國(guó)家大劇院暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)方案

1、專業(yè)資料國(guó)冢大劇院暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)方案時(shí)間：2008-5-50:00來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布評(píng)論國(guó)家大劇院工程位于長(zhǎng)安街人民大會(huì)堂西側(cè)（見圖1），采用的是法國(guó)著名建筑師安德魯?shù)脑O(shè)計(jì)方案，由法國(guó)成施工圖設(shè)計(jì)。ADP公司和SETIC公司分別完成建筑和結(jié)構(gòu)、機(jī)電初步設(shè)計(jì)，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院完長(zhǎng)安街人太會(huì)皇圖1位買示意圖劇院部分建筑面積約為15萬(wàn)平方米，地下車庫(kù)面積約4.5萬(wàn)平方米。中區(qū)包括三大建筑實(shí)體：歌劇院（O區(qū)）、戲劇場(chǎng)（T區(qū)）、音樂廳（C區(qū)），均處于鈦合金和玻璃的圓形殼體之下，劇場(chǎng)之間為共用的公共大廳，地下設(shè)有設(shè)備機(jī)房及各劇院的技術(shù)用房等。中區(qū)圓形建筑周圍環(huán)繞著人工湖，觀眾通過(guò)人工湖下的通道進(jìn)入公共大

2、廳。圓形建筑和人工湖之間12.00m標(biāo)高處設(shè)置了室外消防通道（F區(qū)），通道上設(shè)有標(biāo)高為3.08m和一7.00m兩層的人員疏散天橋。北區(qū)（N區(qū)）人工湖下為主要水下入口通廊、商店及汽車庫(kù)。南區(qū)人工湖下S1-S3區(qū)為南入口水下通廊、多功能廳、職工餐廳等。熱力和制冷機(jī)房設(shè)在地下S4區(qū)，地下S5區(qū)設(shè)有總排風(fēng)排煙機(jī)房和廢氣煙氣總出口。一冷熱源及空調(diào)水系統(tǒng)1.1 概況空調(diào)水系統(tǒng)如圖2和圖3。國(guó)家大劇院冷熱源用量和設(shè)備選擇如下：word完美格式彥孝堪冷負(fù)荷離心武冷水和組輔桿式，亍水機(jī)組逆涼我證卻塔逆翁式彳油塔厲總熱負(fù)荷iBCOOkV1HOORT刁臺(tái)iDCRT'S20n7h治】卜負(fù)荷時(shí)使用?|23C11

3、0000kvita小負(fù)荷時(shí)使用130/70-0咼溫?zé)崴膿Q或熱交換器由于內(nèi)區(qū)辦公等風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)需全年供冷，冷卻塔冬季使用，所以在制冷機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置冷卻水集水箱，集中補(bǔ)水，以防止冬季市政水及塔底集水盤內(nèi)存水凍結(jié)，室外管道采取電伴熱措施。熱輻射岡機(jī)空吒處理1,2.345.6.目嚥式熱交換器空調(diào)熱水一嫌泵補(bǔ)水罐軟水補(bǔ)水箱定壓罐空調(diào)迪水二汶泵7.電勸三通調(diào)節(jié)閥冬季使用冷卻塔制冷，采用與冷水機(jī)組并聯(lián)的板式換熱器及用）供應(yīng)冷源水，可節(jié)省制冷電能。2臺(tái)冷卻水循環(huán)泵（1備1空調(diào)采暖冷熱水為四管制系統(tǒng)，變流量運(yùn)行；冷熱水各設(shè)3個(gè)二級(jí)泵系統(tǒng)，分別為風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)、空氣處理機(jī)組系統(tǒng)、輻射地板系統(tǒng)。其中風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)冷水系統(tǒng)

