠自然通风，不需要制冷，甚至在周六的日场也不例外。”
地下室和高层礼堂内的一系列执行器控制阻尼器调节通过礼堂的气流。在冬天，通过二氧化碳和温度传感器，新鲜空气率保持在最低限度。“当你有来自观众和剧院照明的热负荷时，空间就不需要加热了，”Purcell说。然而，设计师们巧妙地利用了AHU在冬季演出前对礼堂进行预热——反转冷却热泵使单元能够在不需要运行锅炉的情况下提供加热。基于阈值温度的全自动控制系统调节气流。
后台
除了礼堂，低能耗的服务策略意味着作为排练室的社区室和主排练室也自然通风。社区房间的通风系统类似于主礼堂的通风系统，街道上的进风口将空气通过一系列的地板格栅输送到空间中，空气通过两个屋顶烟囱排出。然而，与主礼堂不同的是，该房间还包括沟槽加热，在冬季预先加热进入的空气。主排练室通过安装在屋顶上的捕风器进行通风，从空间中提供和提取空气。房间的通风通过通往Arad街立面的露台门进行补充，同时辐射板为房间提供热量。门厅也通过前立面的滑动窗自然通风。来自这些空间的热空气上升，通过一个大的采光井排出建筑。唯一进行机械通风的主要空间是地下室小酒馆(见图2，排练空间和门厅的横截面)。
门厅和酒吧的太阳能增益和眩光被105个真人大小的人像百叶窗保持在最低限度。遮阳板围绕一个中心轴旋转，使用者打开窗户，手动移动遮阳板，然后锁定它的位置。在实践中，这意味着每个屏幕在一天的不同时间以不同的角度设置，以创建一个动态的立面。
项目团队
- 客户:利物浦和默西塞德剧院信托
- 师:霍沃思汤普金斯
- 服务工程师:Waterman Building
- 声学工程师:Gillieron Scott声学设计
- 结构工程师:Alan Baxter Associates
- 问:加德纳和西奥博尔德
- 戏剧顾问:Charcoalblue
- 承包商:Gilbert-Ash
成本
- 基本建筑成本:2300英镑/平方米
- 服务成本:£500 / m
BREEAM数据
[摘自Haworth Tompkins BREEAM案例研究]
- 预测用电量:86.76KWh/m2
- 预计化石燃料消耗:186.51千瓦时/平方米
- 预计热电联产能:29.18千瓦时/平方米
- 雨水收集提供的WC用水量预测百分比:45%
低影响施工
- 拆卸废物:90%以上回收
- 建筑废物:89%回收再造
现场的能源和水的使用，以及运输到现场的影响，都进行了监测。一位现场的生物多样性斗士确保现有的动植物不会受到伤害。