第二炮兵某部文化活動中心空調(diào)和防排煙系統(tǒng)設計經(jīng)驗交流

摘 要：本文介紹了第二炮兵某部文化活動中心空調(diào)布置方案、冷熱源的選取、空調(diào)風系統(tǒng)、空調(diào)水系統(tǒng)、通風、防排煙，以及節(jié)能和自控等方面的設計方法和經(jīng)驗。

關鍵詞： 置換通風；地道風；氣流組織；節(jié)能

Air conditioning Second Artillery unit of cultural activity center and smoke control system design experience

Shao Jin-liang

Abstract：The design method and experience of the second artillery unit of cultural activity center air-conditioning layout scheme， cold and heat source selection， air system， air conditioning water system， ventilation and smoke control and energy saving and automatic control are introduced in this paper.

Key words：displacement ventilation；Tunnel wind；Air flow organization；energy conservation

1.工程概況

第二炮兵某部在拆除原簡易禮堂處興建一座集文藝演出、電影放映、大型集會、文化娛樂為一體的大型多功能文化活動中心。該活動中心中部為單層，是一座擁有1200個座位的甲級歌舞劇場兼電影放映廳，其中池座900人，樓座300人，配有機械舞臺和升降樂池。四周為三層，布置有舞臺技術用房、演出服務用房、排練廳、保齡球室、健身房、能容納50人的舞廳、6個能容納30人的團級會議室和一個貴賓室、以及文藝演出隊的化妝室、庫房和宿舍。舞臺和后臺下有一層地下室，布置有中央空調(diào)機房、變配電室和消防泵房等。共計占地面積2600m2，建筑面積8764m2，空調(diào)面積6652m2。

2.空調(diào)布置方案

本工程空調(diào)系統(tǒng)依據(jù)各功能場所使用方式和時間不同，為了使用靈活和節(jié)能運行，以及不影響建筑外觀效果，采用了集中與分層、分室相結合的空調(diào)布置方案。

2.1 觀眾廳采用單風道全空氣集中處理系統(tǒng)。安裝在舞臺兩側地下室內(nèi)的2臺TZK-25型組合式空氣處理機組，沿左右地下風道對稱送入觀眾廳池座和樓座的座椅下，經(jīng)專門訂制的通風型座椅送入觀眾廳。在觀眾廳吊頂內(nèi)設回風口和回風管，沿大廳前兩側左右回風道回至地下室，與采集的室外新風或地道風混合后進入空氣處理機組，經(jīng)過濾、加濕、冷熱處理后，再送入觀眾廳內(nèi)，實現(xiàn)空調(diào)置換通風氣流組織方式。

2.2 舞臺采用單風道全空氣集中處理系統(tǒng)。安裝在舞臺右側地下室內(nèi)的1臺TZK-30型組合式空氣處理機組，分左右兩側風道送到舞臺后墻第一層天橋下和側臺上空。主臺采用可調(diào)球形旋流噴口和可調(diào)百葉風口向斜下方送風，根據(jù)演出劇情的需要可自動調(diào)節(jié)送風的方向和角度。側臺采用固定方型散流器向下送風?；仫L口和回風管設在舞臺后墻第二層天橋下，經(jīng)右側回至地下室，與采集的室外新風或地道風混合后進入空氣處理機組，經(jīng)過濾、冷熱處理后，再送入舞臺內(nèi)。

2.3 觀眾廳和舞臺在過渡季節(jié)利用室外新風進行換氣，在冬季和夏季利用地道風進行換氣。地道風來自營區(qū)大型地下防空洞內(nèi)。利用地道風還可保證在疫病防治期間采用全新風運行負荷的要求。在地道風入口處設有中效型空氣凈化器和紫外線滅菌儀，確保了地道風的清潔度。分別在觀眾廳和舞臺的上空安裝4臺帶消音器的低噪音耐高溫雙速軸流風機，用于平時排風、火災時排煙。

2.4 男女更衣室、化妝室、舞臺機械操作室、南北門廳和貴賓室采用風機盤管系統(tǒng)，配套安裝了HRV全熱回收式新風換氣機。前廳采用吊頂式空氣處理機組，方型散流器頂送風，上回風。

2.5 網(wǎng)絡中心、健身房、舞廳、保齡球室和六個團級會議室采用多聯(lián)機（VRV）空調(diào)系統(tǒng)，室內(nèi)機采用四周吹風中間回風卡式盤管，室外機放置在屋頂，室內(nèi)配套安裝了HRV全熱回收式新風換氣機。

