室內(nèi)游樂(lè)場(chǎng)所高大空間建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)

董軍武

摘? ? 要：基于某室內(nèi)游樂(lè)場(chǎng)所的高大空間建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)分析，針對(duì)當(dāng)前建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之中存在的問(wèn)題研究，得出暖通空調(diào)系統(tǒng)體系的規(guī)劃設(shè)計(jì)，熱回收裝備要合理利用等設(shè)計(jì)要點(diǎn)，從而全面闡述室內(nèi)游樂(lè)場(chǎng)所高大空間建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)重要性。

關(guān)鍵詞：高大空間;建筑暖通;空調(diào)設(shè)計(jì)

1? 引言

隨著時(shí)代的發(fā)展，文化旅游地產(chǎn)項(xiàng)目在中國(guó)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，其中主題游樂(lè)場(chǎng)館也越來(lái)越多，越來(lái)越高，越來(lái)越大。相對(duì)于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)或體育館類高大空間的空調(diào)技術(shù)，此類項(xiàng)目空調(diào)系統(tǒng)還是有比較明顯的特殊性，在作者設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到不少挑戰(zhàn)和難題。

2? 游樂(lè)場(chǎng)館高大空間暖通空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)分析

游樂(lè)場(chǎng)館的空調(diào)負(fù)荷除圍護(hù)結(jié)構(gòu)、新風(fēng)、燈光等常規(guī)負(fù)荷外，還有一項(xiàng)比較重要的負(fù)荷，即游樂(lè)設(shè)備的散熱負(fù)荷，有些游樂(lè)場(chǎng)所的游樂(lè)設(shè)備高達(dá)200多千瓦，對(duì)室內(nèi)空調(diào)設(shè)備的處理能力要求較高，而且，游樂(lè)設(shè)備通常運(yùn)動(dòng)范圍比較大，如黑暗騎乘、情景式過(guò)山車之類，其散熱冷負(fù)荷很難采用局部空調(diào)的方式處理，需結(jié)合整個(gè)空間統(tǒng)一處理。此外，由于游樂(lè)設(shè)備運(yùn)動(dòng)對(duì)室內(nèi)氣流造成強(qiáng)烈擾動(dòng)，常規(guī)分層空調(diào)理論及負(fù)荷計(jì)算方法，都不太適用，需重新評(píng)估空調(diào)氣流組織模型，進(jìn)行校正和驗(yàn)算。

對(duì)于冬季供熱工況，高大空間的供暖問(wèn)題更加突出。因場(chǎng)館高度通常較大，這將導(dǎo)致溫暖的空氣聚集在頂部，并且經(jīng)常受到垂直不平衡的影響，這將給房間的溫度梯度帶來(lái)很大的問(wèn)題。因此，在設(shè)計(jì)大空間暖通空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)特別注意其采暖設(shè)計(jì)，并應(yīng)采取合理措施降低溫度梯度。有必要對(duì)高大空間的空調(diào)特點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的研究，制定好的設(shè)計(jì)方案，才能取得良好的效果，提高整體性能。

3? 項(xiàng)目實(shí)踐中，暖通空調(diào)系統(tǒng)遇到的棘手問(wèn)題

3.1? 室內(nèi)人員密度選取及新風(fēng)量問(wèn)題

游樂(lè)場(chǎng)館都是比較高大的區(qū)域，空間體積10～18萬(wàn)立方米，保持室內(nèi)微正壓的新風(fēng)量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人員實(shí)際需求，造成較大的能源浪費(fèi)。同時(shí)，排隊(duì)區(qū)的設(shè)計(jì)人員密度通常較高，達(dá)到2～3人/m2，其人員設(shè)計(jì)新風(fēng)負(fù)荷能占到此區(qū)域空調(diào)負(fù)荷的70%～80%。在設(shè)計(jì)中，此兩部分新風(fēng)量的指標(biāo)及風(fēng)平衡的計(jì)算，可謂翻來(lái)覆去，歷經(jīng)假定-質(zhì)疑-試行-推翻-再假定的各個(gè)階段。最終，基于場(chǎng)館整體風(fēng)平衡的考慮，在各功能區(qū)之間開(kāi)設(shè)連通口，利用各區(qū)域空氣壓差，集中在某一處區(qū)域設(shè)置排風(fēng)。

