銅梁大劇院暖通設(shè)計(jì)

李麗

（機(jī)械工業(yè)第三設(shè)計(jì)研究院，重慶 400039）

0 引言

銅梁大劇院位于重慶市銅梁縣文化藝術(shù)區(qū)內(nèi)，由電影院和劇院兩幢單體組成，外罩為由金屬和玻璃組成的小提琴狀的外殼。電影院地上三層，包括放映廳、展廳、群眾活動(dòng)中心、演播室、辦公室等功能房間；劇院地下三層，地上五層，包括舞臺(tái)、觀眾廳、休息區(qū)、化妝區(qū)、辦公區(qū)、排練廳等功能房間；兩幢單體外部和金屬外殼內(nèi)組成的為共享大空間。

1 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。

電影院和劇院的空調(diào)水系統(tǒng)均采用雙管異程式閉合環(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(zhǎng)系統(tǒng)的使用年限，在水泵吸入管上設(shè)有過(guò)濾器，機(jī)組入口設(shè)有電子除垢儀。

表1 空調(diào)冷熱源設(shè)備表

2 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)

2.1 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?jī)?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(guò)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

（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(guò)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)房專用恒溫怛濕空調(diào)，控制機(jī)房溫濕度。

2.2 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)管道在進(jìn)入空調(diào)區(qū)域時(shí)均采取消聲減噪措施，控制通過(guò)風(fēng)口傳入調(diào)房間的噪聲。

3 防排煙系統(tǒng)

（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(guò)渡區(qū)，單獨(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(chǎng)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%［1］，見圖3。

圖3 共享大空間自然排煙示意圖

（2）因混凝土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90m3/h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［2］。

（4）因共享大空間僅屬于安全過(guò)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)［2］。

[1]四川法斯特消防安全性能評(píng)估有限公司.重慶銅梁縣大劇院消防安全評(píng)估報(bào)告[R].2011.

[2]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司，中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施:暖通空調(diào)·動(dòng)力[M].中國(guó)計(jì)劃出版社:2009.