大型影劇院暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

摘要：大型影劇院屬于公共場所，人流量大，在進(jìn)行暖通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上還要有顧及表演人員的影響，因此，設(shè)計(jì)難度相對(duì)一般建筑要高一些。本文主要對(duì)大型影劇院的空調(diào)風(fēng)、水、冷熱源及消防排煙等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：大型影劇院；暖通工程；設(shè)計(jì)方法

前言

大型公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗一般占建筑總能耗的60%以上，呈逐年增長的趨勢。可見暖通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)節(jié)能大勢所趨，這也關(guān)系到后期運(yùn)營過程中所產(chǎn)生的成本以及能源浪費(fèi)等問題。影劇院是人流較大的地方，大空間，如何節(jié)能地設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)進(jìn)行合理、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)。

一、空調(diào)冷熱源及空調(diào)水系統(tǒng)

風(fēng)冷熱泵空調(diào)系統(tǒng)相比于其它類型的空調(diào)系統(tǒng)，制冷制熱效率比較低，但由于其自身特點(diǎn)：（1）可室外安裝，直接與空氣熱交換，制冷與制熱一體，不需另外設(shè)置鍋爐及熱水循環(huán)泵系統(tǒng)，免去冷卻塔及冷卻水循環(huán)泵系統(tǒng)，減少設(shè)備占地面積，降低設(shè)備初投資費(fèi)用；（2）可根據(jù)負(fù)荷變化進(jìn)行相應(yīng)的自我調(diào)節(jié)，部分負(fù)荷效率高，適合于中小型建筑。結(jié)合該工程的實(shí)際情況，選用風(fēng)冷熱泵機(jī)組。

該工程在電影院和劇院分別設(shè)置中央空調(diào)系統(tǒng)，夏季供冷、冬季供熱。經(jīng)計(jì)算：電影院空調(diào)冷負(fù)荷為625kW，空調(diào)熱負(fù)荷為300kW。為節(jié)省工程造價(jià)及設(shè)備安裝空間，選擇一臺(tái)風(fēng)冷熱泵機(jī)組，空調(diào)水系統(tǒng)選用變頻水泵兩臺(tái)（一用一備）；劇院空調(diào)冷負(fù)荷為990kW，空調(diào)熱負(fù)荷為596kW，選擇兩臺(tái)風(fēng)冷熱泵機(jī)組，空調(diào)水系統(tǒng)選用變頻水泵三臺(tái)（兩用一備）。機(jī)組與水泵均設(shè)于一層建筑北向次入口平臺(tái)外。主要冷熱源設(shè)備見表1。

表1 空調(diào)冷熱源設(shè)備表

設(shè)備安裝位置服務(wù)區(qū)域設(shè)備及參數(shù)數(shù)量備注

一層北向次入口平臺(tái)外電影院風(fēng)冷熱泵機(jī)組

制冷量633kW

制熱量634 kW

夏季水溫12/7℃

冬季水溫40/45℃1流量變化率

50%～100%

一層北向次入口平臺(tái)外電影院循環(huán)水泵

流量125m3/h

揚(yáng)程25.7m2變頻調(diào)節(jié)1用1

備

一層北向次入口平臺(tái)外劇院風(fēng)冷熱泵機(jī)組

制冷量500kW

制熱量500 kW

夏季水溫12/7℃

冬季水溫40/45℃2流量變化率

50%～100%

一層北向次入口平臺(tái)外劇院循環(huán)水泵

流量95m3/h

揚(yáng)程26.4m3變頻調(diào)節(jié)

2用1備

電影院和劇院的空調(diào)水系統(tǒng)均采用雙昔異程式閉合環(huán)路機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)，且均采用高位膨脹水箱定壓，膨脹水箱分別設(shè)于電影院和劇院屋頂平臺(tái)上。另外為保障系統(tǒng)工作的可靠性，保護(hù)制冷機(jī)組和末端設(shè)備，延長系統(tǒng)的使用年限，在水泵吸入管上設(shè)有過濾器，機(jī)組入口設(shè)有電子除垢儀。

二、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)

（一）各區(qū)域空氣處理方式

（1）該工程的大空間均采用低速單風(fēng)道全空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。除在空調(diào)機(jī)房內(nèi)設(shè)置組合式空氣處理機(jī)組與全熱交換器外，還在相應(yīng)的空調(diào)房間內(nèi)設(shè)置排風(fēng)機(jī)。該系統(tǒng)在空調(diào)季節(jié)可充分利用排至室外的冷熱量，對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)冷或預(yù)熱，所采用的全熱交換器的全熱回收效率不低于60%。過渡季節(jié)則為全新風(fēng)運(yùn)行，形成直流式通風(fēng)系統(tǒng)，充分改善室內(nèi)的空氣品質(zhì)。該系統(tǒng)的控制方式見圖1及表2。

圖1 大空間空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制原理圖

表2 大空間空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制方式

序號(hào)控制方式具體控制方法

1風(fēng)機(jī)控制及系統(tǒng)連鎖（1）空調(diào)季節(jié)開啟組合式空氣處理機(jī)組、全熱變頻器，關(guān)閉排風(fēng)機(jī)；過渡季節(jié)開啟組合式空氣處理機(jī)組、排風(fēng)機(jī)，關(guān)閉全熱交換器。

（2）風(fēng)機(jī)可由DDC遠(yuǎn)距離及現(xiàn)場手動(dòng)控制啟停。

（3）溫度、風(fēng)閥、水閥等控制環(huán)路與風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖，風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行聯(lián)鎖溫度控制環(huán)路停止工作，水閥全閉，新風(fēng)閥全閉。