3.2? 包裝專業(yè)的重要性及對(duì)暖通專業(yè)對(duì)重大影響

在通常商業(yè)項(xiàng)目中難以見(jiàn)到對(duì)包裝專業(yè)，在游樂(lè)項(xiàng)目中占到了舉足輕重對(duì)地位。造型絢麗、奇特的立面效果，彰顯了不同的游樂(lè)主題;室內(nèi)隔離現(xiàn)實(shí)的裝修效果，讓人深度沉浸其中。因此，在外墻，通常沒(méi)有通風(fēng)百葉的空間，或者百葉與造型效果格格不入，外窗的設(shè)置，也受到較大限制，導(dǎo)致自然排煙的區(qū)域有限，所以室內(nèi)進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)都需要上至屋頂，屋頂?shù)陌b構(gòu)件對(duì)風(fēng)口位置的影響，加之進(jìn)、排風(fēng)自身間距的要求，造成了屋面水平風(fēng)管交錯(cuò)密布，額外增加了風(fēng)機(jī)阻力。在室內(nèi)，送、回風(fēng)口位置受到較大限制，導(dǎo)致了較長(zhǎng)的回風(fēng)段，室內(nèi)綜合管線的布置及天花高度也受到了更嚴(yán)峻的考驗(yàn)，傳統(tǒng)綜合管線布置原則及剖面，已經(jīng)很難表達(dá)清晰，BIM技術(shù)在此類項(xiàng)目中應(yīng)用必不可少。

3.3? 排煙系統(tǒng)設(shè)置的困難

游樂(lè)場(chǎng)所層高較高，大部分區(qū)域都成了高大空間，按防煙排煙規(guī)范規(guī)定的排煙量，每個(gè)區(qū)域排煙量都是7～9萬(wàn)m3/h，其排煙管道尺寸成了天花中都巨無(wú)霸，對(duì)室內(nèi)管道布置影響較大。另外，因各地對(duì)防排煙規(guī)范對(duì)理解差異性問(wèn)題，各地項(xiàng)目經(jīng)常存在消防和排煙控制閥的設(shè)置不準(zhǔn)確的情況，并且還存在兩種不同的閥組合使用的情況。建議采用2臺(tái)排煙風(fēng)機(jī)同時(shí)負(fù)擔(dān)不同防煙分區(qū)排煙量，以減少排煙管道尺寸。

4? 建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

4.1? 明確高大空間建筑的使用性能，加強(qiáng)設(shè)計(jì)的針對(duì)性

如前所述，大多數(shù)游樂(lè)場(chǎng)館有自身獨(dú)特性，騎乘類、軌道類、劇院類的游樂(lè)場(chǎng)館，游覽主線和人員運(yùn)動(dòng)量都不相同，需針對(duì)游樂(lè)項(xiàng)目及場(chǎng)館特性，進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)，以滿足人員娛樂(lè)性與舒適性。在我們項(xiàng)目中，黑暗騎乘項(xiàng)目是水平軌道類主線，游樂(lè)人員全部集中在場(chǎng)所下部范圍，因此采用了分層空調(diào)設(shè)計(jì)，對(duì)空調(diào)負(fù)荷進(jìn)行了一定比例折減。室內(nèi)情景過(guò)山車項(xiàng)目，因軌道高低錯(cuò)落，且過(guò)山車速度很快，對(duì)溫濕度不敏感，因此僅在上下客區(qū)域保留了空調(diào)系統(tǒng)，并考慮了一定量的空氣氣流損失。

另一方面，對(duì)于不同地區(qū)的項(xiàng)目，也應(yīng)針對(duì)性的設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)。在北方，考慮到節(jié)能效果，應(yīng)將空調(diào)和散熱器采暖的綜合效果結(jié)合起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)資源的有效利用。如果沒(méi)有活動(dòng)，則可以使用散熱器保持溫度。當(dāng)室內(nèi)溫度不足時(shí)，通過(guò)空調(diào)的熱量補(bǔ)充熱量，以確保整體暖通空調(diào)設(shè)計(jì)科學(xué)有效，同時(shí)提高人們的幸福生活指數(shù)，充分利用資源。加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)。

