荊州某學(xué)術(shù)報(bào)告廳空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

馬英子 鄭洪濤

1 中工武大設(shè)計(jì)研究有限公司

2 中國醫(yī)藥集團(tuán)聯(lián)合工程有限公司

本工程為某干部學(xué)院-學(xué)術(shù)報(bào)告廳項(xiàng)目。報(bào)告廳總建筑面積：13621.75 m2，建筑基底面積：6950.89 m2。地上3 層?？偨ㄖ叨龋?1 m。建筑功能主要是報(bào)告廳，輔助用房，休息室及設(shè)備用房等。建筑含有三個(gè)報(bào)告廳，200 座報(bào)告廳A，300 座報(bào)告廳B，及800 座大報(bào)告廳（兼做演出）。建筑效果圖如圖1：

圖1 建筑效果圖

1 中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)及空調(diào)負(fù)荷

室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)如表1 所示。

表1 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

本工程的空調(diào)負(fù)荷采用鴻業(yè)負(fù)荷計(jì)算8.0 軟件計(jì)算，得到夏季空調(diào)逐時(shí)逐項(xiàng)冷負(fù)荷最大值為1663 kW，冬季的熱負(fù)荷最大值為1205 kW。峰值出現(xiàn)在16:00附近。

1.2 空調(diào)冷熱源的選擇

綜合考慮到當(dāng)?shù)毓?jié)水及使用方在冬季使用時(shí)對(duì)空調(diào)溫度有較高的要求等因素，空調(diào)冷源采用兩臺(tái)制冷量830 kW（236RT）板管蒸發(fā)冷卻式冷水機(jī)組。蒸發(fā)冷卻式冷水機(jī)組無需冷卻水系統(tǒng)，系統(tǒng)COP 高，機(jī)組節(jié)能，節(jié)水，耗水量約為水冷的40%～50%。空調(diào)熱源選用兩臺(tái)額定供熱量50×104kcal/h（580 kW）超低氮真空熱水機(jī)組。熱水機(jī)組的熱效率≥94%，滿足國家有關(guān)節(jié)能規(guī)定[1]。

2 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置

本項(xiàng)目800 座大報(bào)告廳、報(bào)告廳A、B、等采用定風(fēng)量全空氣系統(tǒng)，空氣處理機(jī)組均設(shè)置在空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)[2]。輔助用房、休息廳等小空間區(qū)域采用風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)的系統(tǒng)形式。

其中800 座大報(bào)告廳觀眾廳區(qū)域建筑面積約825 m2，凈高最高為13.2 m，凈高最低為11.88 m。舞臺(tái)建筑面積約493 m2（包括側(cè)臺(tái)）。設(shè)計(jì)座位787 個(gè)。報(bào)告廳夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度26～28 ℃，冬季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度18～20 ℃。經(jīng)計(jì)算，報(bào)告廳冷負(fù)荷250 kW。舞臺(tái)冷負(fù)荷198 kW。觀眾廳區(qū)域選擇兩臺(tái)組合式空氣處理機(jī)組，空氣處理系統(tǒng)為一次回風(fēng)系統(tǒng)。新風(fēng)經(jīng)由風(fēng)井從室外取用，設(shè)計(jì)新風(fēng)量為9600 m3/h。空氣處理機(jī)組參數(shù)為風(fēng)量：30000 m3/h，Q冷=130 kW，Q熱=190 kW，機(jī)外余壓：350 Pa，N=11 kW（380 V），噪音≤65 dB(A)。大報(bào)告廳空調(diào)風(fēng)管平面布置詳見圖2、3。