（4）控制系統(tǒng)啟動(dòng)順序；先開水閥，再開風(fēng)閥，最后啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。

（5）排風(fēng)機(jī)與送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖。

2溫、濕度控制（1）夏季冷盤管：當(dāng)回風(fēng)溫度T3高于設(shè)定值，通過PID控制，開大水閥開度；當(dāng)回風(fēng)溫度T3低于設(shè)定值時(shí)關(guān)小水閥。

（2）冬季熱盤管：當(dāng)回風(fēng)溫度T3高于設(shè)定值，通過PID控制，關(guān)小水閥，當(dāng)回風(fēng)溫度T3低于設(shè)定值時(shí)，開大水閥開度。

（2）其余小空間均采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)機(jī)組或全熱交換器的形式。

（3）由于放映機(jī)房的排風(fēng)不宜再利用，故在放映機(jī)房區(qū)域采用直流式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

（4）考慮到一般演出排練時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)不會(huì)使用，但主舞臺(tái)燈架會(huì)打開，在舞臺(tái)上部就會(huì)有相當(dāng)大的散熱量，所以在主舞臺(tái)燈架區(qū)域設(shè)置機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行通風(fēng)散熱.送風(fēng)從屋頂進(jìn)風(fēng).排風(fēng)與舞臺(tái)過渡季節(jié)空調(diào)的排風(fēng)系統(tǒng)合用。

（5）消防控制室、鋼琴存放間、電氣控制機(jī)房等采用機(jī)房專用恒溫但濕空調(diào).控制機(jī)房溫濕度。

（二）各區(qū)域氣流組織模式

因氣流組織的好壞對(duì)觀眾和演員影響很大，所以對(duì)各空調(diào)區(qū)域的氣流組織必須進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，控制人員主要活動(dòng)區(qū)域的氣流速度，既要避免氣流短路或形成死角，防止送風(fēng)回風(fēng)吹動(dòng)幕布及布景，又要防止對(duì)演員及樂隊(duì)的表演造成影響。

（1）觀眾廳中部的池座采用混凝土空腔作為空調(diào)靜壓箱在靜壓箱上部開孔，設(shè)置座椅送風(fēng)柱送風(fēng)，觀眾廳后部的一二三層樓座由于吊頂較低，采用雙層百葉下送風(fēng)，在觀眾廳上部采用單層百葉集中回風(fēng)，見圖2。

圖2 觀眾廳氣流剖面圖

（2）主舞臺(tái)、側(cè)舞臺(tái)采用筒形噴口或旋流風(fēng)口進(jìn)行下送和側(cè)送，回風(fēng)形式為舞臺(tái)下部采用單層百葉集中回風(fēng)。

（3）其余大空間氣流組織均為上送上回，送風(fēng)口為旋流風(fēng)口或方形散流器，回風(fēng)口均為單層百葉風(fēng)口。

（4）各空調(diào)通風(fēng)昔道在進(jìn)入空調(diào)區(qū)域時(shí)均采取消聲減噪措施，控制通過風(fēng)口傳入調(diào)房間的噪聲。

（三）防排煙系統(tǒng)

圖3 共享大空間自然排煙示意圖

（1）由于該建筑外形和空間造型的復(fù)雜，若在共享大空間內(nèi)采用防火卷簾分隔.將對(duì)建筑美觀通透性產(chǎn)生較大影響。又共享大空間的地面距金屬屋頂最大距離接近45m，但金屬外殼不允許設(shè)置機(jī)械排煙設(shè)備。經(jīng)消防論證，將共享大空間作為人員疏散的安全過渡區(qū).中一獨(dú)劃分為一個(gè)防火分區(qū)，該防火分區(qū)與電影院及劇場等其他功能空間采取防火墻、防火門或防火卷簾進(jìn)行防火分隔；另外該共享大空間的金屬外殼下有相對(duì)較大的空間可用作火災(zāi)煙氣蓄積空間。可對(duì)進(jìn)入蓄煙空間的煙氣采用自然排煙的方式排出，同時(shí)在外殼下部進(jìn)行低位補(bǔ)風(fēng)，自然排煙窗可開啟的有效面積不小于地面面積的5%，見圖3。

（2）因混凝上主體建筑不與室外直接相通，所以在電影院和劇院屋頂上均設(shè)置鍍鋅鋼板制作的大煙囪，向上直通至琴弦狀的金屬外殼處，在外殼上設(shè)置百葉，作為從室外引進(jìn)新風(fēng)和向室外排風(fēng)排煙的主通道。各個(gè)功能房間均利用此通道進(jìn)行機(jī)械加壓送風(fēng)、機(jī)械補(bǔ)風(fēng)和機(jī)械排煙排風(fēng)。

（3）計(jì)算排煙量時(shí)，電影院和劇院的觀眾廳分別按每平方米不小于90m3h和換氣次數(shù)不小于13次/h計(jì)算，取兩者中的大值做為排煙風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。其余功能房間均按高規(guī)要求計(jì)算。

（4）因共享大空間僅屬于安全過渡區(qū)，所以設(shè)置于電影院和劇院屋頂?shù)乃信艧煟L(fēng)）送（補(bǔ)）風(fēng)風(fēng)機(jī)均選用消防高溫排煙風(fēng)機(jī)，且在風(fēng)機(jī)周圍設(shè)置專用空間保護(hù)風(fēng)機(jī)。

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