电影院空调通风及排烟系统优化设计

郭初

（广州方华国际设计集团有限公司，广州，510600）

电影院属于人员密集的公共场所［1］，它对场所的舒适度及安全性有很高的要求，空调通风系统的合理设计对人员的身体健康和舒适极为重要，排烟系统对于降低火灾危害和保护人身安全都是必不可少的。吴纯举［2］对影院空气质量相关规范进行了归纳，对影院室内空气净化、灭菌杀毒方法进行了调研，并对影院空气质量控制的技术路径、室内空气净化消毒方法等方面进行了研究，提出了应对疫情的相关措施。张冬洁［3］对影院空调负荷特性及气流组织的最佳形式进行了分析。多位学者介绍了空调通风系统及排烟系统的特点和设计要点［4-7］，由于影厅净高均大于6米，根据以往设计［4-7］的排烟量均不满足现行标准《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB51251-2017）（以下简称《标准》）的规定：即净高大于6米的公共建筑防烟分区排烟量应根据场所内的热释放速率等规定计算确定，且不小于《标准》中表4.6.3的数值［8］。按《标准》执行的排烟量比以往旧规范增大了很多，计算方法也不同，对排烟和补风系统也有更高的要求。本文在满足现行标准的条件下，以某影厅为案例，详细介绍空调通风系统设计要点，提出对其空调通风及排烟系统进行整合优化的设计方案，具有现实意义及对今后的设计提供参考。

1 空调通风系统设计

广州某商业综合体工程总建筑面积约15万m2，为地上22层、地下3层的商业、办公综合楼，属于一类高层公共建筑。根据各功能区域的使用特点和业主管理要求，裙楼商业及地下室、超市、电影院三个区域的空调冷热源系统分开设置，各自独立运行、独立管理、独立计费。裙楼商业及地下室采用水冷中央空调系统（仅夏季供冷）；超市采用风冷冷水机组（仅夏季供冷）；电影院采用风冷热泵机组（夏季供冷，冬季供暖）；塔楼办公用房采用分体空调。负一层1#影厅房间面积372m2，设计观影人数231人，按照逐时逐项的冷负荷计算结果为98kW，设计方案如图1所示，空调通风设计情况如下：

图1 影厅空调通风及排烟系统优化方案示意图

（1）空调系统：由于影厅为大空间人员密集场所，对噪声标准要求较高，对空气洁净度要求较高，因此空调设计为一次回风全空气空调系统，过渡季节可全新风运行，具有较好的节能效果［9］，且空调风柜设置在机房内便于维护。空调风柜的设计制冷量为105kW，送风量15000 m3/h，新风量为2800 m3/h，排风机1为空调运行时排风，风量2400 m3/h，排风机2为过渡季节全新风运行时排风，风量13000m3/h（按新风量的85%设计），排风机1、2高、低位安装。

（2）风管系统：每个影厅设置一套独立的空调通风系统且风管不穿越其他影厅，以避免出现通过风管而串声的问题。空调送风口采用低噪声旋流式送风口，送回风主管均设置复合阻抗式消声器。根据《电影院建筑设计规范》JGJ58-2008的要求，弧形银幕与幕后墙面的距离不小于1.2米［10］，因此银幕后可设置扁形回风立管低位回风兼消防补风，回风管尺寸需要按消防补风量设计，回风管尺寸及安装空间需在建筑设计时加以考虑。排风机接至排烟系统主管处，排风与排烟共用风管、风口。

（3）放映机房：由于放映机普遍使用氙灯，氙气为有毒有害气体，因此空调系统不应回风，排风系统应独立设置，排风换气次数按不小于15次/h设计［10］，放映机按1000 m3/（台•h）的排风量设计。空调采用独立风机盘管，单独排风、负压进风。

（4）声学噪声控制：噪声标准按《民用建筑隔声设计规范》、《声环境质量标准》的要求执行。本影厅室内允许噪声级按35dB设计，通风空调系统应使通过风口传入观众厅的噪声比厅内允许噪声低5dB［10］。采取的消声与隔声措施有：空调机房、放映机房与观众厅设置双墙，机房内墙面做吸声处理，空调机组设隔振措施；风管主管设置复合阻抗式消声器，降低风管风速（主风管3-4 m/s，支风管≤2m/s），选用低噪声风口等；银幕后墙面和观众厅后墙面均做吸音处理；风管系统每个影厅独立设置不穿越其他影厅防止串声。最后由专业声学设计公司深化设计及审核。

（5）自动控制系统：空调季节运行时电动调节新风阀门及回风阀门，关闭补风机出口电动防火阀，打开排风机1，过渡季节全新风运行时新风阀门开大、关闭回风阀门，同时联动打开排风机2，关闭排风机1。遇火警信号时自动关闭空调风柜送风管、新风管设置的电动防火阀，关闭排风机1、排风机2，打开排烟风机和消防补风机。

2 排烟系统

2.1 系统设计

按照“面积大于100平方米的地上观众厅和面积大于50 m2的地下观众厅均应设置机械排烟设施”［10］的规定。如图1所示，机房设计为：排烟机房与排风机房共用，补风机房与空调机房共用，排烟机房与补风机房宜设置在对角位置（可贴邻影厅或布置在影厅附近），以满足进排风口角度方位或高差要求。此方案风机房的设置满足相关规范的要求且机房内需设置自动喷水灭火系统[8]。风管系统：排风系统与排烟风管共用，补风管与空调回风管共用，设补风兼回风立管于银幕后靠墙位置，低位补风，补风口/回风口设在离地1米（满足在储烟仓下沿以下），补风口风速按人员密集场所要求不大于5m/s设计。系统控制：补风机出风管设置常闭电动防火阀，火警时开启，排烟风机1、2入口风管均设置排烟防火阀，风机1入口风管设常闭排烟阀（具有火灾自动报警系统自动开启、消防控制室手动开启、现场手动开启的功能，开启信号与2台排烟风机联动），补风机与排烟风机联动开启、关闭［8］。

2.2 排烟系统计算及设备选型

影厅排烟系统排烟量计算如下：

上式（1）～（8）中的符号及物理意义、取值或计算结果列如表1所示：

表1 影厅机械排烟系统参数计算表

其中需要注意的是：根据《标准》4.6.9条文说明及图示［8］“对于多个楼层组成的高大空间，最小清晰高度按连通空间中同一防烟分区最上层计算得到的最小清晰高度，燃料面到烟层底部的高度Z是从着火的那一层起算”，如图2所示。即要保证房间内阶梯最上层空间的最小清晰高度，阶梯最上层净高3.8米，=1.98米，最上层空间的设计清晰高度为6.5-（8-3.8）=2.3m，已大于1.98米，影厅空间高度关系如图3所示。

图2 最小清晰高度示意［5］

图3 影厅空间高度关系示意图

排烟口最大允许排烟量与《标准》附录B查表值2.23×104 m3/h基本吻合，即验证了附录B是按有天花且封闭情况下的最大允许排烟量［11］。排烟系统设备选型情况如表2所示。

表2 影厅机械排烟设备选型表

3 结语

满足现行《标准》的条件下，以影厅为案例，对空调通风系统设计进行了详细介绍及指出设计要点，对排烟系统进行了详细计算及设备选型设计，得出计算排烟量比查表排烟量小，需按较大值进行设计，排烟量较以往按旧规范的情况增大很多。本文对空调通风、机械排烟系统进行了整合优化设计，使设计方案具有机房高效、少占用面积、减少机房和风井数量、减少风管布置等优点，设计方案及结果对今后影厅的通风排烟优化设计具有重要参考意义。