圖2 一層空調(diào)風(fēng)管平面

圖3 二層空調(diào)風(fēng)管平面

大報(bào)告廳可設(shè)置的座椅送風(fēng)口（圖4）共有692個(gè)，選擇承重型座椅送風(fēng)柱TCD250，風(fēng)口同時(shí)可以作為座椅支撐。送風(fēng)氣流紊流度低，噪音小[3]。雙層活動(dòng)百葉回風(fēng)口設(shè)置在距離地面3 m 的側(cè)墻，并利用回風(fēng)夾道回風(fēng)。大報(bào)告廳的排風(fēng)采用頂排風(fēng)，排風(fēng)口設(shè)置在吊頂。舞臺(tái)及側(cè)臺(tái)區(qū)域建筑面積約503 m2，舞臺(tái)設(shè)備負(fù)荷約50 W/m2，舞臺(tái)最大計(jì)算冷負(fù)荷185 kW，冷指標(biāo)約367 W/m2。舞臺(tái)部分設(shè)置兩臺(tái)組合式空調(diào)機(jī)組，分設(shè)在舞臺(tái)兩側(cè)。氣流組織為中送下回，選用側(cè)面安裝16 個(gè)溫控球形噴口及4 個(gè)圓環(huán)形散流器送風(fēng)，溫控球形送風(fēng)方向可在30°范圍為調(diào)節(jié)，供熱向下轉(zhuǎn)動(dòng)，供冷向上轉(zhuǎn)動(dòng)。球形噴口在末端風(fēng)速為0.5 m/s 時(shí)等溫氣流運(yùn)行長(zhǎng)度不小于9 m。

圖4 座椅送風(fēng)口結(jié)構(gòu)示意圖

報(bào)告廳A、B 建筑面積分別為605 m2、416 m2，凈高8.5 m。采用定風(fēng)量全空氣系統(tǒng)，空氣處理機(jī)組設(shè)置在空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)。設(shè)計(jì)為上送下回空調(diào)系統(tǒng)，送風(fēng)口選用圓形旋流風(fēng)口，壓力損失小，送風(fēng)距離遠(yuǎn)。旋流風(fēng)口前豎管段上安裝與風(fēng)管相同尺寸的手動(dòng)對(duì)開多葉調(diào)節(jié)閥。旋流風(fēng)口的冬季的最大射流長(zhǎng)度在末端風(fēng)速為0.5 m/s 時(shí)不應(yīng)小于為5.5 m。

兩層通高層高過高的門廳采用明裝立式風(fēng)機(jī)盤管與自帶球形噴口的空調(diào)機(jī)組來實(shí)現(xiàn)分層空調(diào)控制，便于節(jié)能。明裝立式風(fēng)機(jī)盤管的冷凍水供回水管安裝在下一層吊頂內(nèi)。

空調(diào)水系統(tǒng)采用一級(jí)泵變流量?jī)晒苤葡到y(tǒng)，夏季空調(diào)供回水溫度7 ℃/12 ℃，冬季空調(diào)供回水溫度60 ℃/50 ℃?？照{(diào)水系統(tǒng)根據(jù)建筑平面布局及使用要求，水平管采用同程系統(tǒng)（局部異程），豎向立管采用異程。水系統(tǒng)環(huán)路的定壓補(bǔ)水采用水泵房?jī)?nèi)的定壓膨脹裝置進(jìn)行定壓補(bǔ)水。

3 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置

生活，消防及空調(diào)水泵房設(shè)置機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)量按換氣次數(shù)不小于6 次/h 計(jì)算。設(shè)有氣體滅火的變配電室，開閉所及弱電機(jī)房設(shè)置機(jī)械送排風(fēng)系統(tǒng)，平時(shí)通風(fēng)，在發(fā)生火災(zāi)后排除滅火氣體。機(jī)械排風(fēng)量按換氣次數(shù)不小于8 次/h 計(jì)算，通過門窗自然補(bǔ)風(fēng)?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，布置在管道上的電動(dòng)防火閥手動(dòng)或電動(dòng)關(guān)閉，并連鎖排風(fēng)機(jī)關(guān)閉。待氣體滅火完畢后，電動(dòng)或手動(dòng)打開電動(dòng)防火閥，并連鎖排風(fēng)機(jī)開啟，排除滅火氣體。變配電房的排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置上、下排風(fēng)口。上排1/3，下排2/3。半地下室停車庫建筑面積小于1000 m2，設(shè)計(jì)平時(shí)機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)量按6 次/h，3 m 層高計(jì)算。停車庫設(shè)置若干個(gè)CO 濃度探測(cè)器，聯(lián)鎖送排風(fēng)機(jī)運(yùn)行。當(dāng)CO 濃度大于28 mg/m3時(shí)，自動(dòng)開啟送排風(fēng)風(fēng)機(jī)，當(dāng)CO 濃度小于20 mg/m3時(shí)，關(guān)閉送排風(fēng)機(jī)。

