文体中心剧场通风及空调系统设计与应用_黄广卫.pdf
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1、ANZHUANG2023年第6期64技 术 交 流 Technology Exchange黄广卫 石洋 杨尚夫 贾红卫 施志领 邵娜 缪家琦 张志军(中建八局第一建设有限公司 济南 250000)摘 要:本文结合济南某文体中心剧场施工项目,介绍了舞台剧场项目的通风及空调施工设计,分别从通风系统和空调系统分析了在设计施工中可能存在的问题,并提出了设计思路和解决方法。针对剧场内不同区域进行了具体的空调设计,观众席采用单风道二次回风,而在舞台区域则进行分层空调设计采用低速单风道一次回风系统,满足不同情况的需求。关键词:剧场 通风系统 空调系统 气流组织 降噪处理中图分类号:TU834 文献标识码:B
2、 文章编号:1002-3607(2023)06-0064-04 文体中心剧场通风及空调系统设计与应用为更好地给居民提供服务,近年来全国各地各类文体活动中心陆续建成,原本单一的剧场类建筑也逐渐演变成了集演出、娱乐休闲、教育文化等经营性文化类用房一体的文化综合体1。剧场类建筑室内热环境情况复杂,剧场空间大,空调负荷有效区域占比较小,人员密集负荷强度主要集中在某个时间段,另外观众厅、舞台是影剧院建筑的主体,观众席和演员活动主要场所是剧场空调系统的主要服务对象,随之而来的一系列问题都给空调送回风气流、送回风口等提出许多特殊要求2。良好的空调通风设计方案给剧场内的演员、观众带来更好的舒适性,起着重要的作
3、用3,因此设计合理的气流组织方式尤为重要。1 工程概况本次设计主体为某综合性文化中心舞台剧场,文化中心整体建筑包括地下两层,地上五层,其中在标高6m处设置设备夹层,而本次设计的剧场主体位于地下,其中地下二层主要功能为设备用房、剧场舞台及乐池台仓,地下一层主要功能为剧场及部分设备用房,观众席共685座,其中池座550座位于地下一层,楼座135座位于一层(见图1)。结合该剧场的建筑功能和服务对象,将剧场及配套房间按照使用功能分别设置不同的空调系统,化妆间、服装间灯控室、声控室、功放室、舞台机械控制室等进行分层分区设置风冷多联机(热泵)空调系统;剧场观众席、舞台、升降乐池采用舒适性全空气空调系统,因
4、剧场开放时间与文化中心其他场馆开放时间不同,空调控制系统和计量计费装置要与文化中心其他大空间集中空调系统分开设置。本项目地点位于北方寒冷区域,为节省场地运营成本,在冬季文化中心的剧场入口大厅、一层中庭等位置采用热风采暖系统与地板辐射供暖相结合的方式提高人员活动区地板表面温度,地暖末端、集水器处设置混水装置,确保地板辐射供暖的供水温度不大于55,地表面的温度不大于28。图1 剧场室内装修效果图2 空调系统参数及冷热源2.1 室内外空气计算参数 本项目空调系统为冬夏两季使用,根据规范并结合当地及本项目具体要求,确定当地冬夏两季室外空气设计参数(见表1)以及剧场室内设计参数(见表2)。2.2 剧场空
5、调负荷分析计算2.2.1 观众席负荷(1)人员负荷和新风负荷。观众席人员密集、对新65INSTALLATION2023.6Technology Exchange 技 术 交 流风需求量高是整个空调系统中人员负荷和新风负荷的主要来源,观众席最小新风量取30m3/(h人),经计算剧场观众区空调总冷负荷为353kW,其中人员和新风所需空调冷负荷为318kW;空调总热负荷为238kW。(2)灯光负荷。剧场演出时灯光全部射向舞台区域,所以观众区灯光辐射负荷几乎为零。(3)因剧场特殊性需求,剧场的墙壁均采用降噪吸声材料,这使通过建筑外围护结构的传热负荷变得很小,可忽略不计。2.2.2 舞台区负荷舞台区域属
6、高大空间应按分层空调系统进行设计。分层空调系统负荷计算冬夏季差别较大:夏季空调冷负荷由于冷空气具有下沉特点,计算值要比普通空调系统小;冬季空调热负荷,则仍需要按照全室采暖方式计 算383。经验系数法取系数a=0.7,计算得舞台区空调总冷负荷为195kW,空调总热负荷为118kW。考虑到整个文化中心绝大部分场馆均采用空调系统,因此集中空调设于同一机房内,设备选型时进行统一选型,节省成本。经逐时计算,整个文化中心舒适性集中空调的空调冷负荷为5488kW,热负荷为3560kW。2.3 空调系统冷热源设计舒适性集中空调的冷源采用电制冷水冷冷水机组,按可保障各馆同时使用的工况确定装机容量。机房设置在文化
7、中心地下二层,采用2台电制冷的离心式冷水机组加1台螺杆式冷水机组的方式(其中离心式冷水机组单台制冷量2285kW、螺杆式冷水机组单台制冷量1055kW),冷媒要求为环保冷媒(需业主自主选择);为提高部分负荷时的调节性能,螺杆式冷水机组应在15100之间无级调节。冷冻水供回水温度7/12,冷却水进出水温度为32/37。热源采用市政热源+水-水板式热交换器的方式,市政热源供回水温度为100/70,设置三台水-水板式热交换器用于舒适性集中空调供热,同时供应剧场门厅处的低温热水地板辐射供暖。3 空调系统设计3.1 空调水系统设计舒适性集中空调水系统采用两管制闭式循环系统。冷水系统为一级泵主机侧定流量、
8、末端变流量系统;热水系统采用二次泵变流量系统,热水泵与水-水板式热交换器对应设置,热水泵设置变频控制,由水泵供货商提供变频控制柜。当空调热负荷发生变化时,根据热水供、回水总管之间的压差控制热水泵的频率以适应管网压力降的变化,节约运行能耗。同时热水系统采用气候补偿的方式进行供热量控制,实现“按需供热”。空调水系统采用全调节稳压膨胀罐定压、补水,补水采用软化水(设置全自动钠离子交换器),同时设真空脱气机排气。在供水管道上设置水过滤器及全程水处理器用于处理空调冷冻水及负荷侧热水,减少对管道和机组内杂质的沉积,延长使用寿命。采用异程式空调水系统,按不同场馆分别设置水环路,另外为克服异程式系统的水力失调
9、问题及便于调试,在各空调末端回水管上设置自力式压差平衡阀。所有空调机组采用组合式空调机组,设置湿膜加湿段,冬季空调系统通过加湿以满足空调区域的舒适度要求。所有全空气系统均最大限度地满足过渡季节利用室外新风以消除室内余热。空调机组示意图见图2。3.2 空调风系统设计及气流组织形式剧场观众席区域采用单风机、二次回风系统,以低速、低紊流度、小温差的方式将处理后的空调送风由空调器送入座席下方的土建静压箱内4,并通过座椅下方的柱脚圆柱多孔送入,观众席后侧墙上部以集中回风的方式再回到空调机组,设置空调送风温差为4,保证送风温度不小于20,送风口出风风速不大于0.4m/s,至人体脚踝处风速不大于0.25m/
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