淺談蘇州現(xiàn)代傳媒廣場(chǎng)2000演播室暖通設(shè)計(jì)

廖 晨， 徐 光， 廖健敏， 印偉偉， 沐俊華

淺談蘇州現(xiàn)代傳媒廣場(chǎng)2000演播室暖通設(shè)計(jì)

廖 晨1， 徐 光1， 廖健敏1， 印偉偉1， 沐俊華2

（1.中衡設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司，江蘇 蘇州 215021；2.蘇州市廣播電視總臺(tái)，江蘇 蘇州 215028）

以蘇州現(xiàn)代傳媒廣場(chǎng)2000演播室為例，從空調(diào)系統(tǒng)、消聲減振、氣流組織等方面介紹其暖通設(shè)計(jì)的具體步驟及內(nèi)容，并通過CFD模擬分析，闡述其演播室暖通設(shè)計(jì)的合理性。

2000演播室； 空調(diào)系統(tǒng)； 消聲減振； 氣流組織

0 引言

演播室作為廣電演播樓中的重要功能區(qū)域，有著房間內(nèi)部空間復(fù)雜、工藝設(shè)備發(fā)熱量大、噪聲標(biāo)準(zhǔn)要求高等特殊性，對(duì)暖通專業(yè)的設(shè)計(jì)要求也相對(duì)較高。

1 空調(diào)方案確定

1.1 空調(diào)設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析

2000演播室位于現(xiàn)代傳媒廣場(chǎng)的演播辦公樓內(nèi)，從1F至5F通高，其中1F至M2F（3.2m）為活動(dòng)升降臺(tái)區(qū)域，M2F至5F（30.1m）為演播室的活動(dòng)區(qū)域，其房間凈尺寸47.35m×35.4m×26.9m（長(zhǎng)×寬×高），面積達(dá)1676.19m2。

2000演播室的空調(diào)設(shè)計(jì)難點(diǎn)主要包括：

（1）演播室層高為30.1m，室內(nèi)空間復(fù)雜，不僅有燈光設(shè)備層，還有檢修馬道；

（2）室內(nèi)有大量的工藝燈光設(shè)備，發(fā)熱量大，當(dāng)燈光開啟時(shí)，散熱量達(dá)到400W/m2以上，溫度梯度在垂直方向上有較大的變化，下部溫度低，上部溫度高，在頂棚附近有穩(wěn)定的高溫空氣層現(xiàn)象；

（3）演播室內(nèi)節(jié)目類型復(fù)雜，使用時(shí)間不固定，節(jié)目表演人員數(shù)量差異大，且衣著情況各不相同，對(duì)室內(nèi)溫度要求高，因此在使用時(shí)需要有較大的預(yù)熱（預(yù)冷）負(fù)荷，這部分負(fù)荷會(huì)增加空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)；

（4）演播室對(duì)氣流組織要求較高，對(duì)風(fēng)速、噪聲均有較其他場(chǎng)所更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 空調(diào)方案簡(jiǎn)介

考慮到空調(diào)設(shè)計(jì)難點(diǎn)，結(jié)合業(yè)主使用需求和現(xiàn)有條件，制定如下空調(diào)方案：

冷、熱源采用水冷高效離心式冷水機(jī)組及承壓熱水鍋爐；

末端采用定風(fēng)量一次回風(fēng)雙風(fēng)機(jī)全空氣空調(diào)系統(tǒng)，新風(fēng)通過熱回收機(jī)組集中處理后供給，新風(fēng)比可達(dá)25%，不同季節(jié)通過調(diào)節(jié)新風(fēng)比及水路電動(dòng)閥的開啟度使室溫趨近設(shè)定溫度；

在西方國(guó)家，以英國(guó)的上議院為例，其協(xié)商民主的保障制度就歷經(jīng)了從習(xí)慣法(軟法)到制定法(硬法)的演進(jìn)過程才建立起了軟法和硬法相結(jié)合的保障機(jī)制。英國(guó)上議院起初的保障機(jī)制來自日耳曼人的商議習(xí)慣，1215年制定的《自由大憲章》則從憲法的層面為貴族開會(huì)協(xié)商議政提供了根本的法律依據(jù)，此后通過的《權(quán)利請(qǐng)?jiān)笗贰稒?quán)利法案》《國(guó)會(huì)法》《國(guó)會(huì)參政法》以及《人權(quán)法案》等，使英國(guó)上議院逐步建立起較為完善的協(xié)商民主硬法保障機(jī)制。也正是借助這些硬法保障機(jī)制，英國(guó)的上議院可以通過質(zhì)詢和彈劾等方式追究相關(guān)人員的責(zé)任，從而使其協(xié)商民主實(shí)現(xiàn)的法律力度較大，水準(zhǔn)較高。