4、全年使用，風(fēng)機(jī)盤管（包括少量散熱器）熱水系統(tǒng)和熱輻射地板系統(tǒng)冬季全天運(yùn)行，以保證冬季夜間值班采暖的需要。冷熱輻射地板系統(tǒng)分別需要大約18/21C冷水和45/35C的熱水，設(shè)置三通水溫調(diào)節(jié)閥，使7C冷水和60C熱水分別與各系統(tǒng)回水混合調(diào)節(jié)到需要的冷水和熱水水溫?？照{(diào)冷熱水系統(tǒng)分別采用閉式氣壓罐定壓，各設(shè)置補(bǔ)水調(diào)節(jié)水箱和2臺(tái)補(bǔ)水泵（其中各有一臺(tái)備用），補(bǔ)水泵受系統(tǒng)壓力控制啟停，當(dāng)水系統(tǒng)受熱膨脹后，壓力高于停泵壓力時(shí)，膨脹管道上的電磁閥打開，使膨脹水量回收到補(bǔ)水箱。1.2 冬季冷卻塔制冷分析1.2.1 冷卻水和室外空氣的熱量交換水在冷卻塔內(nèi)的冷卻主要是蒸發(fā)散熱和傳導(dǎo)散熱，冷卻水的溫降如下式：t=（Q

5、Z+Q）X/G=（W.Y+QX）/G式中：QZ水蒸發(fā)帶走的熱量QX-空氣與水通過(guò)傳導(dǎo)方式的顯熱交換熱量W水的蒸發(fā)量丫一水蒸發(fā)時(shí)吸收的汽化潛熱G冷卻水流量當(dāng)冷卻塔出水溫度與空氣濕球溫度接近，即冷幅很小時(shí)，水在冷卻塔內(nèi)的冷卻降溫主要靠水蒸發(fā)時(shí)吸收汽化潛熱QZ水和空氣的顯熱交換量QX可忽略不計(jì)。按照夏季水溫和氣溫條件設(shè)計(jì)制造的冷卻塔溫降t=5C,如流量不變，冬季隨著氣溫的降低，水分子的運(yùn)動(dòng)動(dòng)能減小，分子擴(kuò)散能力降低，即水蒸發(fā)量W減少，帶走的熱量QZ將有所減少，如想獲得與夏季相同的冷卻量和水溫降，就必須加大空氣和出水的溫差，靠顯熱交換獲得冷卻量QX圖4為美國(guó)某冷卻塔在流量不變的情況下隨室外濕球溫度變化

6、的冷卻特性。從圖中可看出，當(dāng)室外濕球溫度為24C時(shí)，冷卻塔出水溫度如要達(dá)到27.5C（冷幅3.5C）,可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的5C溫降，進(jìn)水溫度為32.5C。4冷卻塔特性（100%冬季當(dāng)室外濕球溫度達(dá)到1C（干球約5C）時(shí)，蒸發(fā)傳熱QZ減少；如流量不變且仍要求水5C溫降，則冷卻塔出水溫度達(dá)12.5C（冷幅為11.5C）,進(jìn)水溫度為17.5C,15C的平均水溫與5C的室外干球溫度有約10C的溫差傳熱QX總冷卻熱量不變，但12.5/17.5C的水溫作為冷源水，溫度顯然偏高。冬季當(dāng)室外濕球溫度達(dá)到1C時(shí)，如想獲得低溫的冷源水，水溫降只能是2C左右，出水溫度約為7.2C,可作為冷源水使用；這時(shí)溫差傳熱很小，蒸發(fā)傳

7、熱和總傳熱量都減小。但大劇院工程內(nèi)區(qū)風(fēng)機(jī)盤管所需冷量恰好與冷卻水流量不變時(shí)一個(gè)冷卻塔卻量基本吻合，所以仍采用夏季使用的冷卻水循環(huán)泵作為冷源水循環(huán)泵，一備一用。2C溫降時(shí)的冷2臺(tái)泵和2臺(tái)塔各當(dāng)冬季氣溫更低而要求的冷源水溫度不變時(shí)伴熱措施使水溫不低于5C。,就主要靠溫差傳熱了。為防凍采用管道電1.2.2冬季內(nèi)區(qū)供冷和空調(diào)冷水溫度即使采用7.2/9.2C的冷卻水作為冷源，通過(guò)板式換熱器，也只能交換出約9/14C的空調(diào)冷水，與夏季要求的7/12C冷水有差距；是否在室外干濕球溫度更低時(shí)才能使用冷卻水作為冷源水，或內(nèi)區(qū)風(fēng)機(jī)盤管要按照區(qū)夏季和冬季的狀況。9/14C水溫加大選型呢？這就需要分析全年供冷的內(nèi)圖5

