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　　一般而言大空間建筑主要包括音樂廳、劇院、電影院以及體育場館等建筑。相較于傳統(tǒng)綜合樓建筑、高層建筑和民用住宅建筑，由于建筑空間、結(jié)構(gòu)以及空氣動(dòng)力學(xué)方面的巨大差異，大空間暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的考慮因素更多，設(shè)計(jì)難度更大，本文將結(jié)合案例就大空間建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)及對(duì)策作一些分析和探討。

　　一、大空間建筑暖通空調(diào)的主要特點(diǎn)

　　大空間建筑暖通空調(diào)特點(diǎn)表現(xiàn)見下表1

表1大空間建筑暖通空調(diào)特點(diǎn)

大空間建筑

空間特性

環(huán)境控制對(duì)象

環(huán)境控制方式

備注

控制區(qū)

對(duì)象

　　體育館（健身）

　　頂高5~15m，底部為比賽專場，人員密度小

　　比賽場

　　運(yùn)動(dòng)員2~7Met夏季0.2~0.3do

　　冬季0.3~0.7do

　　換氣

　　換氣+輻射采暖

　　無觀眾席

　　大型體育館

　　頂高50~70，跨度大，底層、中層有觀眾席、人員密度小，大屋頂結(jié)構(gòu)輕薄，地面部分熱容量大

　　觀眾席

　　比賽場

　　（多功能要求）

　　觀眾1~2Met

　　夏季0.5~0.7do冬季2.0~3.0do

　　通風(fēng)換氣

　　全空氣冷氣

　　全空氣空調(diào)

　　大規(guī)模比賽場，觀眾席集中在四周，中間場地人員密度小

　　音樂廳/劇院/電影院

　　頂高10~20m,底層、中層、上層設(shè)觀眾席，人員密度大（1~2人/m2）,圍護(hù)結(jié)構(gòu)厚（隔聲）

　　全部空間

　　劇院包括舞臺(tái)

　　觀眾1~1.6Met夏季0.7~1.0do

　　冬季1.0~1.5do

　　全空氣空調(diào)

　　全空氣空調(diào)+輻射采暖

　　劇院有舞臺(tái)空調(diào)，舞臺(tái)溫濕度參數(shù)與觀從廳不一定相同

二、

大空間建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)難點(diǎn)及對(duì)策

　　高大空間建筑防火難度大，對(duì)采暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的要求更高。例如，大空間建筑往往需要在主體建筑或裙房內(nèi)布置一些象燃油或燃汽鍋爐房、自備發(fā)電機(jī)房、空調(diào)機(jī)房和汽車庫等一些危險(xiǎn)性較大的空間。這方面應(yīng)在設(shè)計(jì)中有所體現(xiàn)。大空間建筑往往高度較大，這將加重采暖系統(tǒng)的垂向失調(diào)，同時(shí)由于系統(tǒng)水靜壓力較大，直接影響到室外管網(wǎng)的水力工況，其系統(tǒng)的形式及與室外管網(wǎng)的連接與多層建筑有較大差異。高大空間建筑設(shè)計(jì)往往需要有單獨(dú)的熱源，以滿足空調(diào)、采暖、制冷、熱水供應(yīng)等方面的需求。由于用地緊張和其他一些原因，有些大空間建筑需要在地下室內(nèi)或屋頂上設(shè)置鍋爐房。從目前發(fā)展趨熱來看，這種設(shè)計(jì)方式越來越多，這使得大空間建筑的熱源設(shè)計(jì)變得更為復(fù)雜。大空間建筑的空調(diào)設(shè)計(jì)氣流組織因溫度梯度較大，需采用合理的送風(fēng)方式。上送下回方式為從頂棚送風(fēng)下部回風(fēng)，現(xiàn)工程多采用可調(diào)節(jié)風(fēng)量和射程的風(fēng)口，提高冬季的送風(fēng)風(fēng)速；側(cè)送下回方式送風(fēng)口高度大多在3米左右，需要結(jié)合建筑裝修設(shè)計(jì)布置風(fēng)口位置以達(dá)到室內(nèi)美觀，同時(shí)需要精確的空調(diào)氣流組織計(jì)算。具體的大空間建筑類型，其設(shè)計(jì)還應(yīng)有側(cè)重。

　　2.1體育館

　　體育館建筑觀眾席人員密度在1.5～2人/m2，且有較強(qiáng)的照明負(fù)荷，大型體育館比賽時(shí)可達(dá)100～200W/m2，中小型體育館在50～70W/m2之間。包括觀眾席在內(nèi)的比賽館整體可取40～60W/m2。故人體和照明負(fù)荷是主要的，約占70％左右，其次是新風(fēng)負(fù)荷，約占20%。。采暖時(shí)的新風(fēng)負(fù)荷可達(dá)70%。圍護(hù)結(jié)構(gòu)占的比例較小，一般以屋頂為主，屋頂傳熱系數(shù)應(yīng)限定在l.163W/（m2·K）以下。為避免冬季沿外墻內(nèi)壁下降冷氣流，外墻可采用保溫和用雙層窗。多功能室內(nèi)體育館的負(fù)荷比較復(fù)雜，應(yīng)根據(jù)使用功能作具體分析計(jì)算，以確定各種用途的冷熱負(fù)荷，并可調(diào)節(jié)空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行方式。

