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)交法交流

邵進(jìn)良

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

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)來自營區(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60m，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一130H型風(fēng)冷螺桿式冷水（熱泵）機(jī)組。每臺(tái)制冷量462kW（39.3萬kcal/h），制熱量495kW（42.6萬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l_Om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、文化娛樂場(chǎng)所，除少部分附屬用房有直接對(duì)外開啟的門窗外，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?。河^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舞臺(tái)面和樂池串入舞臺(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啟的外窗進(jìn)行自然進(jìn)風(fēng)和自然排煙。臺(tái)倉、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)。火災(zāi)時(shí)關(guān)閉空調(diào)設(shè)備，打開防排煙設(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)盤管和多聯(lián)機(jī)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(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)盤管采用電子觸摸式調(diào)溫開關(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

該文化活動(dòng)中心使用三年多來，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)。