8、右邊為夏季風(fēng)機(jī)盤管送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)等焓狀態(tài)）混合至0X點(diǎn)送入室內(nèi)。由于室內(nèi)SX與處理后的新風(fēng)FX點(diǎn)（假設(shè)新風(fēng)處理到房間的NX點(diǎn)溫濕度設(shè)定值較冬季高（例如25C、60%）,風(fēng)機(jī)盤管出風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)SX溫度也較冬季高（約為15C），與7C的冷水進(jìn)水（tw1）的溫度差達(dá)到8C。冬季狀況見圖5左。人員燈光等全熱負(fù)荷冬季與夏季相等，由于內(nèi)區(qū)需在冬季送冷，溫濕度設(shè)定值定得偏低反而費(fèi)能，這和外區(qū)供熱的情況正好相反；但冬季由于人員衣著熱阻較高，室溫設(shè)定值又必須比夏季低（比如將冬季室內(nèi)狀態(tài)定為21C、55%）。如果新風(fēng)能夠直接處理到室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)Nd,風(fēng)機(jī)盤管出風(fēng)狀態(tài)即為Sd,其溫度約為11C，與7C的冷水進(jìn)水（tw1）溫差為

9、4C；如按夏季工況選用風(fēng)機(jī)盤管，由于風(fēng)、水溫度差減小，傳熱量減小，被處理的空氣濕球溫度也比夏季低，去濕和冷卻能力都降低，在風(fēng)量一定時(shí)理論上冬季是滿足不了冷量需要的。如果冷水溫度提高到9/14C（tw1'/tw2'）,風(fēng)機(jī)盤管出風(fēng)狀態(tài)Sd與冷水進(jìn)水溫差只有2C,超過(guò)暖通規(guī)范規(guī)定的數(shù)值，更是難以達(dá)到的。此時(shí)我們想到是否能利用新風(fēng)負(fù)擔(dān)一部分熱濕負(fù)荷。如果內(nèi)外區(qū)沒有分別設(shè)置新風(fēng)處理機(jī)組，新風(fēng)送風(fēng)狀態(tài)一般按外區(qū)的要求處理到Fd點(diǎn)（例如20C,30%，風(fēng)機(jī)盤管可干工況運(yùn)行將室內(nèi)空氣處理到Sd'點(diǎn)，與新風(fēng)混合至Od點(diǎn)送入室內(nèi)。風(fēng)機(jī)盤管負(fù)擔(dān)冷量可減少，出風(fēng)狀態(tài)Sd'點(diǎn)的溫度和與

10、冷水的進(jìn)水溫差也可相應(yīng)加大。設(shè)計(jì)中我們盡量為內(nèi)區(qū)單獨(dú)設(shè)置新風(fēng)處理機(jī)組，運(yùn)行中可利用新風(fēng)做冷源，適當(dāng)降低送風(fēng)溫濕度，達(dá)到節(jié)省風(fēng)機(jī)盤管冷量的目的。另外，如風(fēng)機(jī)盤管選擇過(guò)大，即使在低檔風(fēng)量運(yùn)行時(shí)仍然過(guò)冷，水路控制閥頻繁開閉，房間溫度時(shí)高時(shí)低很不舒適。因此，本工程內(nèi)區(qū)按照對(duì)冷卻去濕不利的冬季室內(nèi)（風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)風(fēng)）狀態(tài)、7/12C的標(biāo)準(zhǔn)冷水溫度、高檔風(fēng)量選用風(fēng)機(jī)盤管，選用時(shí)假設(shè)風(fēng)機(jī)盤管負(fù)擔(dān)所有室內(nèi)冷負(fù)荷；但是，實(shí)際利用新風(fēng)消除了一部分室內(nèi)熱濕負(fù)荷，所以即使在冷水溫度略有提高時(shí)，所選用的風(fēng)機(jī)盤管仍能消除余下的室內(nèi)顯熱余熱。夏季室內(nèi)溫度提高，風(fēng)水換熱增強(qiáng)；且人員散濕量增加，熱濕比有所減小，在全熱負(fù)荷不變的情況