2.6 根據(jù)以往劇場使用反映的經(jīng)驗，舞臺上空高達約25m，舞臺與觀眾廳前區(qū)有大功率舞臺燈和面光燈的照射，易形成舞臺區(qū)域冷熱空氣的上下對流，冬季舞臺上空的冷空氣會沿舞臺的后墻下降，沿舞臺臺面侵襲到舞臺演出區(qū)、樂池和池座的前區(qū)，使該區(qū)域的溫度場極不穩(wěn)定，使演員、樂隊和前區(qū)觀眾很不舒服。為此，在舞臺后墻安裝6組較大的銅鋁復合型散熱器，來攔截沿舞臺后墻下降的冷空氣進行加熱，并在舞臺上空采取FBT-Q稀土復合墻體保溫材料對外墻進行內(nèi)保溫。

3.空調(diào)冷、熱負荷和冷、熱源

3.1 為了節(jié)能，該文化活動中心采用了外墻外保溫措施，保溫材料采用FBT-Q稀土復合墻體保溫材料，厚度60mm，耐火等級為A級，外掛花崗巖拋光墻板，以達到既節(jié)能防火，又美觀大方的效果。

3.2 空調(diào)房間的冷負荷、熱負荷、濕負荷的計算是確定空調(diào)系統(tǒng)送風量和空調(diào)設備容量的基本依據(jù)。本工程夏季最大冷負荷為1107.8kW。其中中央空調(diào)系統(tǒng)部分為796kW，多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)部分為311.8kW。冬季最大熱負荷為1073.3kW。其中中央空調(diào)系統(tǒng)部分為761.9kW，多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)部分為311.4kW。

3.3 由于劇場和演出服務用房為間歇性使用，其它場所的使用時間和頻率也不盡相同，因此針對不同的場所采用了不同的冷熱源。并考慮因間歇運行和不同時運行所帶來的場所急劇溫升和溫降，以及場所之間的傳熱的影響，適當加大單個區(qū)域的主機和末端設備性能參數(shù)，確保不同場所獨立運行時所需的冷、熱量。

3.3.1 中央空調(diào)系統(tǒng)冷熱源選用兩臺RSA-130H型風冷螺桿式冷水（熱泵）機組。每臺制冷量462kW（39.3萬kcal/h），制熱量495kW（42.6萬kcal/h）。實現(xiàn)夏季供冷水（出水7℃，回水12℃），冬季供熱水（出水60℃，回水50℃）。風冷熱泵機組安裝在舞臺后側的配樓屋頂，機座加橡膠減振墊。

3.3.2 多數(shù)廠家生產(chǎn)風冷熱泵機組在冬季溫度低于5℃后將因盤管融霜困難而影響春節(jié)前后溫度較低時段的空調(diào)供暖效果，而此時段正是影劇院使用的高峰期。為此，在地下空調(diào)機房安裝了一臺QTZQ-L-K-1.4型空調(diào)用湍流式汽-水換熱器，與熱泵機組串聯(lián)運行，利用營區(qū)供熱蒸汽鍋爐的蒸汽對空調(diào)循環(huán)水進行輔助加熱，并可切換單獨運行，改善了空調(diào)廠家靠電輔助加熱來滿足冬季供暖的不良工況。

3.3.3 多聯(lián)機空調(diào)（VRV）系統(tǒng)的冷熱源采用風冷熱泵型，夏季制冷、冬季制熱，選用冬季能在-10℃正常運行的機組。本工程根據(jù)使用場所的功能和運行時間不同，共安裝風冷熱泵型室外機組7臺，室內(nèi)盤管機42臺。

4.空調(diào)風系統(tǒng)

4.1 為了降低劇場噪聲，觀眾廳和舞臺均采用低速單風道供、回風系統(tǒng)。風管采用隔音性能較好的節(jié)能型玻鎂復合風管，在送風道彎頭處設置復合消聲彎頭。為防止震動和噪聲的傳導，盡量利用土建風道。為防止冷熱損失過大，保證送風的清潔度，土建風道內(nèi)壁抹厚30mm的FBT-Q稀土復合保溫材料和厚10mm的1：1水泥砂漿壓光。

4.2 為減少現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板工程造價，觀眾廳池座座椅下的送風道由原定的1.8m架空現(xiàn)澆層現(xiàn)改為磚砌和預制混凝土風道，主風道沿中間和兩側人行道下布置，配風道沿座椅下布置，并按座椅間距和位置排定，在地坪和臺階澆注時預埋好，安座椅時連接對正。配風道縱斷面呈丫字型與主風道銜接。池座下方利用三角空間作靜壓層，按座位預埋坐椅風口。

