大空間建筑空調(diào)用整體靜壓箱的設(shè)計(jì)及施工

王小青

廈門(mén)真愛(ài)家環(huán)境工程有限公司（361000）

1 大空間建筑的發(fā)展史

在20年前，空間高度大于5 m，體積大于1萬(wàn)m2的建筑被稱(chēng)為大空間。在公用民用建筑方面主要是指影劇院、音樂(lè)廳、大會(huì)堂、體育館等建筑。

1980年以來(lái)，由于建筑技術(shù)的進(jìn)步（結(jié)構(gòu)、環(huán)境設(shè)計(jì)等），人們休閑時(shí)間的增加，對(duì)文化生活的需求有了很大的增長(zhǎng)，故公共民用建筑的規(guī)模日趨龐大。從建筑形態(tài)來(lái)說(shuō)，不拘一格，造型多樣化。從功能來(lái)說(shuō)要求靈活。此外，甚至追求“一種空間、兩種效果”的要求，即可開(kāi)啟式大空間建筑，首先實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想的超大型建筑是加拿大的“天穹巨館”，被人們稱(chēng)為“第三代體育館”。日本在這方面也迅速趕上，1993年建成了福岡圓頂體育館；1994年在巖崎建成了“海上巨館”[1]。

2 大空間建筑的特征

2.1 空間尺度特征

1）高度高。音樂(lè)廳、劇場(chǎng)高度為10~20 m，普通體育館高度為10~30 m，這是形成溫度梯度的主要原因。

2）面積大。大空間的外墻面積與地板面積之比大，辦公樓建筑標(biāo)準(zhǔn)層為0.2~0.3 m2/m2（地板），而大空間可能為1 m2/m2（地板），這就形成了外界界面對(duì)室內(nèi)空間的自然對(duì)流影響較大，冬季易在四周造成下降冷氣流。

2.2 居留區(qū)特征

由于大空間建筑高度大，室內(nèi)體積亦遠(yuǎn)較通常建筑為大，普通型體育館體積可能為1~2萬(wàn)m3。大型體育館可達(dá)20萬(wàn)m3，運(yùn)動(dòng)場(chǎng)型體育館可達(dá)上百萬(wàn)立方米。其所居留的人員比較密集1~2人/m2（除體育館中心比賽場(chǎng)地），因而人均容積顯然不相同（體育館大于10 m3/人，劇場(chǎng)7~8 m3/人），當(dāng)然不同于辦公樓的標(biāo)準(zhǔn)層（人員密度為0.1~0.2人/m2，人均容積大于15 m3），對(duì)于大空間建筑而言，人均占有空間容積大，衛(wèi)生情況良好，可采用較小的換氣次數(shù)。

2.3 使用特征

現(xiàn)今大空間除古典音樂(lè)廳、大劇院、會(huì)堂等只具備有限的功能外，其他都有多功能要求，如體育運(yùn)動(dòng)、雜技、演劇、音樂(lè)廳、展示會(huì)等，因而要設(shè)置臨時(shí)的舞臺(tái)，活動(dòng)座椅等裝備。不僅對(duì)空調(diào)帶來(lái)多種環(huán)境要求，而且由于這些裝備的存在也影響空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)置。此外，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的控制要求有較高的靈活性，這就使空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷的分配及冷熱源的配置都應(yīng)作相應(yīng)的考慮[2]。

3 整體靜壓箱在大空間建筑空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

對(duì)于大空間建筑而言，由于其固有特征，下送風(fēng)方式無(wú)疑是一種既節(jié)能又合理的氣流組織形式。采用下送風(fēng)方式不僅能將無(wú)人員逗留的上部空間剔除在空氣調(diào)節(jié)范圍之外，避免了把燈光散熱、屋頂輻射熱的對(duì)流部分帶入空調(diào)區(qū)域，可使送風(fēng)量大幅減少，從而節(jié)省了設(shè)備投資費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用。而且還可以降低空調(diào)噪聲[1]。

體育館、大會(huì)堂、影劇院、音樂(lè)廳面積大，座位較多，且多呈階梯型，如果采用常規(guī)的管道送風(fēng)系統(tǒng)，提供的風(fēng)量達(dá)不到送風(fēng)要求，因此在空調(diào)設(shè)計(jì)中，利用階梯下建筑頂棚空間，選用靜壓箱與裝修吊頂相結(jié)合的方式，設(shè)計(jì)了空調(diào)送風(fēng)的整體靜壓箱式送風(fēng)系統(tǒng)（如圖1所示）。

4 整體靜壓箱施工

靜壓箱的密封性和牢固性是施工的關(guān)鍵，牢固性是密封性的前提條件，密封性是靜壓箱工程的重中之中[2]。而靜壓箱又分土建靜壓箱及非土建靜壓箱兩種，土建靜壓箱只需在靜壓箱內(nèi)部做保溫及降噪處理即可，故這里就不細(xì)述，下面詳細(xì)介紹2種非土建靜壓箱的施工方法:

4.1 第一種施工方法（案例為廈門(mén)大學(xué)翔安校區(qū)主樓群3#樓報(bào)告廳）

1）靜壓箱外箱體:為滿(mǎn)足耐火等級(jí)及隔噪要求，選用耐火等級(jí)3 h的雙層9 mm厚玻鎂纖維板板夾30 mm厚隔音棉。

圖1 整體靜壓箱式送風(fēng)系統(tǒng)

2）靜壓箱內(nèi)表面保溫材料:為實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的隔噪，采用30 mm厚玻纖復(fù)合消聲風(fēng)管板材（外表面為3向夾筋鋁箔貼面，內(nèi)表面為網(wǎng)格布貼面，中間為離心玻璃棉。密度大于等于70 kg/m3，防火性能為A級(jí)不燃），如圖2所示。

圖2 玻纖復(fù)合消聲風(fēng)管板材保溫圖

3）板與板間的拼接:玻鎂纖維板的常規(guī)規(guī)格為2 440 mm×1 220 mm，制作大型的靜壓箱外箱體勢(shì)必需要板與板間拼接的工序，為了更好地進(jìn)行板與板間的拼接，在制作靜壓箱外箱體模塊時(shí)，在雙層玻鎂纖維板間嵌套兩根38 mm×38 mm×2 mm的鋼方管，一根突出玻鎂纖維板，一根凹進(jìn)玻鎂纖維板。同時(shí)，為防止冷橋產(chǎn)生，在方管與方管接縫處采用橡塑貼縫。板安裝完畢后，用中性耐候膠將每一條板縫填實(shí)密封。

4）固定:靜壓箱外箱體及內(nèi)表面保溫材料為30 mm×3 mm角鋼、寬度為80 mm的鐵皮及自攻螺絲固定，借助C80 mm×50 mm×20 mm×3 mm的C型鋼托架、自攻螺絲及M10的吊桿固定在樓板上，樓板底及梁側(cè)面用自攻螺絲及寬度為20 mm的鐵皮將玻纖復(fù)合消聲風(fēng)管板材固定在其上（如圖3所示）。

圖3 安裝大樣圖

4.2 第二種方法（案例為莆田體育館）

1）靜壓箱外箱體:采用厚度為30 mm的夾心保溫玻璃鋼板材（兩層5 mm厚玻璃鋼夾聚氨酯保溫,防火大于1 h）。

2）靜壓箱內(nèi)表面保溫材料:采用厚度為25 mm的夾心保溫玻璃鋼板材（兩層5 mm厚玻璃鋼夾聚氨酯保溫,防火大于1 h）。

3）板與板間的拼接:玻璃鋼板材之間用玻璃膠粘接。

4）固定:靜壓箱內(nèi)表面保溫材料即看臺(tái)階梯底部玻璃鋼采用扁鋼支架固定。靜壓箱外箱體用鋼結(jié)構(gòu)框架固定，具體施工工藝如下:

①鋼結(jié)構(gòu)與墻體采用M12×160化學(xué)螺栓連接。

②120 mm×60 mm×5 mm型材與墻體埋件連接方式為M16×160雙頭螺栓連接。

③整體鋼結(jié)構(gòu)采用焊接工藝連接，焊縫滿(mǎn)足國(guó)家規(guī)范要求。

④120 mm×60 mm×5 mm型材水平連接處，在兩側(cè)面加固6 mm鋼板周邊滿(mǎn)焊。

⑤120 mm×60 mm×5 mm型材與50 mm×50 mm×5 mm型材橫向連接，以加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固。

⑥120 mm×60 mm×5 mm型材與120 mm×60 mm×5 mm型材豎向連接采用焊接，并采用8 mm厚鋼板側(cè)面用M12×100雙頭螺栓連接，以增加整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。

5 結(jié)語(yǔ)

從以上示例可以看出靜壓箱是一種傳統(tǒng)的通風(fēng)設(shè)施，通常用于要求精準(zhǔn)的空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)當(dāng)中，可以高效地減少通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)中的噪聲，在獲得均勻靜壓出風(fēng)，并且減少動(dòng)能損失的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)科學(xué)化操作，所以被廣泛的應(yīng)用于各大型空間的建筑空調(diào)中。在實(shí)際通風(fēng)系統(tǒng)以及對(duì)應(yīng)的空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)中，經(jīng)常會(huì)遇到一些管道方變圓或者圓變方的情況，采用靜壓箱作為管道進(jìn)行連接，可以高效地減緩整體的系統(tǒng)，提高通風(fēng)性能。