11、下，所需風(fēng)量減??；所以風(fēng)機(jī)盤管中檔風(fēng)量基本能滿足夏季設(shè)計(jì)負(fù)荷。值得提出的是，國(guó)產(chǎn)風(fēng)機(jī)盤管樣本在不同進(jìn)風(fēng)和進(jìn)水參數(shù)下的散熱量數(shù)值不全。室溫最低限高達(dá)24或25C,高限28C在設(shè)計(jì)中也很少采用，這與目前標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高的建筑室內(nèi)環(huán)境要求是不相適應(yīng)的，且不能滿足冬季的室溫選用要求。進(jìn)水溫度高限也只有7C,設(shè)計(jì)中也不夠用，只能由設(shè)計(jì)人員進(jìn)行估算。至于冷水溫度可提高到什么程度，即室外什么干濕球溫度下可以使用冷卻塔制冷，要看新風(fēng)負(fù)擔(dān)熱濕負(fù)荷的程度，以及使用時(shí)冷負(fù)荷的實(shí)際情況，要在運(yùn)行中摸索確定停開冷水機(jī)組、使用冷卻塔制冷的室外氣溫轉(zhuǎn)換點(diǎn)。二空調(diào)采暖通風(fēng)方案2.1一般空調(diào)區(qū)域除機(jī)房等附屬房間外，考慮到建筑標(biāo)準(zhǔn)和

12、北京室外空氣質(zhì)量，空氣處理機(jī)組均設(shè)置了初效和中效2級(jí)過(guò)濾。為充分利用室外空氣作為冷源，全空氣系統(tǒng)均采用了設(shè)回風(fēng)機(jī)的雙風(fēng)機(jī)空氣處理機(jī)組，過(guò)渡季可使用全新風(fēng)，冬季可調(diào)節(jié)新風(fēng)量，對(duì)于存在大量?jī)?nèi)區(qū)的國(guó)家大劇院工程，其節(jié)能效果較為明顯。劇院觀眾廳、樂池、排練廳、錄音室、演播室等空調(diào)區(qū)域，由于較高標(biāo)準(zhǔn)的舒適度要求，以及樂器對(duì)溫濕度，尤其是濕度的嚴(yán)格要求，設(shè)置了全空氣空調(diào)系統(tǒng)。夏季均采用了控制露點(diǎn)溫度再根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷變化進(jìn)行二次加熱的方案，冬季采用能夠較精確控制加濕量的電蒸汽加濕器。公共休息廳廊等人員不經(jīng)常停留的大空間為全空氣空調(diào)系統(tǒng)。因夏季無(wú)濕度要求，不設(shè)置再熱盤管?？紤]到冬季如濕度過(guò)高，殼體和水下通廊的玻

13、璃易結(jié)露，所以不設(shè)置加濕器。辦公管理、會(huì)客接待、化妝等小空間空調(diào)區(qū)域，其溫濕度要求不嚴(yán)格，為控制靈活，采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。因考慮到人員長(zhǎng)期停留，新風(fēng)空調(diào)機(jī)組設(shè)置了價(jià)格較便宜、使用壽命較長(zhǎng)且節(jié)電的高壓噴霧加濕器。當(dāng)用于內(nèi)區(qū)時(shí)，處理后的新風(fēng)溫度較低，加濕率可能很低,但如前所述，為消除一部分室內(nèi)余濕，新風(fēng)濕度要求也較低。高壓噴霧加濕器用水量和排污量都較大（用水量和加濕量之比約為3:1），但可以作為中水回收利用。三個(gè)劇場(chǎng)觀眾廳采用了椅下送風(fēng)上部回風(fēng)的氣流組織方式，導(dǎo)，已在另文介紹。以置換通風(fēng)理論作為設(shè)計(jì)理論指2.2復(fù)雜高大空間國(guó)家大劇院建筑總高46.3米，總體外觀為一半橢球形殼體，殼體下部及三個(gè)劇

