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文档简介
1、XX 工人文化宫剧院空调系统节能改造方案概述XX 工人文化宫剧院位于北京市 XX 区,于 1989 年投入使用,总建筑面积约 7000m2。近年来已成为 XX 区对外交流的窗口,在来京的外国游客中颇为有名,每晚在此上演的功夫传奇一直座无虚席,从 2004 年 7 月 15 日至今已连演 1200 余场,50 多个国家的 80 余万观众前来观看。但由于年代久远,其建筑和设备日显陈旧,空调系统也暴露出很多问题。在区工会、区政府的支持下于 2006 年开始立项改建。热工及空调方面存在的问题1、本剧院建筑平面大,楼层少,四周及屋面装饰大面积单层采光玻璃,存在建筑吸热大、保温差、空调负荷大的缺点。2、本
2、剧院屋面采用钢网架薄壳结构,无隔热层,原设计舞台排风风机偏小,使得舞台上空大量灯光散热不能及时排出室外,增加了空调冷负荷。3、由于上世纪 80 年代建设初期的技术经济条件限制,本剧院夏季制冷采用两台螺杆式冷水机组(20104kcal/h)制冷,冬季采暖仅依靠观众厅内一层四周的电暖气。由于设备陈旧,已不能满足剧场正常的使用要求,空调效果很差且电耗高。尤其是在举行重要会议或文艺演出时,场外气温高于 32时,场内气温竟然高达 2930。而冬季室内温度往往不足 18。4、原来的末端送回风系统还存在以下问题:整个观众区空调温度不满意,夏季偏高,冬季偏低,其中前排区域此问题更加突出;舞台空调不足,由于灯光
3、负荷大,且大量热量不能及时拍出,演员演出时常常热的汗流浃背,严重影响演出效果。5、空调保温材料选用玻璃棉。在施工中玻璃粉容易飞扬,造成人体不适,影响工程质量。玻璃棉包裹不紧或胶纸老化开口,会造成冷量泄漏,使保温失效,造成空调供水温度送升高,加大了空调电耗。6、经现场实际勘察,原系统的新风补入量严重不足,空调系统的运行基本上是全回风状态运行,无法保证剧场内的空气品质。空调系统的改造冷热源改造由于历史原因,该项目所在地无热源可用,故考虑采用水源热泵作为空调系统冷热源。经过现场及地质资料的勘察,得知本剧场所在地位于永定河冲洪积扇中下部,第四系沉积厚度 100 米左右,含水层分多层(2-3 层),岩性
4、以砂砾石、中粗砂为主,90 米含水层累计厚度 20 余米,主要接受上游地下水径流补给和大气降水的垂直入渗补给,富水条件较好,单井出水量约为 2400m3/d。本项目周边 500 米范围内无其它水源井,并且本系统实现地下水量的抽、灌平衡,因此不会造成区域地下水位下降。经过负荷计算,本项目峰值负荷用水量为 100m3/h,故设置一口抽水井即可。综合考虑该地区地下水源特点和场地情况,共设置三口抽灌两用井,运行模式为一抽两灌,抽水井、回灌井定期更换使用。末端空调系统改造崇文区工人文化宫剧院原空调风系统采用分区域吊顶送风、下回风的设计,送风系统分为观众厅、舞台、休息厅(门厅)三个系统,回风采用土建地下风
5、道。针对末端空调系统存在的种种问题,进行了如下改造:舞台区空调改造剧场舞台空调由于存在以下一系列特殊问题,是比较难于有效解决的:1、 空间高大。主台高度为 18 米,宽度略小于观众厅,台深 17 米。2、 布景繁多,形状各异,还有网幕、软景等,既阻挡气流又不能被吹动。其上部的钢丝电缆也错纵复杂。3、 灯具多,发热量大且不确定。4、 冬季高大外墙及高窗耗热量大,往往形成冷气流下降至舞台面。经过分析校核,舞台原有空调机组制冷量、送风量明显偏小,改造时单位面积耗冷量由原来的 160W/m2 增加至 300W/m2。舞台东西侧墙上分别设置 2 个机械排风风机,将灯具等产生的热量及时排出室外。舞台空调系
6、统改造除满足温、湿度要求之外,应保持与观众厅风压平衡,避免影响幕布的操作。舞台部分送风管敷设于天桥下,送风口采用可调节双层百叶侧送与旋流风口下送相结合的方式,在演出期间,与舞美紧密配合,在不吹动幕布、背景的前提下,按不同的送风方式向表演区送风,以保证演出期间的空调效果。观众厅空调改造观众厅内吊顶送风采用 1000150 条形百叶,气流分析得观众厅空调效果不良与下列因素有关:1.虽然观众厅组合式空调机组的总制冷量和总送风量基本满足要求,但观众区前排送风量不足;2.送风气流射程不足,复算得知热气流射程仅为 3.03.8 米,气流远不能到达座席(吊顶距地面 12 米);3.地面回风口过于偏向于后排座
7、位,使得前排局部座位成为气流死区。考虑到建筑的历史和投资、工期等因素,本剧院的改扩建立足于原有建筑,最终的改造方案是在原有管道系统的基础上展开的,沿用了大部分的原有主送风和回风道。改善观众厅空调效果采取的措施如下,改造后的空调平面如图 1 所示:1、 调整风口式样,将原条形百叶改为送风角度可调旋流风口,夏季叶片 45-60(座席区风速 0.12 米秒),冬季 90垂直下送。观众厅一层后部吊顶较低,送风口结合原有吊顶,采用散流器下送。2、 增加总送风量,原设计为 44000m3h,调整为 52000m3h。3、 更换观众厅前排区域上的排风风机。由于风口高于人员活动区 10.9 米,上述调整后的送
8、风口在冬季仍然不能满足气流射程的要求,进一步加大送风速度则噪声超过剧场标准。为此,设计考虑了以下运行策略来解决这一问题:首先在演出开始前的预热时,关闭部分送风管道,使总共 35 只风口中 14 只(或 19)停止送风,将风量集中到剩余的风口中,以此提高风口的出风风速,经过计算此时的送风射程可达到 11 米,基本满足送风要求。同时也可显著缩短空场的预热时间,减缓吊顶附近热空气层的形成速度。演出开始后打开全部送风口。剧场建筑中采用顶送风方式时面临的又一个技术难点是观众厅一层与二层供热时垂直温度梯度较大,冬季供热时,由于热空气的浮升力,往往二层温度过高。目前新建的影剧院多采用下送风,如座椅送风的方式
9、,能在很大程度上解决这一难题。采用顶送风要完全消除热空气的垂直温度梯度是不现实的。本项目改造时也采取了相应的技术措施,以最大程度缓解这个矛盾:取消原设计设置在二层后部的回风口,使用一层贴近地面处的回风口,以加大二层区域空气循环范围,希望由此形成一层和二层之间间上下强制对流气流,借此降低空气处理机入风温度;空调机组必要时全新风运行,引入不经过加热处理的室外冷风,以抵消局部的热量堆积。空调系统运行模式及节能措施由于剧场建筑使用功能上的特殊性,如观众厅为非连续间断使用,每场使用 23 小时,场间休息;舞台、化妆室、休息厅等都集中在一段时间使用,所以空调系统的运行时间和要求很不一致。为了进一步降低空调能耗,可对空调系统采用适当的运行模式。由于本剧场的主要功能为剧场演出和大型会议,故使用时间较短同时使用间隔较长。因此可采用预冷
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