武漢教育電視臺演播廳空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王遠(yuǎn)鋒

中工武大設(shè)計(jì)研究有限公司

1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目為武漢教育電視臺教育教學(xué)演播樓，項(xiàng)目總建筑面積為12302 m2，建筑總高度為32 m，地上八層，地下一層，主要分為辦公樓部分和演播廳部分，其中演播大廳凈的面積為1360 m2，演播大廳平面為矩形，長寬為40 m×34 m，高度為23.5 m，屋面則為鋼桁架結(jié)構(gòu)。

2 主要功能用房的室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

按照現(xiàn)行國家設(shè)計(jì)規(guī)范及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定本工程實(shí)例主要功能用房的室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)，具體見表1。

3 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 演播廳空調(diào)系統(tǒng)型式及系統(tǒng)劃分

根據(jù)演播廳的空間特點(diǎn)和空調(diào)運(yùn)行的需要，本項(xiàng)目演播廳采用全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)。本文所述的1360 m2的大型演播廳共設(shè)置了4個(gè)全空氣空調(diào)系統(tǒng)，其中2個(gè)服務(wù)于演播廳舞臺區(qū)，2個(gè)服務(wù)于演播廳觀眾區(qū)?？照{(diào)機(jī)組采用組合式空調(diào)器，其功能段包括混合段，初效過濾段，表冷擋水段，送風(fēng)機(jī)段和出風(fēng)段。因本工程案例的空調(diào)機(jī)房大小有限，組合式空調(diào)機(jī)組只設(shè)置了基本的功能段。筆者建議在空調(diào)機(jī)房面積比較富余時(shí)，組合式空調(diào)機(jī)組可以適當(dāng)增加消聲段和加濕段等，以便能夠更好滿足演播大廳的室內(nèi)空氣品質(zhì)參數(shù)。

3.2 演播廳空調(diào)負(fù)荷及設(shè)備選擇

經(jīng)計(jì)算本工程演播廳部分的空調(diào)冷負(fù)荷見表2。

從表2中可以看出，演播廳舞臺區(qū)的工藝燈光冷負(fù)荷所占的比重最大，達(dá)到近77.2%。而在演播廳觀眾區(qū)，新風(fēng)冷負(fù)荷，人員冷負(fù)荷以及工藝燈光負(fù)荷所占的比例較大，分別能達(dá)到41.3%，15.8%和40.3%。

利用表2中的數(shù)據(jù)，通過焓濕圖計(jì)算舞臺區(qū)總的送風(fēng)量為95600 m3/h，觀眾區(qū)總的送風(fēng)量為68900 m3/h。最終本項(xiàng)目演播廳舞臺區(qū)選擇了2臺50000 m3/h的組合式空調(diào)機(jī)組，機(jī)外余壓為680 Pa，表冷器冷量為230 kW。演播廳觀眾區(qū)選擇了2臺35000 m3/h的組合式空調(diào)機(jī)組，機(jī)外余壓為650 Pa，表冷器冷量為300 kW。演播廳冷熱源選擇了2臺風(fēng)冷螺桿式熱泵機(jī)組，單臺制冷量為400.8 kW，制熱量為460.9 kW。本項(xiàng)目演播廳的一些配套用房設(shè)計(jì)了多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，項(xiàng)目中了兩個(gè)大小新聞演播室分別設(shè)置一臺高靜壓分體柜式風(fēng)管機(jī)組，機(jī)組設(shè)置在空調(diào)機(jī)房內(nèi)。

3.3 演播廳空調(diào)氣流組織及風(fēng)管設(shè)計(jì)

大型演播廳的層高一般都比較高，選擇合理的氣流組織是空調(diào)設(shè)計(jì)能否達(dá)到理想效果的關(guān)鍵。本演播廳建筑總高度為23.55 m，在垂直方向從上到下分別為結(jié)構(gòu)層，設(shè)備層，燈柵層以及演播廳空間，具體見圖1。

圖1 演播廳風(fēng)管剖面圖

在氣流組織上，舞臺區(qū)和觀眾區(qū)均采用上送上回上排的方式，排風(fēng)通過電動可調(diào)式防火百葉風(fēng)口進(jìn)行自然排風(fēng)。舞臺區(qū)和觀眾區(qū)的送風(fēng)支管采用圓形風(fēng)管（內(nèi)壁貼吸音材料），直接接至燈柵層以下（圓形風(fēng)管末端不設(shè)散流裝置），舞臺區(qū)和觀眾區(qū)回風(fēng)支管也采用圓形風(fēng)管（內(nèi)壁貼吸音材料），回風(fēng)支管也接至燈柵層下，但回風(fēng)支管的安裝高度高于送風(fēng)支管的安裝高度，避免形成氣流短路，圖2是本次演播廳空調(diào)風(fēng)管平面布置圖?？照{(diào)送回風(fēng)垂直支風(fēng)管自上而下要穿過設(shè)備層和燈柵層的鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架，因此在布置送回風(fēng)支風(fēng)管時(shí)，垂直支管應(yīng)盡量避開設(shè)備層和燈柵層鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的橫梁，水平風(fēng)管還應(yīng)避開設(shè)備層和燈柵層的鋼結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)，在風(fēng)管布置過程中要跟結(jié)構(gòu)專業(yè)密切配合。