4.2? 暖通空調(diào)系統(tǒng)體系的綜合設(shè)計(jì)理念

主題游樂(lè)項(xiàng)目建設(shè)，通常含有多個(gè)游樂(lè)主題場(chǎng)館，呈集群化發(fā)展，每個(gè)場(chǎng)館的主題、動(dòng)線、設(shè)計(jì)需求都不相同。一方面涉及的顧問(wèn)、設(shè)計(jì)及咨詢單位眾多，工作界面復(fù)雜，另一方面項(xiàng)目前期運(yùn)營(yíng)需求的不確定性較多，后期變化頻繁，此外，各單體游樂(lè)場(chǎng)館內(nèi)專業(yè)工種也多，比如建筑、結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、包裝、裝修、機(jī)電、游樂(lè)設(shè)備、創(chuàng)意及演藝等。各專業(yè)工種都應(yīng)秉持綜合設(shè)計(jì)的理念，在保持本專業(yè)設(shè)計(jì)合理性同時(shí)，兼顧相關(guān)專業(yè)的需求，暖通空調(diào)系統(tǒng)也不例外。綜合設(shè)計(jì)也不同于多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)，除多專業(yè)之間協(xié)調(diào)、互提資料等，還包含各單體之間的協(xié)同、各地區(qū)項(xiàng)目之間的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、初期成本控制目標(biāo)及運(yùn)營(yíng)階段調(diào)節(jié)需求等。在項(xiàng)目規(guī)劃階段，應(yīng)對(duì)整個(gè)游樂(lè)園區(qū)的整體定位、規(guī)模、性能指標(biāo)及空調(diào)方式等進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，制定能耗目標(biāo)，在設(shè)計(jì)階段，根據(jù)場(chǎng)館的實(shí)際布置情況，根據(jù)建筑物用戶的實(shí)際需要，對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，使其能夠充分發(fā)揮作用，滿足建筑用戶的基本需求，在施工階段，還需根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)的周期、分期建設(shè)情況等，合理進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.3? 節(jié)能技術(shù)的合理利用

高大空間的空調(diào)系統(tǒng)，多數(shù)是全空氣系統(tǒng)，送風(fēng)能耗相對(duì)較高，對(duì)于采用集中冷熱源的大型園區(qū)項(xiàng)目，冷熱能源的輸送及損失更是需要重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。通常節(jié)能有以下幾個(gè)方向，第一，應(yīng)合理確定室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)于餐廳、排隊(duì)區(qū)等區(qū)域，可按常規(guī)規(guī)范要求溫濕度設(shè)計(jì)，軌道類高大空間，可考慮保持上下客區(qū)域的空調(diào)參數(shù)，其他區(qū)域可適當(dāng)降低要求;第二，對(duì)于排隊(duì)區(qū)等高密度人員區(qū)域，基于CO2的需求通風(fēng)可大幅節(jié)省運(yùn)行階段新風(fēng)能耗，在過(guò)渡季，全空氣系統(tǒng)可考慮全新風(fēng)運(yùn)行模式;第三，變頻技術(shù)應(yīng)用，從主機(jī)、水泵、冷卻塔的變頻，到末端空調(diào)處理機(jī)組變頻;第四，大溫差技術(shù)，對(duì)于采用能源中心等集中冷熱源的系統(tǒng)，大溫差技術(shù)可顯著降低輸送能耗;第五，熱回收技術(shù)，包括制冷主機(jī)冷凝熱回收和排風(fēng)熱回收，制冷主機(jī)冷凝熱回收常用于激流勇進(jìn)等項(xiàng)目水體的加熱及淋浴等生活熱水需求，對(duì)于嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)，排風(fēng)熱回收技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益也很明顯，應(yīng)合理規(guī)劃排風(fēng)、新風(fēng)路由。

5? 結(jié)語(yǔ)

隨著人們對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)充分結(jié)合建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際情況，準(zhǔn)確計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)，并以高經(jīng)濟(jì)，低能耗為主要設(shè)計(jì)理念、原則選擇最佳設(shè)計(jì)。 對(duì)于高層和大型建筑，供暖和空調(diào)系統(tǒng)需要與熱泵技術(shù)，分層空調(diào)系統(tǒng)和消防系統(tǒng)充分結(jié)合，以確保該計(jì)劃的有效性，安全性和環(huán)境保護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳慧，劉穎慧.高大空間公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].建材與裝飾，2019（2）：107～108.

[2] 劉瑞軍.高大空間公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析[J].山西建筑，2017（32）：108～109.