14、場(chǎng)各層的外圍公共區(qū)域組成一個(gè)高大空間（中庭），見圖6。在三個(gè)劇場(chǎng)各層外部均有一些敞開式公共活動(dòng)平臺(tái)，需要空調(diào)保證溫度，這些公共區(qū)域（包括地下一層）與中庭上方非空調(diào)區(qū)域直接相連，冷熱空氣在接觸面上會(huì)發(fā)生攙混，影響殼體中的溫度分布、氣流組織和負(fù)荷大小。算和氣流組織的合理，我們采用了兩種計(jì)算方法。為確保空調(diào)負(fù)荷計(jì)2.2.1 采用冷負(fù)荷系數(shù)法首先根據(jù)建筑功能以及空調(diào)系統(tǒng)布置的需要，把殼體下部的高大空間劃分為若干區(qū)域，并將圍護(hù)結(jié)構(gòu)外形簡(jiǎn)化為東、東南、南、西南、西、西北、北、東北、水平屋面等九面外墻（含鈦合金和玻璃體）的規(guī)則多面體。并根據(jù)橢球形狀把外殼總面積大致按一定比例分配給各面外墻。然后根據(jù)冷負(fù)荷系數(shù)

15、法編制EXCEL電算表格計(jì)算。2.2.2 采用清華大學(xué)的建筑熱環(huán)境設(shè)計(jì)模擬軟件包DeSTII首先建立建筑模型，在DeST界面內(nèi)按照建筑的尺寸和形狀輸入外墻、內(nèi)墻、門窗，描述建筑的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖7為DeST建立建筑模型過(guò)程中的一個(gè)圖片。IDH1.EUXOLDJ?LU1匚/_1LJ厶-MidMOUL力阿左妨厲f?甌応許蠱孑前帽臚詣氏計(jì)MIT便稈#件耐口團(tuán)列切白暑詞±|I勺掏于I也W謝I目日宜貝whdI列肌Eial1!曲網(wǎng)日口01曰然后設(shè)定計(jì)算參數(shù)，對(duì)作息模式、熱擾分配模式、各區(qū)域之間通風(fēng)換氣量進(jìn)行設(shè)定；并對(duì)不同的各區(qū)域之間通風(fēng)換氣量的假設(shè)值進(jìn)行試算分析，力求輸入符合實(shí)際的設(shè)定值；利用DeS

16、TII得出全年逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果。為進(jìn)一步分析室內(nèi)溫度場(chǎng)和風(fēng)速場(chǎng)，采用DeST計(jì)算結(jié)果中全樓冷負(fù)荷最大值出現(xiàn)時(shí)刻的參數(shù)和送風(fēng)量，利用計(jì)算流體力學(xué)（CFD軟件Phoenix進(jìn)行模擬計(jì)算，圖8為歌劇院北側(cè)公共區(qū)溫度場(chǎng)分布圖。223計(jì)算方法的比較和結(jié)論兩種方法計(jì)算出的總空調(diào)負(fù)荷值相差大約10%較為接近。但個(gè)別區(qū)域的負(fù)荷卻相差較大，有的甚至相差一倍多。其原因可能是冷負(fù)荷系數(shù)法沒有考慮相鄰房間之間的影響和人員、燈光的作息模式及其對(duì)周圍環(huán)境的熱擾分配模式對(duì)負(fù)荷的影響，考慮這些因素所輸入的設(shè)定值是計(jì)算結(jié)果是否準(zhǔn)確的關(guān)鍵。通過(guò)計(jì)算分析可以得出以下結(jié)論:冷負(fù)荷系數(shù)法等常規(guī)計(jì)算手段，也可以用于復(fù)雜空間的負(fù)荷計(jì)算，并

