山西醫(yī)科大學學生活動中心空調(diào)及采暖設計

王業(yè)輝

(山西省建筑設計研究院，山西太原 030013)

1 工程概況

本工程為山西某醫(yī)科大學的大學生活動中心，該工程分為兩段，其中2-5軸～3-10軸為一段，1-1軸～2-6軸為二段。其中一段部分為劇場、舞臺、放映室、小賣部等;二段為辦公部分及設備用房，其中1層為化妝間、變電室、服裝間、中庭;2層為社團活動;

3層為校史陳列、電視臺演播室;4層為辦公、廣播站、會議室?？偨ㄖ娣e為:15 098.45 m2，建筑高度為:18.6 m，室內(nèi)外高差為:0.6 m。

2 室內(nèi)設計

2.1 室外計算參數(shù)

室外計算參數(shù)見表1。

表1 室外氣象參數(shù)

2.2 室內(nèi)設計參數(shù)

1)報告廳空調(diào)設計溫度(見表2)。

表2 劇場及舞臺空調(diào)室內(nèi)設計參數(shù)

2)室內(nèi)采暖設計溫度(見表3)。

2.3 圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)

1)體形系數(shù)為:0.15，各朝向窗墻面積比分別是:東向:0.28，南向:0.28，西向:0.25，北向:0.25。

2)外墻:50厚發(fā)泡水泥板;傳熱系數(shù)為0.450 W/(m2·K);屋頂:120厚發(fā)泡混凝土板;傳熱系數(shù)為0.490 W/(m2·K);外窗:Low-EPA斷橋鋁合金中空玻璃窗;傳熱系數(shù)為2.650W/(m2·K);天窗:Low-EPA斷橋鋁合金中空玻璃窗;傳熱系數(shù)為 2.650W/(m2·K)。

表3 采暖區(qū)域室內(nèi)設計參數(shù) ℃

3 采暖系統(tǒng)設計

1)由于該建筑物一段的劇場走道和二段的1層大廳，2層的社團活動，3層的校史陳列大廳，4層的辦公均采用了大玻璃幕墻增加建筑物的美觀及采光，所以為了不影響建筑物的美觀，決定這部分采暖系統(tǒng)采用水平雙管下供下回式同程系統(tǒng)，同時采用供回水管中心距為300 mm的鋼制板式散熱器，每層的采暖供回水干管走在下一層的頂板下。

2)一段劇場的門廳高度為11.6m，二段的中庭高度為22.0m，并且二段中庭的頂部為了消防的需要開設了天窗，如果單靠走道和大廳的散熱器采暖，最終由于空氣流動及中庭的煙囪效應使熱空氣聚集在中庭頂部，冷空氣聚集在中庭底部，根本無法使中庭一層冬天保持在16℃，人會感覺到非常冷。而地板輻射采暖的優(yōu)點就在于它是輻射采暖，熱量直接可以從地面下輻射出來，這樣會使人覺得比較舒服。綜上所述采用地板輻射采暖，但是水溫為85℃/60℃，大大超過了國家的規(guī)定，所以分集水器采用帶混水泵的分集水器。

3)二段辦公部分采用上供下回式同程采暖系統(tǒng)，為了便于分室調(diào)節(jié)達到節(jié)能，在每組散熱器上加裝三通溫控閥。

4 空調(diào)系統(tǒng)設計

1)一段劇場高度為20.45 m，為上下兩層劇場，且沒有窗戶。如果單靠散熱器采暖，因為空間高大，可布置散熱器的墻面非常小，無法滿足冬天采暖要求。由于沒有窗戶，通風條件不好，會造成夏天非常悶熱，所以綜合考慮采用全空氣一次回風空調(diào)系統(tǒng)，并輔之以散熱器采暖。由于沒有地下室，在劇場的1層，3層均設置了空調(diào)機房，每層兩個。在風口的選擇上，在頂層布置的風口采用ATKP25號型溫控型自動大空間擴散型圓形風口，增加風口向下送風的壓力，盡量使風量能到達劇場底部。在劇場一層頂板下布置的風口選用DUK-V-K/200型球形噴口，與劇場頂部布置的風口相呼應，做到保證劇場第一排的座位在夏天也能比較涼快，冬天比較溫暖。

2)一段劇場舞臺高度為26.5 m，采用散熱器采暖，熱量遠遠達不到負荷要求，所以采用全空氣一次回風空調(diào)系統(tǒng)，并輔之以散熱器采暖。由于沒有地下室，空調(diào)機房設置在劇場13.5 m高度處，共兩個。在風口布置的高度上考慮到，如果風口布置在劇場頂部，即使選用ATKP25號型自動大空間擴散型圓形風口增加風口的送風壓力，也難以使風量到達劇場底部，所以布置時降風管降低到距舞臺地面高度為6.0 m的高度處，風口依然選擇ATKP25號型溫控型自動大空間擴散型圓形風口。

3)由于沒有地下室，無法布置大型制冷機組，所以為了節(jié)省建筑空間，在空調(diào)系統(tǒng)選擇上選擇了風冷熱泵機組，將六臺機組放在劇場頂部。在劇場三層的空調(diào)機房內(nèi)設置了定壓補水裝置及循環(huán)水泵，為了解決風冷熱泵機組冬天不好用的問題，設計時從劇場采暖主干管上分一支采暖干管接入空調(diào)機房內(nèi)的循環(huán)水泵上，做到空調(diào)機組冬天也能正常運轉(zhuǎn)。

