第二炮兵某部文化活動(dòng)中心空調(diào)和防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)交流

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

關(guān)鍵詞： 置換通風(fēng)；地道風(fēng)；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(jiǎn)易禮堂處興建一座集文藝演出、電影放映、大型集會(huì)、文化娛樂(lè)為一體的大型多功能文化活動(dòng)中心。該活動(dòng)中心中部為單層，是一座擁有1200個(gè)座位的甲級(jí)歌舞劇場(chǎng)兼電影放映廳，其中池座900人，樓座300人，配有機(jī)械舞臺(tái)和升降樂(lè)池。四周為三層，布置有舞臺(tái)技術(shù)用房、演出服務(wù)用房、排練廳、保齡球室、健身房、能容納50人的舞廳、6個(gè)能容納30人的團(tuán)級(jí)會(huì)議室和一個(gè)貴賓室、以及文藝演出隊(duì)的化妝室、庫(kù)房和宿舍。舞臺(tái)和后臺(tái)下有一層地下室，布置有中央空調(diào)機(jī)房、變配電室和消防泵房等。共計(jì)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(chǎng)所使用方式和時(shí)間不同，為了使用靈活和節(jié)能運(yùn)行，以及不影響建筑外觀效果，采用了集中與分層、分室相結(jié)合的空調(diào)布置方案。

2.1 觀眾廳采用單風(fēng)道全空氣集中處理系統(tǒng)。安裝在舞臺(tái)兩側(cè)地下室內(nèi)的2臺(tái)TZK-25型組合式空氣處理機(jī)組，沿左右地下風(fēng)道對(duì)稱送入觀眾廳池座和樓座的座椅下，經(jīng)專門訂制的通風(fēng)型座椅送入觀眾廳。在觀眾廳吊頂內(nèi)設(shè)回風(fēng)口和回風(fēng)管，沿大廳前兩側(cè)左右回風(fēng)道回至地下室，與采集的室外新風(fēng)或地道風(fēng)混合后進(jìn)入空氣處理機(jī)組，經(jīng)過(guò)濾、加濕、冷熱處理后，再送入觀眾廳內(nèi)，實(shí)現(xiàn)空調(diào)置換通風(fēng)氣流組織方式。

2.2 舞臺(tái)采用單風(fēng)道全空氣集中處理系統(tǒng)。安裝在舞臺(tái)右側(cè)地下室內(nèi)的1臺(tái)TZK-30型組合式空氣處理機(jī)組，分左右兩側(cè)風(fēng)道送到舞臺(tái)后墻第一層天橋下和側(cè)臺(tái)上空。主臺(tái)采用可調(diào)球形旋流噴口和可調(diào)百葉風(fēng)口向斜下方送風(fēng)，根據(jù)演出劇情的需要可自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)的方向和角度。側(cè)臺(tái)采用固定方型散流器向下送風(fēng)?；仫L(fēng)口和回風(fēng)管設(shè)在舞臺(tái)后墻第二層天橋下，經(jīng)右側(cè)回至地下室，與采集的室外新風(fēng)或地道風(fēng)混合后進(jìn)入空氣處理機(jī)組，經(jīng)過(guò)濾、冷熱處理后，再送入舞臺(tái)內(nèi)。

2.3 觀眾廳和舞臺(tái)在過(guò)渡季節(jié)利用室外新風(fēng)進(jìn)行換氣，在冬季和夏季利用地道風(fēng)進(jìn)行換氣。地道風(fēng)來(lái)自營(yíng)區(qū)大型地下防空洞內(nèi)。利用地道風(fēng)還可保證在疫病防治期間采用全新風(fēng)運(yùn)行負(fù)荷的要求。在地道風(fēng)入口處設(shè)有中效型空氣凈化器和紫外線滅菌儀，確保了地道風(fēng)的清潔度。分別在觀眾廳和舞臺(tái)的上空安裝4臺(tái)帶消音器的低噪音耐高溫雙速軸流風(fēng)機(jī)，用于平時(shí)排風(fēng)、火災(zāi)時(shí)排煙。

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

2.5 網(wǎng)絡(luò)中心、健身房、舞廳、保齡球室和六個(gè)團(tuán)級(jí)會(huì)議室采用多聯(lián)機(jī)（VRV）空調(diào)系統(tǒng)，室內(nèi)機(jī)采用四周吹風(fēng)中間回風(fēng)卡式盤(pán)管，室外機(jī)放置在屋頂，室內(nèi)配套安裝了HRV全熱回收式新風(fēng)換氣機(jī)。