4 防排煙系統(tǒng)

本報(bào)告廳沒有防煙樓梯間，封閉樓梯間均滿足自然排煙條件，開窗面積及固定窗設(shè)置均滿足《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB51251-2017 的要求。各房間、內(nèi)走道優(yōu)先采用自然排煙，協(xié)助建筑專業(yè)考慮設(shè)置自然排煙窗。不滿足自然排煙要求的房間采用機(jī)械排煙。排煙風(fēng)機(jī)及補(bǔ)風(fēng)風(fēng)機(jī)均設(shè)置在機(jī)房?jī)?nèi)。以大報(bào)告廳為例，大報(bào)告廳觀眾區(qū)設(shè)置兩套排煙系統(tǒng)，分別為觀眾廳及舞臺(tái)區(qū)域服務(wù)。觀眾廳、舞臺(tái)的凈空高度均大于6.0 m 報(bào)告廳每個(gè)防煙分區(qū)的排煙風(fēng)機(jī)的風(fēng)量為133200 m3/h，單個(gè)排煙系統(tǒng)設(shè)置了2 個(gè)排煙口，單個(gè)排煙口最大允許排煙量按照《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB51251-2017 第4.6.14 條文規(guī)定計(jì)算如下：

式中：Vmax為單個(gè)排煙口最大允許排煙量，m3/s；r 為排煙位置系數(shù)，當(dāng)風(fēng)口中心點(diǎn)到最近墻體的距離≥2 倍的排煙口當(dāng)量直徑時(shí)取1.0，當(dāng)風(fēng)口中心點(diǎn)到最近墻體的距離＜2 倍的排煙口當(dāng)量直徑時(shí)r 取0.5，當(dāng)吸入口位于墻體上時(shí)，取0.5，本項(xiàng)目r 取0.5；db為排煙系統(tǒng)吸入口最低點(diǎn)之下煙氣層厚度，m，本項(xiàng)目db取值4 m；T 為煙層的平均絕對(duì)溫度，K；To為環(huán)境的絕對(duì)溫度，K，本項(xiàng)目To取值為29。

煙層平均溫度與環(huán)境溫度的差ΔT 按下式計(jì)算：

取K=1，Q=2.5 MW，計(jì)算得：ΔT=26.73 K。則煙層的平均絕對(duì)溫度T=293+26.73=320 K。最后代入單個(gè)排煙口最大允許排煙量計(jì)算公式，得Vmax=20.2 m3/s=72720 m3/h。

由于2×72720 m3/h=145440＞133200，故每個(gè)排煙系統(tǒng)設(shè)置兩個(gè)排煙口滿足要求。

5 項(xiàng)目特點(diǎn)及設(shè)計(jì)總結(jié)

學(xué)術(shù)報(bào)告廳采用承重型座椅送風(fēng)柱置換通風(fēng)，回風(fēng)利用觀眾廳兩側(cè)的回風(fēng)夾道。最初設(shè)計(jì)要求座椅送風(fēng)口的孔洞在階梯結(jié)構(gòu)施工時(shí)預(yù)留洞口，但是施工單位不同意此方案。原因是預(yù)留孔洞太多，建筑結(jié)構(gòu)在施工時(shí)存在誤差，孔洞預(yù)留尺寸誤差累計(jì)，有些座椅在最后不能安裝到位。經(jīng)反復(fù)商量，最后采用扎制鋼筋的間隔控制在200 mm 以上，扎制鋼筋時(shí)針對(duì)性的預(yù)留穿洞的空間，等座椅到位后現(xiàn)場(chǎng)開孔。

后期在與施工單位探討這個(gè)問題時(shí)，筆者認(rèn)為以后此類的設(shè)計(jì)，也可以考慮座椅送風(fēng)口不采用座椅承重型，讓送風(fēng)口與座椅分開，這樣則可以帶來安裝上的方便。