荆州某学术报告厅空调系统设计

马英子 郑洪涛

1 中工武大设计研究有限公司

2 中国医药集团联合工程有限公司

本工程为某干部学院-学术报告厅项目。报告厅总建筑面积：13621.75 m2，建筑基底面积：6950.89 m2。地上3 层。总建筑高度：21 m。建筑功能主要是报告厅，辅助用房，休息室及设备用房等。建筑含有三个报告厅，200 座报告厅A，300 座报告厅B，及800 座大报告厅（兼做演出）。建筑效果图如图1：

图1 建筑效果图

1 中央空调系统设计

1.1 室内设计参数及空调负荷

室内设计参数如表1 所示。

表1 室内设计参数

本工程的空调负荷采用鸿业负荷计算8.0 软件计算，得到夏季空调逐时逐项冷负荷最大值为1663 kW，冬季的热负荷最大值为1205 kW。峰值出现在16:00附近。

1.2 空调冷热源的选择

综合考虑到当地节水及使用方在冬季使用时对空调温度有较高的要求等因素，空调冷源采用两台制冷量830 kW（236RT）板管蒸发冷却式冷水机组。蒸发冷却式冷水机组无需冷却水系统，系统COP 高，机组节能，节水，耗水量约为水冷的40%～50%。空调热源选用两台额定供热量50×104kcal/h（580 kW）超低氮真空热水机组。热水机组的热效率≥94%，满足国家有关节能规定[1]。

2 空调系统设置

本项目800 座大报告厅、报告厅A、B、等采用定风量全空气系统，空气处理机组均设置在空调机房内[2]。辅助用房、休息厅等小空间区域采用风机盘管加独立新风的系统形式。

其中800 座大报告厅观众厅区域建筑面积约825 m2，净高最高为13.2 m，净高最低为11.88 m。舞台建筑面积约493 m2（包括侧台）。设计座位787 个。报告厅夏季室内设计温度26～28 ℃，冬季室内设计温度18～20 ℃。经计算，报告厅冷负荷250 kW。舞台冷负荷198 kW。观众厅区域选择两台组合式空气处理机组，空气处理系统为一次回风系统。新风经由风井从室外取用，设计新风量为9600 m3/h。空气处理机组参数为风量：30000 m3/h，Q冷=130 kW，Q热=190 kW，机外余压：350 Pa，N=11 kW（380 V），噪音≤65 dB(A)。大报告厅空调风管平面布置详见图2、3。

图2 一层空调风管平面

图3 二层空调风管平面

大报告厅可设置的座椅送风口（图4）共有692个，选择承重型座椅送风柱TCD250，风口同时可以作为座椅支撑。送风气流紊流度低，噪音小[3]。双层活动百叶回风口设置在距离地面3 m 的侧墙，并利用回风夹道回风。大报告厅的排风采用顶排风，排风口设置在吊顶。舞台及侧台区域建筑面积约503 m2，舞台设备负荷约50 W/m2，舞台最大计算冷负荷185 kW，冷指标约367 W/m2。舞台部分设置两台组合式空调机组，分设在舞台两侧。气流组织为中送下回，选用侧面安装16 个温控球形喷口及4 个圆环形散流器送风，温控球形送风方向可在30°范围为调节，供热向下转动，供冷向上转动。球形喷口在末端风速为0.5 m/s 时等温气流运行长度不小于9 m。

图4 座椅送风口结构示意图

报告厅A、B 建筑面积分别为605 m2、416 m2，净高8.5 m。采用定风量全空气系统，空气处理机组设置在空调机房内。设计为上送下回空调系统，送风口选用圆形旋流风口，压力损失小，送风距离远。旋流风口前竖管段上安装与风管相同尺寸的手动对开多叶调节阀。旋流风口的冬季的最大射流长度在末端风速为0.5 m/s 时不应小于为5.5 m。