2.6 根據(jù)以往劇場(chǎng)使用反映的經(jīng)驗(yàn)，舞臺(tái)上空高達(dá)約25m，舞臺(tái)與觀眾廳前區(qū)有大功率舞臺(tái)燈和面光燈的照射，易形成舞臺(tái)區(qū)域冷熱空氣的上下對(duì)流，冬季舞臺(tái)上空的冷空氣會(huì)沿舞臺(tái)的后墻下降，沿舞臺(tái)臺(tái)面侵襲到舞臺(tái)演出區(qū)、樂(lè)池和池座的前區(qū)，使該區(qū)域的溫度場(chǎng)極不穩(wěn)定，使演員、樂(lè)隊(duì)和前區(qū)觀眾很不舒服。為此，在舞臺(tái)后墻安裝6組較大的銅鋁復(fù)合型散熱器，來(lái)攔截沿舞臺(tái)后墻下降的冷空氣進(jìn)行加熱，并在舞臺(tái)上空采取FBT-Q稀土復(fù)合墻體保溫材料對(duì)外墻進(jìn)行內(nèi)保溫。

3.空調(diào)冷、熱負(fù)荷和冷、熱源

3.1 為了節(jié)能，該文化活動(dòng)中心采用了外墻外保溫措施，保溫材料采用FBT-Q稀土復(fù)合墻體保溫材料，厚度60mm，耐火等級(jí)為A級(jí)，外掛花崗巖拋光墻板，以達(dá)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(fù)荷、熱負(fù)荷、濕負(fù)荷的計(jì)算是確定空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量和空調(diào)設(shè)備容量的基本依據(jù)。本工程夏季最大冷負(fù)荷為1107.8kW。其中中央空調(diào)系統(tǒng)部分為796kW，多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)部分為311.8kW。冬季最大熱負(fù)荷為1073.3kW。其中中央空調(diào)系統(tǒng)部分為761.9kW，多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)部分為311.4kW。

3.3 由于劇場(chǎng)和演出服務(wù)用房為間歇性使用，其它場(chǎng)所的使用時(shí)間和頻率也不盡相同，因此針對(duì)不同的場(chǎng)所采用了不同的冷熱源。并考慮因間歇運(yùn)行和不同時(shí)運(yùn)行所帶來(lái)的場(chǎng)所急劇溫升和溫降，以及場(chǎng)所之間的傳熱的影響，適當(dāng)加大單個(gè)區(qū)域的主機(jī)和末端設(shè)備性能參數(shù)，確保不同場(chǎng)所獨(dú)立運(yùn)行時(shí)所需的冷、熱量。

3.3.1 中央空調(diào)系統(tǒng)冷熱源選用兩臺(tái)RSA-130H型風(fēng)冷螺桿式冷水（熱泵）機(jī)組。每臺(tái)制冷量462kW（39.3萬(wàn)kcal/h），制熱量495kW（42.6萬(wàn)kcal/h）。實(shí)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(fēng)冷熱泵機(jī)組安裝在舞臺(tái)后側(cè)的配樓屋頂，機(jī)座加橡膠減振墊。

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

3.3.3 多聯(lián)機(jī)空調(diào)（VRV）系統(tǒng)的冷熱源采用風(fēng)冷熱泵型，夏季制冷、冬季制熱，選用冬季能在-10℃正常運(yùn)行的機(jī)組。本工程根據(jù)使用場(chǎng)所的功能和運(yùn)行時(shí)間不同，共安裝風(fēng)冷熱泵型室外機(jī)組7臺(tái)，室內(nèi)盤(pán)管機(jī)42臺(tái)。

4.空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

4.1 為了降低劇場(chǎng)噪聲，觀眾廳和舞臺(tái)均采用低速單風(fēng)道供、回風(fēng)系統(tǒng)。風(fēng)管采用隔音性能較好的節(jié)能型玻鎂復(fù)合風(fēng)管，在送風(fēng)道彎頭處設(shè)置復(fù)合消聲彎頭。為防止震動(dòng)和噪聲的傳導(dǎo)，盡量利用土建風(fēng)道。為防止冷熱損失過(guò)大，保證送風(fēng)的清潔度，土建風(fēng)道內(nèi)壁抹厚30mm的FBT-Q稀土復(fù)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(jià)，觀眾廳池座座椅下的送風(fēng)道由原定的1.8m架空現(xiàn)澆層現(xiàn)改為磚砌和預(yù)制混凝土風(fēng)道，主風(fēng)道沿中間和兩側(cè)人行道下布置，配風(fēng)道沿座椅下布置，并按座椅間距和位置排定，在地坪和臺(tái)階澆注時(shí)預(yù)埋好，安座椅時(shí)連接對(duì)正。配風(fēng)道縱斷面呈丫字型與主風(fēng)道銜接。池座下方利用三角空間作靜壓層，按座位預(yù)埋坐椅風(fēng)口。