氣流組織采用上送、上回+下回方式，上部通過送風(fēng)短管進(jìn)行送風(fēng)，送風(fēng)短管內(nèi)貼吸音材料，避免產(chǎn)生二次噪聲；考慮到燈光等負(fù)荷往往集中在上部區(qū)域，采用上部回風(fēng)（占回風(fēng)量1/3）與下部回風(fēng)相結(jié)合的回風(fēng)方式。上部百葉風(fēng)口配風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，根據(jù)工藝負(fù)荷的量調(diào)節(jié)風(fēng)口的開啟角度及數(shù)量，下部回風(fēng)口底標(biāo)高設(shè)置在地面以上500mm高范圍內(nèi)。

具體空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖1-圖3所示。

2 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在確定空調(diào)設(shè)計(jì)方案后，筆者從室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)及負(fù)荷選取、氣流組織模擬等方面對(duì)2000演播室的空調(diào)設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)分析。

2.1 室內(nèi)詳細(xì)設(shè)計(jì)參數(shù)及負(fù)荷選取

室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)依據(jù)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50019-2003）、《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50736-2012）、《廣播電視中心技術(shù)用房室內(nèi)環(huán)境要求》（GYJ43-90）、《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50189-2005）及業(yè)主設(shè)計(jì)任務(wù)書選取，具體見表1。

2.2 氣流組織設(shè)計(jì)

各功能房間空調(diào)系統(tǒng)的氣流組織在空調(diào)方案確定一欄中已經(jīng)作了詳細(xì)描述，在此以表格的方式進(jìn)行總結(jié)，見表2。

圖1 2000演播室空調(diào)系統(tǒng)圖

圖2 2000演播室空調(diào)風(fēng)管平面布置圖

圖3 2000演播室空調(diào)風(fēng)管剖面圖

表1 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)?及負(fù)荷選取

表2 空調(diào)氣流組織形式

其中2000演播室回風(fēng)風(fēng)管是從地下室機(jī)房上到五層后再分上、下部回風(fēng)，上部回風(fēng)管道按照總回風(fēng)量的1/3計(jì)算風(fēng)管管徑及排風(fēng)口尺寸，下部回風(fēng)管道按照總風(fēng)量計(jì)算風(fēng)管管徑及風(fēng)口尺寸，以便適應(yīng)不同工況的上、下回風(fēng)量調(diào)節(jié)要求。其回風(fēng)管設(shè)計(jì)主要基于以下兩方面考慮：

（1）演播室的噪聲主要來源于空調(diào)箱、風(fēng)機(jī)等設(shè)備產(chǎn)生的噪聲以及風(fēng)管內(nèi)氣流產(chǎn)生的噪聲，這些噪聲在傳送的過程中被風(fēng)管吸聲一部分，在風(fēng)管轉(zhuǎn)彎處和斷面變形處還將有一部分噪聲被反射，從而造成噪聲的衰減；因此在管路布置中適當(dāng)增加管路長(zhǎng)度及走向變化可以達(dá)到衰減噪聲的目的；

2.3 消聲減振設(shè)計(jì)

2000演播室對(duì)噪聲的要求較高，其主要的噪聲來源為空調(diào)系統(tǒng)的噪聲，空調(diào)系統(tǒng)中的噪聲源主要有風(fēng)機(jī)、空調(diào)處理機(jī)組等機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的噪聲，氣流產(chǎn)生的噪聲，入射到風(fēng)管內(nèi)而傳入室內(nèi)的噪聲等，因此空調(diào)系統(tǒng)的消聲減振措施顯得尤為重要?？照{(diào)設(shè)備的隔振、空調(diào)通風(fēng)機(jī)房的降噪與隔聲均由土建配合施工完成，具體措施不再贅言；文章主要從空調(diào)系統(tǒng)管道輸送角度闡述消聲設(shè)計(jì)。

（1）嚴(yán)格控制風(fēng)管內(nèi)氣流的風(fēng)速，同時(shí)對(duì)噪聲進(jìn)行核算。NR30噪聲標(biāo)準(zhǔn)下風(fēng)管內(nèi)允許的流速見表3。

（2）空調(diào)通風(fēng)管道上設(shè)置三級(jí)消聲措施，降低和消除通風(fēng)機(jī)噪聲沿通風(fēng)管道傳入室內(nèi)，同時(shí)局部房間送風(fēng)短管內(nèi)貼吸音材料，避免產(chǎn)生二次噪聲；具體消聲方式及措施詳見表4。

表4 演播室消聲措施匯總

3 氣流組織模擬

表3 NR30噪聲標(biāo)準(zhǔn)下風(fēng)管內(nèi)允許風(fēng)速限值

氣流組織模擬是設(shè)計(jì)階段論證空調(diào)設(shè)計(jì)效果的重要輔助手段。為驗(yàn)證2000演播室的暖通空調(diào)的運(yùn)行效果，輔助空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，筆者利用CFD技術(shù)對(duì)其進(jìn)行夏季工況和冬季工況下的氣流組織模擬。

需要注意的是，在夏季，演播室空調(diào)為制冷工況運(yùn)行，開啟上部回風(fēng)管道上的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，通過上部回風(fēng)口把大量的燈光輻射熱量直接排走，上部送風(fēng)短管及下部回風(fēng)口形成的氣流循環(huán)；在冬季，演播室空調(diào)為制熱工況運(yùn)行，需要關(guān)閉上部回風(fēng)管道上的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，使全部的熱空氣經(jīng)過人員活動(dòng)區(qū)域回至機(jī)組。