17、作為選擇空調(diào)設(shè)備的依據(jù)。DeSTII等模擬計(jì)算工具，在進(jìn)一步完善之前，可作為建筑全年節(jié)能運(yùn)行調(diào)節(jié)的分析依據(jù)。DeSTII計(jì)算結(jié)果表明，全年最大負(fù)荷段出現(xiàn)的時(shí)間很短，約15小時(shí)。從節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用的角度，可不按照最大負(fù)荷選擇空調(diào)設(shè)備，但空調(diào)設(shè)備的不保證小時(shí)數(shù)還有待確定。通?？照{(diào)設(shè)備大部分時(shí)間是運(yùn)行在低負(fù)荷工況下，所以在進(jìn)行空調(diào)和自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)可調(diào)節(jié)性。,要充分考慮系統(tǒng)的224克服熱壓影響的措施殼體下公共空間受熱壓影響出現(xiàn)上下溫度不均勻的現(xiàn)象。送風(fēng)狀態(tài)下，最高處的休息廳溫度為27C左右時(shí)，底層溫度只有此在6.00m標(biāo)高及其以上層設(shè)冷輻射地板，夏季彌補(bǔ)上部冷量的不足。在設(shè)計(jì)負(fù)荷和室溫，以及設(shè)計(jì)21

18、C左右（見圖8）。因7.00m和0.00m標(biāo)高的地面設(shè)制了熱輻射地板，冬季彌補(bǔ)下部熱量不足，并兼做夜間值班采暖。輻射地板各分集水器總回水管設(shè)置了室內(nèi)溫度控制的二通閥，以避免室內(nèi)溫度過(guò)高或過(guò)低。圈S公共大廳童內(nèi)溫度場(chǎng)2.3 演奏區(qū)和舞臺(tái)空調(diào)2.3.1 音樂廳演奏區(qū)音樂廳演奏區(qū)不同于劇場(chǎng)舞臺(tái)，位置在觀眾廳下部，與觀眾廳席為一個(gè)區(qū)域。演奏區(qū)演出時(shí)處于燈光輻射之下，樂隊(duì)（W120人）和合唱隊(duì)（W180人）人員眾多，熱負(fù)荷計(jì)算數(shù)值很大。由于整個(gè)音樂廳采用的空調(diào)送風(fēng)方式為椅下設(shè)置送風(fēng)口，上部回風(fēng)，而每個(gè)椅子的送風(fēng)量是按照一個(gè)觀眾的散熱量計(jì)算的，理論上演奏區(qū)應(yīng)單獨(dú)設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)消除余熱余濕，這也與我國(guó)現(xiàn)行劇場(chǎng)

19、設(shè)計(jì)規(guī)范相符。但在演奏區(qū)下部設(shè)置送風(fēng)口要求風(fēng)速較小，面積較大，建筑專業(yè)設(shè)計(jì)有困難，聲學(xué)設(shè)計(jì)人員也認(rèn)為地面和墻面如開口則影響聲音的反射。與我們合作的國(guó)外暖通專業(yè)設(shè)計(jì)人員也介紹說(shuō)法國(guó)的類似工程演奏區(qū)都不設(shè)空調(diào)，我們了解了日本的一些工程演奏區(qū)也多數(shù)不設(shè)空調(diào)。除設(shè)置風(fēng)口困難外，歸納起來(lái)國(guó)外音樂廳演奏區(qū)不設(shè)空調(diào)的理由有以下幾點(diǎn)：1）演員不希望低溫空氣和即使是很低速的吹風(fēng)感，法方設(shè)計(jì)人員介紹說(shuō)：“演員寧肯在汗水里熬著，也不愿意接受冷空氣”。2）雖然演出時(shí)燈光輻射熱較大，但不能立即被送風(fēng)消除，對(duì)地面等的輻射熱轉(zhuǎn)化成對(duì)后峰值有所衰減、時(shí)間有所延遲，對(duì)短時(shí)間的演出影響不大。流形式的冷負(fù)荷3）椅下送風(fēng)基本符合置換

20、通風(fēng)原理，理論上前幾排的低溫送風(fēng)的一部分可以靠重力作水一樣向演奏區(qū)流淌，使演奏區(qū)溫度有所降低。用在地面如同湖但與上述理由矛盾的是，演奏區(qū)的負(fù)荷是客觀存在的，增加椅下送風(fēng)口的送風(fēng)量，在送風(fēng)口面積有一定限制的情況下，如將這些負(fù)荷分?jǐn)偟揭蜗拢瑒?shì)必出風(fēng)速度加大，使人腿部有吹冷風(fēng)感；而且大風(fēng)量帶來(lái)冷量較大，座椅附近溫度有可能低于設(shè)計(jì)溫度，而且置換通風(fēng)形成的空氣湖流淌的距離不可能太大，碰到高于最前排地面的遮擋后會(huì)折返，因此，過(guò)于加大椅下送風(fēng)量的方法不可行。至于整個(gè)空間受熱壓的影響，果更是難以計(jì)算。使觀眾感到寒冷。40cm的舞臺(tái)臺(tái)面對(duì)演奏區(qū)的降溫效為驗(yàn)證理論分析，我們采用CFD技術(shù)對(duì)音樂廳的氣流組織進(jìn)行了模