圖2 演播廳空調(diào)風(fēng)管平面布置圖

3.4 演播廳空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行工況

在夏季空調(diào)工況，通過調(diào)節(jié)新風(fēng)電動調(diào)節(jié)閥，回風(fēng)電動調(diào)節(jié)閥以及電動可調(diào)式防火百葉排風(fēng)口以控制室內(nèi)所需的最小新風(fēng)量，同時(shí)通過設(shè)置在室內(nèi)溫度傳感器的平均溫度，調(diào)節(jié)回水管上電動二通調(diào)節(jié)閥開度，控制室內(nèi)溫度在設(shè)計(jì)值。

在冬季空調(diào)工況，根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷，當(dāng)冬季需要供熱時(shí)，通過調(diào)節(jié)新風(fēng)電動調(diào)節(jié)閥，回風(fēng)電動調(diào)節(jié)閥以及電動可調(diào)式防火百葉排風(fēng)口以控制室內(nèi)所需的最小新風(fēng)量，同時(shí)通過設(shè)置在室內(nèi)溫度傳感器的平均溫度，調(diào)節(jié)回水管上電動二通調(diào)節(jié)閥開度，控制室內(nèi)溫度在設(shè)計(jì)值。當(dāng)冬季需要供冷時(shí)，優(yōu)先考慮通過增大新風(fēng)量和排風(fēng)量（調(diào)節(jié)新風(fēng)電動閥和電動可調(diào)式防火百葉排風(fēng)口）來滿足室內(nèi)溫度要求，但送風(fēng)溫度應(yīng)控制在不低于11℃，當(dāng)送風(fēng)溫度達(dá)不到要求時(shí)，則切換到夏季空調(diào)工況運(yùn)行。

在過渡季節(jié)通風(fēng)工況，新風(fēng)電動閥全部開啟，關(guān)閉回風(fēng)調(diào)節(jié)閥，同時(shí)調(diào)節(jié)電動可調(diào)式防火百葉排風(fēng)口，按全新風(fēng)工況運(yùn)行，充分利用室外天然冷源，有效改善演播廳區(qū)域的室內(nèi)空氣品質(zhì)，節(jié)省空調(diào)制冷主機(jī)的運(yùn)行費(fèi)用，從而達(dá)到節(jié)省能耗。

4 演播廳空調(diào)系統(tǒng)消聲與隔振設(shè)計(jì)

4.1 空調(diào)系統(tǒng)消聲設(shè)計(jì)

廣播電視類建筑不用于一般的辦公建筑，其一些技術(shù)用房有非常高的聲學(xué)要求，尤其是演播廳、新聞演播室、錄音室等，因此在設(shè)計(jì)過程中特別要注意對噪聲的控制[1]。本項(xiàng)目空調(diào)系統(tǒng)消聲設(shè)計(jì)主要采用了以下措施：一是選用了低噪聲的組合式空調(diào)機(jī)組，給定了組合式空調(diào)機(jī)組的噪聲限值；二是項(xiàng)目前期配合建筑布置空調(diào)機(jī)房，位置盡量不要靠近對噪聲要求高的技術(shù)用房，要求建筑建業(yè)對空調(diào)機(jī)房內(nèi)壁做吸音處理。三是整個(gè)空調(diào)風(fēng)管采取消聲措施，在風(fēng)管內(nèi)壁做一層微穿孔板來吸收風(fēng)機(jī)通過風(fēng)管傳出來的噪聲。四是合理控制空調(diào)風(fēng)管截面風(fēng)速，主風(fēng)管流速控制在6 m/s左右，支風(fēng)管流速控制在4 m/s左右，垂直送風(fēng)支管流速控制在2 m/s左右。

4.2 空調(diào)系統(tǒng)隔振設(shè)計(jì)

空調(diào)系統(tǒng)隔振主要包括空調(diào)設(shè)備隔振以及管道隔振。在本工程案例中，空調(diào)機(jī)組內(nèi)的風(fēng)機(jī)均配置減振臺座，空調(diào)機(jī)組的基礎(chǔ)由建筑專業(yè)設(shè)置浮筑基礎(chǔ)，以減少固體傳聲。在管道隔振方面，空調(diào)風(fēng)管與空提機(jī)組連接時(shí)均采用柔性軟接管連接。

5 結(jié)語

本項(xiàng)目于2012年5月完成施工圖設(shè)計(jì)，項(xiàng)目于2014年4月竣工，在施工期間增加了空調(diào)加濕變更設(shè)計(jì)，每臺組合式空調(diào)機(jī)組增設(shè)了一臺高壓微霧加濕器用于冬季加濕，項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行兩年來，效果良好。

在大型演播廳設(shè)計(jì)中，舞臺區(qū)和觀眾區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)要分區(qū)設(shè)置。根據(jù)具體情況選擇合理氣流組織，可以是上送上回方式，也可以是上送下回方式。舞臺區(qū)和觀眾區(qū)的負(fù)荷特點(diǎn)相差比較大，舞臺區(qū)燈光冷負(fù)荷比重最大，觀眾區(qū)新風(fēng)冷負(fù)荷比重最大。演播廳空調(diào)系統(tǒng)在不同季節(jié)應(yīng)該有不同的運(yùn)行工況，要配合弱電專業(yè)做好空調(diào)自控設(shè)計(jì)。演播廳對噪聲標(biāo)準(zhǔn)要求很高，而空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行噪聲是一個(gè)主要噪聲源，在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)環(huán)節(jié)必須做好消聲隔振措施。