　　比賽大廳的空調(diào)方式應(yīng)保持一定的氣流分布要求，這些要求主要有：

　　1）觀眾區(qū)應(yīng)在這風(fēng)氣流的回流區(qū)，能形成均勻的溫度場和速度場，無吹冷風(fēng)感；

　　2）觀眾席上部和下部的空氣溫差不應(yīng)太大，一般不超過2℃；

　　3）送風(fēng)氣流應(yīng)滿足比賽場地各種體育項(xiàng)目比賽的要求，例如，小球比賽時(shí)，不超過0.15～0.2rn/s，其它比賽時(shí)，不超過0.5rn/s；

　　4）能容易地調(diào)節(jié)風(fēng)量、風(fēng)速和送風(fēng)方向，節(jié)省空調(diào)能耗。

　　2.2電影院、劇場

　　劇場觀眾部分與舞臺(tái)部分有很大差別，觀眾席部分的人員密度大，約為1.8人/m2人體發(fā)熱量大，故人體負(fù)荷的取值和計(jì)算應(yīng)力求正確。另外，由于人多，新風(fēng)負(fù)荷也隨之增加（觀眾廳新風(fēng)量占總風(fēng)量的25%～30%左右；觀眾廳照明負(fù)荷約在10～20W/m2），電影院觀眾廳在放映時(shí)不開燈，故不計(jì)算照明負(fù)荷。

　　在估算空調(diào)負(fù)荷時(shí)，建議可按以下范圍內(nèi)取值：影劇院290～384W/m2，電影院256～349w/m2（以建筑面積計(jì)）；每座位空調(diào)冷負(fù)荷：影劇院244～349W/人，電影院232～290W/人。觀眾廳每人占地面積小于0.8m2時(shí)取上限，大于0.8m2時(shí)取下限。

　　觀眾廳的氣流分布應(yīng)滿足以下要求：

　　（1）送風(fēng)氣流均勻分布，有比較均勻的速度場和溫度場；

　　（2）送冷風(fēng)時(shí)，氣流不直接吹向觀眾，無吹冷風(fēng)感；

　　（3）送熱風(fēng)時(shí)，不會(huì)造成熱空氣在觀眾廳上部停滯，而形成過大的溫度梯度。

　　電影院、劇場空調(diào)系統(tǒng)一般采用全空氣低速單風(fēng)道系統(tǒng)；為了保證場內(nèi)溫度的均勻性和適應(yīng)上座率的變化，對(duì)大型影劇院常采用多分區(qū)方式，采用多臺(tái)的空調(diào)機(jī)組或系統(tǒng)支路上設(shè)調(diào)溫裝置，以控制各區(qū)室內(nèi)參數(shù)。舞臺(tái)應(yīng)設(shè)單獨(dú)的空調(diào)系統(tǒng)，以適應(yīng)不同舞臺(tái)演出時(shí)的空氣參數(shù)要求；為了既能維持固定的室內(nèi)正壓，又能使全年新風(fēng)按需要調(diào)節(jié)（如過渡季采用全新風(fēng)供冷），應(yīng)設(shè)雙風(fēng)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)。為排除頂棚空間內(nèi)的熱空氣，屋頂上應(yīng)設(shè)排風(fēng)口或屋頂風(fēng)機(jī)，排風(fēng)量約可按1～3m3/（h·人）考慮；舞臺(tái)上部屋頂或側(cè)墻上應(yīng)設(shè)排煙口或機(jī)械排風(fēng)風(fēng)機(jī)，以排除舞臺(tái)上部的熱空氣或舞臺(tái)火災(zāi)時(shí)的部分煙氣。劇院有大量新風(fēng)和排風(fēng)，為節(jié)約能耗，可設(shè)置轉(zhuǎn)輪式全熱交換器回收冷、熱量。

　　案例分析

　　1、使用環(huán)境

　　沁陽體育館采用全鋼架結(jié)構(gòu)，呈橢圓弧狀比賽球場位于大廳中心位置。體育館層高達(dá)27m，送風(fēng)距離遠(yuǎn)從風(fēng)管位置到場館的中心位置最大距離26m。

　　2、設(shè)備參數(shù)

　　4臺(tái)美國開利MKZ2424CB 組合式空調(diào)機(jī)組，每臺(tái)風(fēng)量42000m3/h，設(shè)備靜壓650Pa。

　　3、 FAERY方案

　　法瑞管道式布風(fēng)口環(huán)繞體育館一周布置，既能讓空氣分布均勻，溫度迅速下降，起到節(jié)能作用，又能讓觀眾席感覺到明顯的舒適，保證了觀眾在密閉的體育館內(nèi)的舒適感。在本項(xiàng)目中，法瑞管道式布風(fēng)口采用JetFlow 和OriFlow 兩種出風(fēng)模式相結(jié)合，既達(dá)到比賽要求離地2 米高的位置風(fēng)速保持在0.25m/s 左右，不但保證比賽效果，又保證了觀眾席從高到低不同高度的舒適感。