21、擬計(jì)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選用演員背后墻面即演出區(qū)后墻的溫度場(chǎng)視圖作出如下分析。演奏區(qū)不設(shè)空調(diào)的計(jì)算結(jié)果如圖達(dá)約34C，該溫度區(qū)域?qū)挾确秶s9?？梢钥闯觯葑鄥^(qū)后部（合唱隊(duì)員所在處）溫度高78m。團(tuán)9音樂廳潼奏區(qū)后卻鍛厘疑（如鳳口）如在演奏區(qū)后部上方的觀眾席兩側(cè)墻面的下部增加送風(fēng)口，最高溫度下降不明顯，但寬度減少到5m左右（見圖10）。團(tuán)10音樂廳儒奏區(qū)后部鳴度壩1加人）考慮到樂隊(duì)和合唱隊(duì)人員總數(shù)在300人的機(jī)會(huì)不是很多，按照最大交響樂團(tuán)熱量情況又進(jìn)行了計(jì)算，演奏區(qū)后排溫度降至32C，該溫度寬度也減少到120人的發(fā)2m（見圖11）。1?IJR7Hqmni?1-4ui*,IAi?圈11音樂廳演養(yǎng)區(qū)嵐

22、碣度場(chǎng)口如人以上是沒有考慮輻射熱量的延遲和衰減因素的計(jì)算結(jié)果，再綜合考慮前述演奏區(qū)不設(shè)空調(diào)送風(fēng)的理由，且最大計(jì)算負(fù)荷出現(xiàn)的情況較少，所以不設(shè)空調(diào)的方案可以接受。實(shí)際運(yùn)行效果則有待檢驗(yàn)。2.3.2 歌劇院和戲劇場(chǎng)舞臺(tái)劇場(chǎng)舞臺(tái)一般沒有樂隊(duì)演出，溫濕度精度要求不高，夏季沒有采用定露點(diǎn)再熱的空調(diào)方案，僅控制舞臺(tái)溫度。北京地區(qū)冬季氣溫干燥，據(jù)反映空氣過(guò)于干燥對(duì)演出服裝有影響，且常發(fā)生領(lǐng)導(dǎo)上臺(tái)與演員握手時(shí)產(chǎn)生靜電的尷尬局面。因此冬季有必要對(duì)空氣進(jìn)行加濕，為保證加濕效率，空氣處理機(jī)組中設(shè)置了電蒸汽加濕器。舞臺(tái)空調(diào)最難以解決的問題是送風(fēng)時(shí)幕布晃動(dòng)。我們也曾試圖采用低速下送風(fēng)的氣流組織方式，但由于舞臺(tái)本身構(gòu)造和

23、工藝要求復(fù)雜沒有成功。經(jīng)過(guò)調(diào)研，國(guó)內(nèi)外的一些劇場(chǎng)舞臺(tái)空調(diào)在演出時(shí)一般停止運(yùn)行，只在預(yù)冷和幕間休息時(shí)使用。其原因除送風(fēng)吹幕外，也有歌唱、舞蹈等演員喜熱不喜冷、不愿吹風(fēng)的因素。因此，我們采用了舞臺(tái)設(shè)變速風(fēng)機(jī)，并與側(cè)臺(tái)分設(shè)空氣處理機(jī)組的方案，側(cè)臺(tái)可在整個(gè)演出和休息期間保持舒適的室溫，舞臺(tái)因使用時(shí)間相對(duì)較短，有些僅是瞬間負(fù)荷，有延遲和衰減，靠預(yù)冷和間斷供冷，或在演出時(shí)減少送風(fēng)量，降低風(fēng)速，應(yīng)基本可以滿足要求。2.4 機(jī)房通風(fēng)機(jī)房一般不需空調(diào)，只需通風(fēng)換氣降溫即可。但一些有水管的機(jī)房冬天為防凍需對(duì)室外空氣進(jìn)行加熱，一些發(fā)熱量較大的機(jī)房夏季靠未經(jīng)過(guò)處理的新風(fēng)消除余熱需要的風(fēng)量較大，至使風(fēng)機(jī)和風(fēng)道過(guò)大，因此

