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暖通空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè) 凝水,暖通空調(diào)設(shè)計(jì)

  法瑞(faery2006)一個(gè)分享暖通干貨,傳遞健康通風(fēng)理念的中國(guó)第一個(gè)通風(fēng)行業(yè)垂直自媒體。

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  一般而言大空間建筑主要包括音樂(lè)廳、劇院、電影院以及體育場(chǎng)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(jiàn)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)

暖通空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè) 凝水,暖通空調(diào)設(shè)計(jì)  第1張

對(duì)象

  體育館(健身)

  頂高5~15m,底部為比賽專場(chǎng),人員密度小

  比賽場(chǎng)

  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(wú)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(chǎng)

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  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(chǎng),觀眾席集中在四周,中間場(chǎng)地人員密度小

  音樂(lè)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

暖通空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè) 凝水,暖通空調(diào)設(shè)計(jì)  第2張

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?jī)?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(kù)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(lái)看,這種設(shè)計(jì)方式越來(lái)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(chǎng)和速度場(chǎng),無(wú)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(guò)2℃;

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

  

  劇場(chǎng)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(kāi)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:

 ?。?)送風(fēng)氣流均勻分布,有比較均勻的速度場(chǎng)和溫度場(chǎng);

 ?。?)送冷風(fēng)時(shí),氣流不直接吹向觀眾,無(wú)吹冷風(fēng)感;

 ?。?)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(guò)大的溫度梯度。

  電影院、劇場(chǎng)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(chǎng)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(guò)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(yáng)體育館采用全鋼架結(jié)構(gòu),呈橢圓弧狀比賽球場(chǎng)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(chǎng)館的中心位置最大距離26m。

  2、設(shè)備參數(shù)

  4臺(tái)美國(guó)開(kāi)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(jué)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。

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