4.3 為調(diào)節(jié)風(fēng)量和風(fēng)壓平衡，在觀眾廳地下配風(fēng)道進(jìn)口處安裝插板式調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)每個(gè)通風(fēng)型座椅下多孔柱腳的送風(fēng)量45～50m3/h、風(fēng)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(fēng)壓、風(fēng)量和風(fēng)速經(jīng)孔口出流計(jì)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(yùn)行，所以冷熱水采用一套循環(huán)水泵3臺(tái)（2運(yùn)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(yáng)程以冷水循環(huán)工況參數(shù)選取。

5.2 由于間歇運(yùn)行，系統(tǒng)會(huì)因靜置的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而使整個(gè)系統(tǒng)的水溫降至與環(huán)境溫度一致，這樣冬季劇場(chǎng)停用時(shí)間長(zhǎng)了管內(nèi)會(huì)凍結(jié)，而正真使用時(shí)又可能無(wú)法運(yùn)行。若采用放空方法，不但造成水的浪費(fèi)，而且操作麻煩。為此，在主循環(huán)泵側(cè)加一臺(tái)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(guò)小照樣會(huì)有凍結(jié)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(bǔ)水的可靠性和運(yùn)行的穩(wěn)定性，采用安在舞臺(tái)第三層天橋上的高位膨脹水箱補(bǔ)水和定壓。補(bǔ)水泵的開(kāi)停由膨脹水箱的水位傳感器自動(dòng)控制。補(bǔ)水采用自動(dòng)軟化器軟化水，并在總回水管上設(shè)電子除垢防垢儀，并對(duì)水箱和管件采取了保溫措施。

5.4 管道穿越防火墻時(shí)設(shè)阻火圈，穿越沉降縫時(shí)設(shè)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(chǎng)所的通風(fēng)措施

6.1 本工程為綜合性觀演、文化娛樂(lè)場(chǎng)所，除少部分附屬用房有直接對(duì)外開(kāi)啟的門窗外，多數(shù)場(chǎng)所為封閉型，因此平時(shí)使用期間的通風(fēng)方式以機(jī)械通風(fēng)為主，輔助于自然通風(fēng)。

6.2 新風(fēng)量的選取：觀眾廳按每座13m3/h，舞臺(tái)按舞臺(tái)空間的1次/h換氣次數(shù)，演出輔助用房按30m3/h.人，會(huì)議室、健身娛樂(lè)場(chǎng)所按45m3/h.人，貴賓室按50m3/h.人（有吸煙場(chǎng)所）。

6.3 主要場(chǎng)所的氣流組織：

觀眾廳：采用與中央空調(diào)相結(jié)合的方式，池座與樓座座椅下送風(fēng)，頂部?jī)蓚?cè)各設(shè)2臺(tái)加有消音彎頭的低噪音軸流排風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)置換通風(fēng)方式，排風(fēng)量15000m3/h。

舞臺(tái)：采用第一層天橋下送風(fēng)，在柵頂上設(shè)4臺(tái)加有消音彎頭的低噪音軸流排風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)低送上排的通風(fēng)方式，以利排除舞臺(tái)上空不清潔的空氣，排風(fēng)量為6000m3/h。

前廳、健身房、娛樂(lè)室和會(huì)議室：采用頂送頂排的換氣方式，利用HRV全熱回收新風(fēng)換氣機(jī)進(jìn)行通風(fēng)換氣，在冬季和夏季設(shè)定機(jī)組處于全熱交換狀態(tài)，在春季季節(jié)設(shè)定機(jī)組處于全面換氣狀態(tài)。

地下室設(shè)備用房：采用機(jī)械送風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)、定時(shí)通風(fēng)換氣方式，以保證地下設(shè)備場(chǎng)所不致于濕度太大，以及污濁空氣太濃而通過(guò)舞臺(tái)面和樂(lè)池串入舞臺(tái)表演區(qū)和觀眾廳。

7.主要場(chǎng)所的防排煙措施

7.1 建筑物發(fā)生火災(zāi)后，產(chǎn)生的煙氣對(duì)人的危害極大：一是使房間和通道能見(jiàn)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(shè)計(jì)防火規(guī)范》嚴(yán)格了對(duì)游藝娛樂(lè)場(chǎng)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(lè)場(chǎng)所，且政治意義重大，因此必須按規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)格的防排煙設(shè)計(jì)。