24、有必要為一些機(jī)房設(shè)置熱盤管或冷盤管進(jìn)行空氣處理。變配電、熱力、制冷機(jī)房發(fā)熱量較大，為減少通風(fēng)量和風(fēng)道尺寸，夏季設(shè)置了冷卻盤管降溫，房間溫度設(shè)置在35?37C左右，即使在夏季采用直流式全新風(fēng)系統(tǒng)也不存在冷量損失。由于本工程采用的是完全的四管制空調(diào)水系統(tǒng)，如冬季不將冷盤管內(nèi)的水放空，室外新風(fēng)直接經(jīng)過(guò)盤管送入室內(nèi)，冷盤管有凍結(jié)危險(xiǎn)，寒冷的送風(fēng)對(duì)人員和設(shè)備也都不利；熱力機(jī)房若冬季小負(fù)荷或停止運(yùn)行時(shí)仍通風(fēng)，機(jī)房?jī)?nèi)水系統(tǒng)也有凍結(jié)危險(xiǎn)；因此空氣處理機(jī)組設(shè)置了回風(fēng)機(jī)，冬季利用溫暖的回風(fēng)與寒冷的新風(fēng)混合至5C以上送入室內(nèi)，夏季和過(guò)渡季采用全新風(fēng)，比冬季設(shè)置加熱盤管的方案節(jié)省了能量。制冷機(jī)房因防止工質(zhì)泄漏所需最小

25、新風(fēng)量較大，冬季仍設(shè)置了加熱盤管。給排水機(jī)房采用直流式通風(fēng)系統(tǒng)，為防止冬季水系統(tǒng)凍結(jié)，設(shè)置了加熱盤管?？照{(diào)通風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)電機(jī)基本上是內(nèi)置式，散熱量不大，所以僅在機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置了排風(fēng)機(jī)。因?yàn)樵O(shè)備均采用集中式監(jiān)控，除檢修外人員一般不在機(jī)房?jī)?nèi)停留，所以排風(fēng)機(jī)僅在設(shè)備檢修時(shí)使用，從走廊進(jìn)風(fēng)，節(jié)省了平時(shí)大量排風(fēng)時(shí)需要補(bǔ)新風(fēng)的設(shè)備和管道。2.5 總通風(fēng)系統(tǒng)2.5.1 通風(fēng)系統(tǒng)方案由于建筑外觀的要求，鈦合金和玻璃的圓形殼體上是不允許設(shè)置機(jī)械通風(fēng)口的，因此整個(gè)建筑物的新風(fēng)、排風(fēng)，火災(zāi)時(shí)的補(bǔ)風(fēng)、排煙，都必須從下部引入或排出。為縮短新鮮空氣經(jīng)過(guò)潮濕的地下通道的路程，由較近的圓形殼體周圍和人工湖之間的室外消防通道（見圖1的F區(qū)）側(cè)墻上部引入新風(fēng)和火災(zāi)時(shí)的補(bǔ)風(fēng)，內(nèi)，消防通道側(cè)墻下部分散設(shè)置了多個(gè)排風(fēng)口。為避免汽車尾氣被吸入室中區(qū)和南區(qū)由各系統(tǒng)的排風(fēng)機(jī)將排風(fēng)或排煙分別送入結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)層中的總排風(fēng)通路匯合，風(fēng)和高溫?zé)煔鈱?duì)建筑物的影響，再由較遠(yuǎn)的建筑物東南側(cè)（為避免骯臟的排S5區(qū)）地下總排風(fēng)口排出。排風(fēng)口設(shè)置了總排風(fēng)機(jī)維持排風(fēng)系統(tǒng)負(fù)