4.3 為調(diào)節(jié)風量和風壓平衡，在觀眾廳地下配風道進口處安裝插板式調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)每個通風型座椅下多孔柱腳的送風量45～50m3/h、風速0.15～0.3m/s的舒適度要求。座椅的多孔柱腳的孔數(shù)和孔徑是根據(jù)風壓、風量和風速經(jīng)孔口出流計算確定。

5.空調(diào)水系統(tǒng)

5.1 由于空調(diào)規(guī)模為中小型、系統(tǒng)間歇運行，所以冷熱水采用一套循環(huán)水泵3臺（2運1備）。因夏季空調(diào)冷水供回水溫差小，循環(huán)流量大，系統(tǒng)水流阻力大，所以循環(huán)水泵的流量和揚程以冷水循環(huán)工況參數(shù)選取。

5.2 由于間歇運行，系統(tǒng)會因靜置的時間過長而使整個系統(tǒng)的水溫降至與環(huán)境溫度一致，這樣冬季劇場停用時間長了管內(nèi)會凍結，而正真使用時又可能無法運行。若采用放空方法，不但造成水的浪費，而且操作麻煩。為此，在主循環(huán)泵側加一臺輔助循環(huán)泵，用于冬季非空調(diào)期間的防凍，輔助循環(huán)流量按系統(tǒng)水容積并保證最不利管段流速在0.6m/s左右選定，若流速過小照樣會有凍結的可能。

5.3 空調(diào)水系統(tǒng)采用雙管閉式系統(tǒng)，考慮到水系統(tǒng)的補水的可靠性和運行的穩(wěn)定性，采用安在舞臺第三層天橋上的高位膨脹水箱補水和定壓。補水泵的開停由膨脹水箱的水位傳感器自動控制。補水采用自動軟化器軟化水，并在總回水管上設電子除垢防垢儀，并對水箱和管件采取了保溫措施。

5.4 管道穿越防火墻時設阻火圈，穿越沉降縫時設金屬軟管節(jié)，并與大功率的演出燈具保持1.0m以上的安全距離。

6.主要場所的通風措施

6.1 本工程為綜合性觀演、文化娛樂場所，除少部分附屬用房有直接對外開啟的門窗外，多數(shù)場所為封閉型，因此平時使用期間的通風方式以機械通風為主，輔助于自然通風。

6.2 新風量的選?。河^眾廳按每座13m3/h，舞臺按舞臺空間的1次/h換氣次數(shù)，演出輔助用房按30m3/h.人，會議室、健身娛樂場所按45m3/h.人，貴賓室按50m3/h.人（有吸煙場所）。

6.3 主要場所的氣流組織：

觀眾廳：采用與中央空調(diào)相結合的方式，池座與樓座座椅下送風，頂部兩側各設2臺加有消音彎頭的低噪音軸流排風機，實現(xiàn)置換通風方式，排風量15000m3/h。

舞臺：采用第一層天橋下送風，在柵頂上設4臺加有消音彎頭的低噪音軸流排風機，實現(xiàn)低送上排的通風方式，以利排除舞臺上空不清潔的空氣，排風量為6000m3/h。

前廳、健身房、娛樂室和會議室：采用頂送頂排的換氣方式，利用HRV全熱回收新風換氣機進行通風換氣，在冬季和夏季設定機組處于全熱交換狀態(tài)，在春季季節(jié)設定機組處于全面換氣狀態(tài)。

地下室設備用房：采用機械送風、機械排風、定時通風換氣方式，以保證地下設備場所不致于濕度太大，以及污濁空氣太濃而通過舞臺面和樂池串入舞臺表演區(qū)和觀眾廳。

7.主要場所的防排煙措施

7.1 建筑物發(fā)生火災后，產(chǎn)生的煙氣對人的危害極大：一是使房間和通道能見度降低，不利于人員疏散；二是使人員中毒、窒息而喪失逃生的能力。新修訂的《建筑設計防火規(guī)范》嚴格了對游藝娛樂場所的安全防火措施。本工程為比較典型的大型多功能文化娛樂場所，且政治意義重大，因此必須按規(guī)定進行嚴格的防排煙設計。

7.2 水平防火分區(qū)：按使用功能和火災危險等級的不同，用防火墻、防火門和防火幕將各層水平方向分成5個防火分區(qū)：舞臺、觀眾廳、觀眾廳周邊、后臺附跨和地下保齡球室。