圖4與圖5分別對(duì)應(yīng)夏季與冬季的氣流組織模擬結(jié)果，展示了在人員活動(dòng)區(qū)域（1.5m高度）的溫度分布云圖，模擬基于四臺(tái)空調(diào)機(jī)組全部運(yùn)行的運(yùn)行工況。

此時(shí)人員活動(dòng)高度空氣溫度約為：23-27℃，其中人員活動(dòng)區(qū)（觀眾區(qū)）溫度達(dá)到了25-27℃，舞臺(tái)區(qū)域也達(dá)到了23-25℃，較為舒適。證明該氣流組織形式設(shè)置合理，能達(dá)到較理想的夏季制冷效果。

由溫度分布云圖可知，冬季人員活動(dòng)高度的空氣溫度范圍為24-27℃，其中人員活動(dòng)區(qū)域相對(duì)較高，舞臺(tái)區(qū)域相對(duì)較低。

圖4 夏季1.5m高度溫度分布云圖（上送、下回+頂回）注：x=1.5m/27.0m≈0.054，故選取0.054比例高度即為1.5m高度。

圖5 冬季1.5m高度溫度分布云圖（上送、下回）注：x=1.5m/27.0m≈0.054，故選取0.054比例高度即為1.5m高度。

2000演播室位于傳媒廣場(chǎng)大樓內(nèi)區(qū)，冬季熱負(fù)荷較小，同時(shí)還有人員、燈光、設(shè)備發(fā)熱等作為輔助熱源，因此僅送部分熱風(fēng)就能很快達(dá)到室內(nèi)溫度需求。建議冬季在使用前開啟預(yù)熱，當(dāng)2000演播室正式使用時(shí)，通過調(diào)節(jié)空調(diào)設(shè)備新風(fēng)比，在保證滿足人員最小新風(fēng)量的前提下開啟最少的空調(diào)處理機(jī)組臺(tái)數(shù)，這樣在降低空調(diào)噪聲的同時(shí)也達(dá)到了節(jié)能的目的。

4 結(jié)語

文章僅針對(duì)2000演播室的暖通設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述，演播樓中功能性重要的房間還包括600演播室、虛擬演播室、錄音室、直播室、配音室、導(dǎo)控室等，設(shè)計(jì)原則基本一致，不再贅述。

2000演播室目前基本都是作為一個(gè)大空間使用，運(yùn)行工況也基本單一，也僅是針對(duì)這種運(yùn)行工況論述，但演播室的實(shí)際運(yùn)行工況類型多樣，需要根據(jù)不同運(yùn)行工況選擇合理的氣流組織形式及運(yùn)行策略，否則很難滿足演播室的空調(diào)使用要求；希望同行對(duì)這種功能性強(qiáng)、空間特殊的建筑的空調(diào)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入探討，從多方位去考慮空調(diào)系統(tǒng)、氣流組織以及消聲減振等方面的設(shè)計(jì)，希望文章在此方面能提供幫助。

[1]GY/T5043-2013，廣播電視中心技術(shù)用房室內(nèi)環(huán)境要求[S].

[2]GYJ42-89，廣播電視中心技術(shù)用房容許噪音標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]黃建倩.大型演播室空調(diào)設(shè)計(jì)方法研究[D].上海：同濟(jì)大學(xué)，2008.

Air Conditioning System Design for the Swimming Poor of a Stars Hotel

LIAO Chen1， XU Guang1， LIAO Jian-min1， YIN Wei-wei1， MU Jun-hua2

（1.Suzhou Institute of Architectural Design Co.，Ltd，Suzhou 215021，China；2.Suzhou Broadcast Station，Suzhou 215028，China）

This article takes the 2000 standard broadcasting studio of“Suzhou Modern Square”for instance，describing its concrete steps and contents of HVAC design on air-conditioning system，noise eilimination and vibration reduction，air distribution.Through the CFD simulation analysis，represent the rationality of the design of its hvac in standard broadcasting studio spaces.

2000 standard broadcasting studio； air-conditioning system；noise eilimination and vibration reduction；air distribution

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2017.04.018

TU831

B

2095-3429（2017）04-0084-05

廖 晨（1963-），男，江蘇人，?？?，高級(jí)工程師，從事暖通設(shè)計(jì)工作；

徐 光（1979-），男，江蘇人，碩士，高級(jí)工程師，從事暖通設(shè)計(jì)工作；

廖健敏（1978-），男，江蘇人，碩士，高級(jí)工程師，從事暖通設(shè)計(jì)工作；

印偉偉（1989-），男，江蘇人，碩士，助理工程師，從事暖通設(shè)計(jì)工作；

沐俊華（1975-），男，江蘇人，本科，工程師，從事暖通空調(diào)管理工作。

2017-05-23

修回日期：2017-06-22