赵玉来毕业设计

长沙大剧院空调系统设计学生赵玉来指导教师张士轩(土木建筑系,锦州121001)摘要：结合建筑特点与设计，制定长沙大剧院空调系统设计方案。采用全空气空调系统与风机盘管加新风设计相结合的方式，通过进行合理的气流组织设计，如观众厅和舞台，来达到节能的效果。关键词：舞台；观众厅；多功能房间；空调；节能；设计1概况本建筑为湖南省长沙市大剧院，是一个建筑组成复杂、用途各不相同的大空间建筑。该建筑共六层：地下架空层设有售票室、文体活动室、架空休息空间、办公室、库房、排练厅、机房；地上一层为舞台、观众大厅、道具间、服装间、抢妆间、侯演室、贵宾室、一层休息外廊、值班室、小卖部、观众休息厅；二层有观众厅、小化妆间、中化妆室、大化妆室、耳光室、调光柜室、二层休息外廊、放映间、茶室、音响控制室、灯光控制室；三层有文体活动室、三层景观廊道、制作间、咖啡厅、通风机房；四、五层均有文体活动室。层高为：架空层3.6米，一层4.8米，二至五层3.3米，建筑总面积为4975.86ｍ3。其特点如下：1、观众厅：剧院观众厅被包围在其他附属房间之间，空间高大，地面前低后高；人员密集，人体散热和散湿负荷成为观众厅空调负荷的主要部分。所需新风量大，从而新风负荷就大。观众厅演出的时间每场只有1～3h，休息厅观众停留时间则更短。2、舞台：舞台空间高大，幕布重叠，布景繁多，形状各异，还有网幕、软景等；灯具多，发热量大而不稳定。3、其他房间：化妆室、侯演室等是非连续、非全天使用的或集中在部分时间使用；休息厅、接待室等短时间有人停留，所以空调系统运行时间和要求很不一致。从空气调节专业的角度看，观众厅和舞台建筑空间大，小功能房间设在观众厅的周围且不均匀分布，同层房间（或空间）层高不一，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，甚至流向观众区。由于这样的特征给空调专业设计提出了一些新的难点。2主要设计参数2.1室外气象参数地点:：长沙纬度：北纬28°12´经度：东经113°05´海拔：44.9m冬季大气压力：101.99Kpa夏季大气压力：99.94Kpa室外计算干球温度：夏季空调日平均温度：32.0℃夏季空调室外空气计算湿球温度：27.7℃2.2室内计算参数表1房间使用性质夏季冬季干球温度（℃）相对湿度（%）气流速度(m//s)干球温度（℃）相对湿度（%）气流速度(m/s)架空层休息间24~2750~600.2~0.4420~2235~40库房30——19——文体活动室25~2740~60≤0.318~2040~50≤0.2排练厅25~2740~60≤0.318~2040~50≤0.2办公室26~28≤65≤0.318~20——值班室26~28≤65≤0.318~20——观众厅26~28≤65≤0.316~18≥35≤0.2舞台25~27≤65≤0.316~20≥35≤0.2小卖部26~2850~600.2~0.516~18无0.1~0.33休息室28~30≤65≤0.516~18——侯演室28~30≤65≤0.516~18——道具间28~30≤65≤0.516~18——服装间28~30≤65≤0.516~18——抢妆间28~30≤65≤0.516~18——放映间28~30≤65≤0.516~18——音响控制室25~2740~60≤0.318~2040~50≤0.2灯光控制室24~2640~60≤0.320~2240~50≤0.2化妆间25~27≤60≤0.318~22≥35≤0.2耳光室24~2640~60≤0.320~2240~50≤0.2调光柜室24~2640~60≤0.320~2240~50≤0.2制作间25~2740~60≤0.318~2040~50≤0.2咖啡厅、茶室24~2650~65≤0.320~2540~55≤0.33全搂空调系统设计概要本设计主要包括：空调系统的方案选定与论证；空调冷、热负荷计算；空气处理过程计算、气流组织设计计算；风系统的阻力计算；水系统的水力计算；设备选型以及系统控制等等。根据设计要求，绘制制冷机房平、剖面图、流程图；空调风系统平面图、水系统平面图，空调风系统图、水系统图等等。3.1空调系统设计及气流组织（1）系统划分及空调方式与设备选择针对以上所述的建筑概况与特点，本设计采用全空气单风道一次回风空调系统。在观众厅两侧各采用一个吊顶式空调机组，均置于一层休息外廊上空。观众厅采用分层空调系统设计，所谓分层空调，即在需要空调的工作区（人活动及设备工作空间）合理组织气流，做到仅对下部工作区进行空调，而对上部空间不予空调或夏季采用上步通风排热。只要空调气流组织的好，既能保持下部工作区所要求的环境条件，又能节省能耗，减少空调的初投资和运行费用，其效果是全室空调所无法比拟的，从我国应用分层空调的多项工程来看，可节省冷负荷的30%左右，符合建设节约型社会的要求。为便于控制，舞台单独采用一个空调系统，置于侧台。其它空调系统均按功能、位置及使用时间划分空调系统，其中架空层两侧各设置一个空调系统，一层道具间、侯演室、服装间、抢妆间、设风机盘管加新风系统，二层相同位置的大、中、小化妆间也设置风机盘管加新风系统，三层休息外廊与就近的咖啡厅、文体活动室设置吊顶式空调机组；一层休息外廊与其余不易设新风的小房间只设风机盘管。在机房设备选型方面，采用直燃式溴化锂吸收式制冷机组，与独立锅炉房相比，直燃机燃烧效率高，对大气环境污染小，可省去热源机房，同时，该设备体积小，机房用地省。