荊州某學術報告廳空調系統設計

馬英子 鄭洪濤

1 中工武大設計研究有限公司

2 中國醫藥集團聯合工程有限公司

本工程為某干部學院-學術報告廳項目。報告廳總建筑面積：13621.75 m2，建筑基底面積：6950.89 m2。地上3 層。總建筑高度：21 m。建筑功能主要是報告廳，輔助用房，休息室及設備用房等。建筑含有三個報告廳，200 座報告廳A，300 座報告廳B，及800 座大報告廳（兼做演出）。建筑效果圖如圖1：

圖1 建筑效果圖

1 中央空調系統設計

1.1 室內設計參數及空調負荷

室內設計參數如表1 所示。

表1 室內設計參數

本工程的空調負荷采用鴻業負荷計算8.0 軟件計算，得到夏季空調逐時逐項冷負荷最大值為1663 kW，冬季的熱負荷最大值為1205 kW。峰值出現在16:00附近。

1.2 空調冷熱源的選擇

綜合考慮到當地節水及使用方在冬季使用時對空調溫度有較高的要求等因素，空調冷源采用兩臺制冷量830 kW（236RT）板管蒸發冷卻式冷水機組。蒸發冷卻式冷水機組無需冷卻水系統，系統COP 高，機組節能，節水，耗水量約為水冷的40%～50%。空調熱源選用兩臺額定供熱量50×104kcal/h（580 kW）超低氮真空熱水機組。熱水機組的熱效率≥94%，滿足國家有關節能規定[1]。

2 空調系統設置

本項目800 座大報告廳、報告廳A、B、等采用定風量全空氣系統，空氣處理機組均設置在空調機房內[2]。輔助用房、休息廳等小空間區域采用風機盤管加獨立新風的系統形式。

其中800 座大報告廳觀眾廳區域建筑面積約825 m2，凈高最高為13.2 m，凈高最低為11.88 m。舞臺建筑面積約493 m2（包括側臺）。設計座位787 個。報告廳夏季室內設計溫度26～28 ℃，冬季室內設計溫度18～20 ℃。經計算，報告廳冷負荷250 kW。舞臺冷負荷198 kW。觀眾廳區域選擇兩臺組合式空氣處理機組，空氣處理系統為一次回風系統。新風經由風井從室外取用，設計新風量為9600 m3/h。空氣處理機組參數為風量：30000 m3/h，Q冷=130 kW，Q熱=190 kW，機外余壓：350 Pa，N=11 kW（380 V），噪音≤65 dB(A)。大報告廳空調風管平面布置詳見圖2、3。

圖2 一層空調風管平面

圖3 二層空調風管平面

大報告廳可設置的座椅送風口（圖4）共有692個，選擇承重型座椅送風柱TCD250，風口同時可以作為座椅支撐。送風氣流紊流度低，噪音小[3]。雙層活動百葉回風口設置在距離地面3 m 的側墻，并利用回風夾道回風。大報告廳的排風采用頂排風，排風口設置在吊頂。舞臺及側臺區域建筑面積約503 m2，舞臺設備負荷約50 W/m2，舞臺最大計算冷負荷185 kW，冷指標約367 W/m2。舞臺部分設置兩臺組合式空調機組，分設在舞臺兩側。氣流組織為中送下回，選用側面安裝16 個溫控球形噴口及4 個圓環形散流器送風，溫控球形送風方向可在30°范圍為調節，供熱向下轉動，供冷向上轉動。球形噴口在末端風速為0.5 m/s 時等溫氣流運行長度不小于9 m。

圖4 座椅送風口結構示意圖

報告廳A、B 建筑面積分別為605 m2、416 m2，凈高8.5 m。采用定風量全空氣系統，空氣處理機組設置在空調機房內。設計為上送下回空調系統，送風口選用圓形旋流風口，壓力損失小，送風距離遠。旋流風口前豎管段上安裝與風管相同尺寸的手動對開多葉調節閥。旋流風口的冬季的最大射流長度在末端風速為0.5 m/s 時不應小于為5.5 m。

兩層通高層高過高的門廳采用明裝立式風機盤管與自帶球形噴口的空調機組來實現分層空調控制，便于節能。明裝立式風機盤管的冷凍水供回水管安裝在下一層吊頂內。

空調水系統采用一級泵變流量兩管制系統，夏季空調供回水溫度7 ℃/12 ℃，冬季空調供回水溫度60 ℃/50 ℃。空調水系統根據建筑平面布局及使用要求，水平管采用同程系統（局部異程），豎向立管采用異程。水系統環路的定壓補水采用水泵房內的定壓膨脹裝置進行定壓補水。

3 通風系統設置

生活，消防及空調水泵房設置機械排風系統，排風量按換氣次數不小于6 次/h 計算。設有氣體滅火的變配電室，開閉所及弱電機房設置機械送排風系統，平時通風，在發生火災后排除滅火氣體。機械排風量按換氣次數不小于8 次/h 計算，通過門窗自然補風。火災發生時，布置在管道上的電動防火閥手動或電動關閉，并連鎖排風機關閉。待氣體滅火完畢后，電動或手動打開電動防火閥，并連鎖排風機開啟，排除滅火氣體。變配電房的排風系統設置上、下排風口。上排1/3，下排2/3。半地下室停車庫建筑面積小于1000 m2，設計平時機械排風系統，排風量按6 次/h，3 m 層高計算。停車庫設置若干個CO 濃度探測器，聯鎖送排風機運行。當CO 濃度大于28 mg/m3時，自動開啟送排風風機，當CO 濃度小于20 mg/m3時，關閉送排風機。

4 防排煙系統

本報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置均滿足《建筑防煙排煙系統技術標準》GB51251-2017 的要求。各房間、內走道優先采用自然排煙，協助建筑專業考慮設置自然排煙窗。不滿足自然排煙要求的房間采用機械排煙。排煙風機及補風風機均設置在機房內。以大報告廳為例，大報告廳觀眾區設置兩套排煙系統，分別為觀眾廳及舞臺區域服務。觀眾廳、舞臺的凈空高度均大于6.0 m 報告廳每個防煙分區的排煙風機的風量為133200 m3/h，單個排煙系統設置了2 個排煙口，單個排煙口最大允許排煙量按照《建筑防煙排煙系統技術標準》GB51251-2017 第4.6.14 條文規定計算如下：

式中：Vmax為單個排煙口最大允許排煙量，m3/s；r 為排煙位置系數，當風口中心點到最近墻體的距離≥2 倍的排煙口當量直徑時取1.0，當風口中心點到最近墻體的距離＜2 倍的排煙口當量直徑時r 取0.5，當吸入口位于墻體上時，取0.5，本項目r 取0.5；db為排煙系統吸入口最低點之下煙氣層厚度，m，本項目db取值4 m；T 為煙層的平均絕對溫度，K；To為環境的絕對溫度，K，本項目To取值為29。

煙層平均溫度與環境溫度的差ΔT 按下式計算：

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

由于2×72720 m3/h=145440＞133200，故每個排煙系統設置兩個排煙口滿足要求。

5 項目特點及設計總結

學術報告廳采用承重型座椅送風柱置換通風，回風利用觀眾廳兩側的回風夾道。最初設計要求座椅送風口的孔洞在階梯結構施工時預留洞口，但是施工單位不同意此方案。原因是預留孔洞太多，建筑結構在施工時存在誤差，孔洞預留尺寸誤差累計，有些座椅在最后不能安裝到位。經反復商量，最后采用扎制鋼筋的間隔控制在200 mm 以上，扎制鋼筋時針對性的預留穿洞的空間，等座椅到位后現場開孔。

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