两层通高层高过高的门厅采用明装立式风机盘管与自带球形喷口的空调机组来实现分层空调控制，便于节能。明装立式风机盘管的冷冻水供回水管安装在下一层吊顶内。

空调水系统采用一级泵变流量两管制系统，夏季空调供回水温度7 ℃/12 ℃，冬季空调供回水温度60 ℃/50 ℃。空调水系统根据建筑平面布局及使用要求，水平管采用同程系统（局部异程），竖向立管采用异程。水系统环路的定压补水采用水泵房内的定压膨胀装置进行定压补水。

3 通风系统设置

生活，消防及空调水泵房设置机械排风系统，排风量按换气次数不小于6 次/h 计算。设有气体灭火的变配电室，开闭所及弱电机房设置机械送排风系统，平时通风，在发生火灾后排除灭火气体。机械排风量按换气次数不小于8 次/h 计算，通过门窗自然补风。火灾发生时，布置在管道上的电动防火阀手动或电动关闭，并连锁排风机关闭。待气体灭火完毕后，电动或手动打开电动防火阀，并连锁排风机开启，排除灭火气体。变配电房的排风系统设置上、下排风口。上排1/3，下排2/3。半地下室停车库建筑面积小于1000 m2，设计平时机械排风系统，排风量按6 次/h，3 m 层高计算。停车库设置若干个CO 浓度探测器，联锁送排风机运行。当CO 浓度大于28 mg/m3时，自动开启送排风风机，当CO 浓度小于20 mg/m3时，关闭送排风机。

4 防排烟系统

本报告厅没有防烟楼梯间，封闭楼梯间均满足自然排烟条件，开窗面积及固定窗设置均满足《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017 的要求。各房间、内走道优先采用自然排烟，协助建筑专业考虑设置自然排烟窗。不满足自然排烟要求的房间采用机械排烟。排烟风机及补风风机均设置在机房内。以大报告厅为例，大报告厅观众区设置两套排烟系统，分别为观众厅及舞台区域服务。观众厅、舞台的净空高度均大于6.0 m 报告厅每个防烟分区的排烟风机的风量为133200 m3/h，单个排烟系统设置了2 个排烟口，单个排烟口最大允许排烟量按照《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017 第4.6.14 条文规定计算如下：

式中：Vmax为单个排烟口最大允许排烟量，m3/s；r 为排烟位置系数，当风口中心点到最近墙体的距离≥2 倍的排烟口当量直径时取1.0，当风口中心点到最近墙体的距离＜2 倍的排烟口当量直径时r 取0.5，当吸入口位于墙体上时，取0.5，本项目r 取0.5；db为排烟系统吸入口最低点之下烟气层厚度，m，本项目db取值4 m；T 为烟层的平均绝对温度，K；To为环境的绝对温度，K，本项目To取值为29。

烟层平均温度与环境温度的差ΔT 按下式计算：

取K=1，Q=2.5 MW，计算得：ΔT=26.73 K。则烟层的平均绝对温度T=293+26.73=320 K。最后代入单个排烟口最大允许排烟量计算公式，得Vmax=20.2 m3/s=72720 m3/h。

由于2×72720 m3/h=145440＞133200，故每个排烟系统设置两个排烟口满足要求。

5 项目特点及设计总结

学术报告厅采用承重型座椅送风柱置换通风，回风利用观众厅两侧的回风夹道。最初设计要求座椅送风口的孔洞在阶梯结构施工时预留洞口，但是施工单位不同意此方案。原因是预留孔洞太多，建筑结构在施工时存在误差，孔洞预留尺寸误差累计，有些座椅在最后不能安装到位。经反复商量，最后采用扎制钢筋的间隔控制在200 mm 以上，扎制钢筋时针对性的预留穿洞的空间，等座椅到位后现场开孔。

后期在与施工单位探讨这个问题时，笔者认为以后此类的设计，也可以考虑座椅送风口不采用座椅承重型，让送风口与座椅分开，这样则可以带来安装上的方便。