7.2 水平防火分區(qū)：按使用功能和火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)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(gè)防火分區(qū)：舞臺(tái)、觀眾廳、觀眾廳周邊、后臺(tái)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(duì)觀眾廳的周邊區(qū)域利用帶防火門的封閉樓梯間進(jìn)行了垂直分區(qū)，地下室設(shè)備用房與上部樓房之間采用防火門進(jìn)行了垂直分區(qū)。舞臺(tái)臺(tái)口與觀眾廳之間采用防火幕并配備水幕保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行防火分區(qū)。地下保齡球室有單獨(dú)對(duì)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(lè)場(chǎng)所。每層劃分兩個(gè)防煙分區(qū)，在走廊的中間設(shè)自動(dòng)下垂式擋煙垂壁，使每個(gè)防煙分區(qū)的建筑面積不超過(guò)500m2。觀眾廳按一個(gè)防煙分區(qū)進(jìn)行劃分。

7.5 防排煙方式：后臺(tái)的輔助用房利用可開(kāi)啟的外窗進(jìn)行自然進(jìn)風(fēng)和自然排煙。臺(tái)倉(cāng)、地下設(shè)備用房利用耐高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械送風(fēng)和排煙。舞臺(tái)、觀眾廳和觀眾廳周邊的封閉走廊利用門窗進(jìn)行補(bǔ)風(fēng)利用耐高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)行排煙。

7.6 排煙量：凡設(shè)有機(jī)械進(jìn)風(fēng)和機(jī)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(shè)計(jì)。

7.7 防排煙風(fēng)機(jī)：采用耐高溫消防雙速軸流風(fēng)機(jī)，并配帶防火閥，平時(shí)低速運(yùn)行用于通風(fēng)換氣，火災(zāi)時(shí)高速運(yùn)行用于排煙。

7.8 防排煙風(fēng)機(jī)、防火門、防火幕均與空調(diào)、消防設(shè)施進(jìn)行聯(lián)動(dòng)?；馂?zāi)時(shí)關(guān)閉空調(diào)設(shè)備，打開(kāi)防排煙設(shè)備，啟動(dòng)消防設(shè)備。

8.節(jié)能處理措施與自動(dòng)控制

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

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

8.2 前廳和左右門廳門口設(shè)阻擋室外空氣入侵的空氣幕。

8.3 在盛夏和嚴(yán)冬盡可能利用地道風(fēng)進(jìn)行新風(fēng)換氣，節(jié)能可達(dá)30%左右。

8.4 在安裝風(fēng)機(jī)盤(pán)管和多聯(lián)機(jī)空調(diào)器系統(tǒng)，尤其不能開(kāi)啟外窗的房間，安裝了HRV全熱回收新風(fēng)換氣機(jī)進(jìn)行新風(fēng)換氣，能量回收可達(dá)70%左右。

8.5 風(fēng)冷熱泵機(jī)組能根據(jù)回水溫度的變化實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變頻自動(dòng)控制。

8.6 空氣處理機(jī)組利用電動(dòng)三通溫度調(diào)節(jié)閥根據(jù)觀眾廳和舞臺(tái)回風(fēng)溫度的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)出表冷器的水量，實(shí)現(xiàn)對(duì)觀眾廳和舞臺(tái)的溫度自動(dòng)控制。

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

8.8 風(fēng)機(jī)盤(pán)管采用電子觸摸式調(diào)溫開(kāi)關(guān)。

8.9 多聯(lián)機(jī)的室外機(jī)均采用集成變頻技術(shù)，室內(nèi)機(jī)采用單機(jī)遙控自動(dòng)溫度控制技術(shù)。

8.10 熱泵機(jī)組和空氣處理機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)的設(shè)定和控制實(shí)現(xiàn)既可就地控制，又可遠(yuǎn)傳到三樓空調(diào)控制室內(nèi)集中控制。

9.結(jié)語(yǔ)

該文化活動(dòng)中心使用三年多來(lái)，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)冷、熱啟動(dòng)快，溫度調(diào)節(jié)穩(wěn)定，場(chǎng)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(duì)廣大官兵和演出單位對(duì)該工程的空調(diào)通風(fēng)使用效果非常滿意。整個(gè)工程先后榮獲中國(guó)人民解放軍總后勤部軍隊(duì)一等獎(jiǎng)、河南省城鄉(xiāng)建設(shè)優(yōu)秀勘察設(shè)計(jì)二等獎(jiǎng)和河南省優(yōu)秀工程勘察設(shè)計(jì)二等獎(jiǎng)。

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【文章編號(hào)】1006-2688（2016）03-0001-03

【作者簡(jiǎn)介】邵進(jìn)良（1964-），男，大學(xué)本科，高級(jí)工程師，二級(jí)注冊(cè)建筑師，注冊(cè)給排水設(shè)備師，三門峽市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院總工程師，從事建筑及水暖設(shè)計(jì)28年，已發(fā)表專業(yè)學(xué)術(shù)論文15篇，獲得國(guó)家實(shí)用新型專利3項(xiàng)。