4)因為考慮到劇場和舞臺的特殊性，所以所有空調(diào)機組均采用大功率的組合式空調(diào)機組，增加送風壓力。

5 通風及防、排煙系統(tǒng)設計

1)本工程造型較為復雜，對消防提出了嚴格的要求。一段的劇場面積為620 m2，遠大于300 m2，且沒有窗戶，所以根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》采用機械排煙。由于層高為20.45 m，可以不劃分防煙分區(qū)。在計算排煙量時采用了以下兩種計算方法:

第一種:620×60=37 200 m3/h。

第二種:620×20.45×6=76 074 m3/h。

處于安全考慮采用了第二種計算所得排煙量。

在布置排風口時由于考慮到劇場頂部布置了送風口，且劇場頂部有人員通行的馬道，所以為了保證馬道上人員的通行，同時也盡量避免送風和回風之間的氣流短路，所以排風口布置在了劇場的中心線，與送風口盡量拉開距離，同時也盡量保證美觀。在風機的選擇上考慮到劇場的排風經(jīng)常使用，且排風量為新風量的80%，風量較小，不適合選用雙速風機，所以決定選用排風機和排煙專用風機各一臺，共四臺風機。風機布置在劇場屋頂，避免影響室內(nèi)。

2)一段的劇場舞臺面積為412 m2，高度為26.5 m，為一個防火分區(qū)，且沒有窗戶，所以根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》采用機械排煙。由于層高為26.50 m，可以不劃分防煙分區(qū)。在計算排煙量時采用了兩種計算方法:第一種:412×60=24 720 m3/h，第二種:412×26.5×6=65 508 m3/h，處于安全考慮采用了第二種計算所得排煙量。在風機的選擇上考慮到舞臺的排風經(jīng)常使用，且排風量為新風量的80%，風量較小，不適合選用雙速風機，所以決定選用排風機和排煙專用風機各一臺，共四臺風機。風機布置在舞臺屋頂，避免影響室內(nèi)。

3)二段辦公部分的中庭高度為22.0 m，中庭頂部開啟天窗，面積為中庭地面面積的5%，雖然根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》可以不用排煙，但是為了安全起見，本次設計決定采用機械排煙。排煙量為:173×22×6=22 836 m3/h，布置一臺專用排煙風機在四層屋頂上。

4)在本次設計中，一段和二段中均有大面積的無窗房間，這些房間均設置了機械排風，而排煙則借用走道的機械排煙。

6 空調(diào)節(jié)能設計

1)空調(diào)系統(tǒng)保溫。為了減少空調(diào)送風系統(tǒng)及水系統(tǒng)在夏季時的冷量損失，冬季時的熱量損失，所以本次設計決定風管與水管均采用難燃B1級HM型橡塑保溫材料，這種材料具有極高的保溫隔熱、防潮性能，非常適用于空調(diào)系統(tǒng)的保溫。

2)劇場及舞臺空調(diào)系統(tǒng)中每臺空調(diào)機組均設置了由溫度控制面板和電動二通閥(或電動調(diào)節(jié)閥)組成的水量自動調(diào)節(jié)裝置，這樣可以根據(jù)房間溫度的變化來調(diào)節(jié)水量達到節(jié)能。

3)劇場及舞臺的所有空調(diào)送風系統(tǒng)均設置了電動控制閥，這樣可以使空調(diào)系統(tǒng)的新風量隨著季節(jié)的變化而變化，尤其是春季和秋季，室內(nèi)外溫差不大時，這樣可以使空調(diào)系統(tǒng)直接提供新風，而不用經(jīng)過制冷或制熱的處理，這樣更加節(jié)能。

4)劇場及舞臺的空調(diào)水系統(tǒng)為變流量系統(tǒng)，所以設計時將風冷熱泵機組設計為可變冷量制冷機組，這樣可以使整個系統(tǒng)達到最大化節(jié)能，同時將空調(diào)機房內(nèi)的空調(diào)水系統(tǒng)環(huán)路及自動補水裝置的進水管上均設置了熱計量表及水表，這樣可以使系統(tǒng)水量的使用更加經(jīng)濟、合理，從而達到節(jié)能的設計要求。

5)在本次設計中，劇場及舞臺內(nèi)的送風口選用了ATKP型—溫控型大空間擴散型圓形風口，這樣送風口可以根據(jù)室內(nèi)的溫度變化來調(diào)節(jié)送風量，以達到節(jié)能的目的。

7 采暖節(jié)能設計

1)采暖系統(tǒng)保溫。為了減少冬季采暖的熱量損失，所以所用敷設在室內(nèi)地溝內(nèi)的采暖管道均采用了離心玻璃棉保溫材料。

2)所用室內(nèi)散熱器均安裝了自力式溫控閥，使得人們可以根據(jù)室內(nèi)溫度來調(diào)節(jié)散熱器。

3)該建筑物的采暖熱力入口采用了自力式流量控制閥。

8 設計體會

通過本次設計，我體會最深的是無論采暖還是空調(diào)，都要做到節(jié)能，同時也要體現(xiàn)人性化。再一個消防是非常重要的，絕不能馬虎大意。

［1］陸耀慶.實用供熱空調(diào)設計手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1997.

［2］潘云鋼.高層民用建筑空調(diào)設計［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1999.

［3］DBJ 04-241-2006，公共建筑節(jié)能設計標準［S］.

［4］GB 50019-2003，采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范［S］.

［5］GB 50016-2006，建筑設計防火規(guī)范［S］.

［6］中國建筑標準設計研究所.暖通空調(diào)·動力［M］.北京:中國計劃出版社，2009.

［7］馬云良，姚 楊.民用建筑空調(diào)技術(shù)［M］.北京:化學工業(yè)出版社，2003.