7.3 垂直防火分區(qū)：以每層劃分防火分區(qū)，對觀眾廳的周邊區(qū)域利用帶防火門的封閉樓梯間進行了垂直分區(qū)，地下室設備用房與上部樓房之間采用防火門進行了垂直分區(qū)。舞臺臺口與觀眾廳之間采用防火幕并配備水幕保護系統(tǒng)進行防火分區(qū)。地下保齡球室有單獨對外出口。

7.4 防煙分區(qū)：主要集中在觀眾廳周邊健身游藝娛樂場所。每層劃分兩個防煙分區(qū)，在走廊的中間設自動下垂式擋煙垂壁，使每個防煙分區(qū)的建筑面積不超過500m2。觀眾廳按一個防煙分區(qū)進行劃分。

7.5 防排煙方式：后臺的輔助用房利用可開啟的外窗進行自然進風和自然排煙。臺倉、地下設備用房利用耐高溫風機進行機械送風和排煙。舞臺、觀眾廳和觀眾廳周邊的封閉走廊利用門窗進行補風利用耐高溫風機進行排煙。

7.6 排煙量：凡設有機械進風和機械排煙的防煙分區(qū)分別按60m3/m2·h或換氣次數(shù)6次/h的排煙量設計。

7.7 防排煙風機：采用耐高溫消防雙速軸流風機，并配帶防火閥，平時低速運行用于通風換氣，火災時高速運行用于排煙。

7.8 防排煙風機、防火門、防火幕均與空調(diào)、消防設施進行聯(lián)動。火災時關閉空調(diào)設備，打開防排煙設備，啟動消防設備。

8.節(jié)能處理措施與自動控制

本工程空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能和自動控制措施主要有以下幾項：

8.1 建筑物圍護結構采用傳熱系數(shù)低的建筑材料和外墻外保溫結構體系，玻璃采用熱反射鍍膜玻璃，在舞臺的上空直接與室外接觸的外墻采用FBT-Q稀土復合保溫材料進行內(nèi)保溫法處理。

8.2 前廳和左右門廳門口設阻擋室外空氣入侵的空氣幕。

8.3 在盛夏和嚴冬盡可能利用地道風進行新風換氣，節(jié)能可達30%左右。

8.4 在安裝風機盤管和多聯(lián)機空調(diào)器系統(tǒng)，尤其不能開啟外窗的房間，安裝了HRV全熱回收新風換氣機進行新風換氣，能量回收可達70%左右。

8.5 風冷熱泵機組能根據(jù)回水溫度的變化實現(xiàn)無級變頻自動控制。

8.6 空氣處理機組利用電動三通溫度調(diào)節(jié)閥根據(jù)觀眾廳和舞臺回風溫度的變化自動調(diào)節(jié)進出表冷器的水量，實現(xiàn)對觀眾廳和舞臺的溫度自動控制。

8.7 觀眾廳及周邊的地下風道采用FBT-Q稀土復合保溫材料和水泥砂漿抹面，減少地下傳熱消耗。

8.8 風機盤管采用電子觸摸式調(diào)溫開關。

8.9 多聯(lián)機的室外機均采用集成變頻技術，室內(nèi)機采用單機遙控自動溫度控制技術。

8.10 熱泵機組和空氣處理機組的運行參數(shù)的設定和控制實現(xiàn)既可就地控制，又可遠傳到三樓空調(diào)控制室內(nèi)集中控制。

9.結語

該文化活動中心使用三年多來，空調(diào)通風系統(tǒng)冷、熱啟動快，溫度調(diào)節(jié)穩(wěn)定，場所噪音很小，空氣清新怡人，節(jié)能效果明顯，很好地保證了多次大型文藝演出效果，部隊廣大官兵和演出單位對該工程的空調(diào)通風使用效果非常滿意。整個工程先后榮獲中國人民解放軍總后勤部軍隊一等獎、河南省城鄉(xiāng)建設優(yōu)秀勘察設計二等獎和河南省優(yōu)秀工程勘察設計二等獎。

參考文獻

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【文章編號】1006-2688（2016）03-0001-03

【作者簡介】邵進良（1964-），男，大學本科，高級工程師，二級注冊建筑師，注冊給排水設備師，三門峽市規(guī)劃勘測設計院總工程師，從事建筑及水暖設計28年，已發(fā)表專業(yè)學術論文15篇，獲得國家實用新型專利3項。