（2）系统设计风量和设计供冷量本设计各空调系统设备详细情况见表２。表2全空气空调机组的设备选型厂家：无锡申达达空调设备备有限公司司房间（空间）型号ZKS外壁B（mm）外壁H（mm）表冷器迎面风速（m/s）排数额定冷量（kW）额定热量（kW）额定风量（万m3/h）架空层西侧-1.5156015502.5～3.0081341631.5架空层东侧-1128014302.5～3.00669971观众厅南-1.5156015502.5～3.0061041451.5北-1.5156015502.5～3.0061041451.5舞台-2166017502.5～3.004991402三层廊道南+3304-1128014302.5～3.00669971三层廊道北+3303-1128014302.5～3.00669971表3风机盘管的设备选型厂家：无锡申达达空调设备备有限公司司风机盘管房间型号个数房间型号个数103FP-141204FP-102104FP-141205FP-161107FP-161206FP-101108FP-81207FP-161109FP-81208FP-161110FP-7.11209、2100FP-51111FP-161401FP-202一层休息外廊FP-2011402FP-202二层休息外廊FP-142501FP-202201FP-141502FP-202202FP-51203FP-51厂家：北京精诚诚远志制冷冷设备有限限公司新风机组107+1088+1099+1100XFJD-3..51204XFJD-1..51205+2066+2077XFJD-3..513.3空调冷源系统设计本设计按使用功能及建筑特点，将制冷机房设在架空层休息空间，选用闭式系统、同程式系统、定流量系统、单级泵系统、双管制系统。通过计算与实际分析，机房内设置两台直燃型吸收式冷温水机组（模块式）、三台冷冻水泵、三台冷却水泵、集水器一个、分水器一个，其中制冷机组型号为MCC-240K，额定供冷量为694.7kW。冷却塔选用两台BNGD圆形逆流式中温低噪声系列：BNGD-200，布置于三层屋顶。冷冻水泵和冷却水泵均考虑了备用。3.4通风与消防排烟系统设计本设计架空层休息空间设机械进、排风系统，库房做机械进风。结合本建筑的特点，本设计中观众厅和舞台采用自然排烟方式。观众厅和舞台采用集中排烟的方式，在观众厅和舞台的顶部设排烟口，进行自然排烟将侵入到顶部的烟气排至室外。根据顶部烟感器的报警信号，消防控制中心将排烟口打开进行排烟。它具有便于统一管理、运行可靠性高、日常维护简单及大火时排烟效果好等优点。本建筑具有窗户多的特点，其它小功能房间和休息外廊采用自然排烟。即节省投资又能达到排烟的效果。3.5空调通风系统的运行调节与管理电影院是人员密集的公共场所，为保证人体健康、舒适对通风换气的禽求，充足的新风供应在全年各个季节都是完全必要的。此外，在过渡季节，加大新风量（或全用新风）作换气通风运行，既充分利用新风能源实现廉价的自然供冷，又可进一步改善厅内环境品质。4本设计的特色⑴采用分层空调系统设计，很大程度的节约了系统的运行能耗。⑵观众厅跨度大、空间大，采用双侧水平喷口射流送风，两侧下回风，上排风，弧形回旋流气流组织。在送风射流作用下，整个空调区形成回旋循环，使下部工作区处于回流区，温度场和速度场也达到了均匀。送风口选用可调角喷口，以便冬季向观众区送热风。见图1（剖视图）、图2（平面图）。⑶舞台采用舞台周边地面送风，后台中部回风的方式，有效的消除了人员、灯光负荷；同时也可解决气流对幕布、软景幕等的扰动以及温度场分布不均匀等难题，并能有效地解决冷气流下降至舞台面，甚至流向观众区的现象。见图2（平面图）。⑷通过分区控制，解决了观众厅与舞台之间气流组织的干扰问题。4结束语总之，长沙大剧院，设计标准要求较高，然而却受到建筑结构等诸多条件的限制，面临的许多特殊问题都需要要设计人员开动助筋，一一地加以解决。在设计中努力寻求一些因地制宜、行之有效的应对策略。主要参考文献[1]陆亚俊《暖通空调》中国建筑工业出版社出版2002年[2]贺平《供热工程》中国建筑工业出版社出版1985年[3]屠大燕《流体力学》中国建筑工业出版社出版1993年[4]马最良《民用建筑空调设计》中国化学工业出版社出版2003年[5]赵荣义《简明空调设计手册》中国建筑工业出版社出版1998年[6]陆耀庆《实用供热空调设计手册》中国建筑工业出版社出版1993年[7]周邦宁《中央空调设备选型手册》中国建筑工业出版社出版1999年[8]陆耀庆《供暖通风设计手册》中国建筑工业出版社出版1987年[9]钱以明《高层建筑空调与节能》上海同济大学出版社1990年[10]孙一坚等《工业通风》中国建筑工业出版社出版1992年ThedesignonairconditionsystemofalargetheaterinChangshaStudentZHAOYu-laiTutorZHANGShi-xuan(DeptofCivilConstruction,Jinzhou121001)Abstract:Combinethepracticeandthecharacteristicofarchitecture,establishtheplanoftheairconditionsystemdesign.Adoptingallairconditionsystemandblowerfancoilandn