山西医科大学学生活动中心空调及采暖设计

2013-08-21王业辉

山西建筑 2013年4期

王业辉

(山西省建筑设计研究院，山西太原 030013)

1 工程概况

本工程为山西某医科大学的大学生活动中心，该工程分为两段，其中2-5轴～3-10轴为一段，1-1轴～2-6轴为二段。其中一段部分为剧场、舞台、放映室、小卖部等;二段为办公部分及设备用房，其中1层为化妆间、变电室、服装间、中庭;2层为社团活动;

3层为校史陈列、电视台演播室;4层为办公、广播站、会议室。总建筑面积为:15 098.45 m2，建筑高度为:18.6 m，室内外高差为:0.6 m。

2 室内设计

2.1 室外计算参数

室外计算参数见表1。

表1 室外气象参数

2.2 室内设计参数

1)报告厅空调设计温度(见表2)。

表2 剧场及舞台空调室内设计参数

2)室内采暖设计温度(见表3)。

2.3 围护结构传热系数

1)体形系数为:0.15，各朝向窗墙面积比分别是:东向:0.28，南向:0.28，西向:0.25，北向:0.25。

2)外墙:50厚发泡水泥板;传热系数为0.450 W/(m2·K);屋顶:120厚发泡混凝土板;传热系数为0.490 W/(m2·K);外窗:Low-EPA断桥铝合金中空玻璃窗;传热系数为2.650W/(m2·K);天窗:Low-EPA断桥铝合金中空玻璃窗;传热系数为 2.650W/(m2·K)。

表3 采暖区域室内设计参数 ℃

3 采暖系统设计

1)由于该建筑物一段的剧场走道和二段的1层大厅，2层的社团活动，3层的校史陈列大厅，4层的办公均采用了大玻璃幕墙增加建筑物的美观及采光，所以为了不影响建筑物的美观，决定这部分采暖系统采用水平双管下供下回式同程系统，同时采用供回水管中心距为300 mm的钢制板式散热器，每层的采暖供回水干管走在下一层的顶板下。

2)一段剧场的门厅高度为11.6m，二段的中庭高度为22.0m，并且二段中庭的顶部为了消防的需要开设了天窗，如果单靠走道和大厅的散热器采暖，最终由于空气流动及中庭的烟囱效应使热空气聚集在中庭顶部，冷空气聚集在中庭底部，根本无法使中庭一层冬天保持在16℃，人会感觉到非常冷。而地板辐射采暖的优点就在于它是辐射采暖，热量直接可以从地面下辐射出来，这样会使人觉得比较舒服。综上所述采用地板辐射采暖，但是水温为85℃/60℃，大大超过了国家的规定，所以分集水器采用带混水泵的分集水器。

3)二段办公部分采用上供下回式同程采暖系统，为了便于分室调节达到节能，在每组散热器上加装三通温控阀。

4 空调系统设计

1)一段剧场高度为20.45 m，为上下两层剧场，且没有窗户。如果单靠散热器采暖，因为空间高大，可布置散热器的墙面非常小，无法满足冬天采暖要求。由于没有窗户，通风条件不好，会造成夏天非常闷热，所以综合考虑采用全空气一次回风空调系统，并辅之以散热器采暖。由于没有地下室，在剧场的1层，3层均设置了空调机房，每层两个。在风口的选择上，在顶层布置的风口采用ATKP25号型温控型自动大空间扩散型圆形风口，增加风口向下送风的压力，尽量使风量能到达剧场底部。在剧场一层顶板下布置的风口选用DUK-V-K/200型球形喷口，与剧场顶部布置的风口相呼应，做到保证剧场第一排的座位在夏天也能比较凉快，冬天比较温暖。

2)一段剧场舞台高度为26.5 m，采用散热器采暖，热量远远达不到负荷要求，所以采用全空气一次回风空调系统，并辅之以散热器采暖。由于没有地下室，空调机房设置在剧场13.5 m高度处，共两个。在风口布置的高度上考虑到，如果风口布置在剧场顶部，即使选用ATKP25号型自动大空间扩散型圆形风口增加风口的送风压力，也难以使风量到达剧场底部，所以布置时降风管降低到距舞台地面高度为6.0 m的高度处，风口依然选择ATKP25号型温控型自动大空间扩散型圆形风口。

3)由于没有地下室，无法布置大型制冷机组，所以为了节省建筑空间，在空调系统选择上选择了风冷热泵机组，将六台机组放在剧场顶部。在剧场三层的空调机房内设置了定压补水装置及循环水泵，为了解决风冷热泵机组冬天不好用的问题，设计时从剧场采暖主干管上分一支采暖干管接入空调机房内的循环水泵上，做到空调机组冬天也能正常运转。

4)因为考虑到剧场和舞台的特殊性，所以所有空调机组均采用大功率的组合式空调机组，增加送风压力。

5 通风及防、排烟系统设计

1)本工程造型较为复杂，对消防提出了严格的要求。一段的剧场面积为620 m2，远大于300 m2，且没有窗户，所以根据《建筑设计防火规范》采用机械排烟。由于层高为20.45 m，可以不划分防烟分区。在计算排烟量时采用了以下两种计算方法:

第一种:620×60=37 200 m3/h。

第二种:620×20.45×6=76 074 m3/h。

处于安全考虑采用了第二种计算所得排烟量。

在布置排风口时由于考虑到剧场顶部布置了送风口，且剧场顶部有人员通行的马道，所以为了保证马道上人员的通行，同时也尽量避免送风和回风之间的气流短路，所以排风口布置在了剧场的中心线，与送风口尽量拉开距离，同时也尽量保证美观。在风机的选择上考虑到剧场的排风经常使用，且排风量为新风量的80%，风量较小，不适合选用双速风机，所以决定选用排风机和排烟专用风机各一台，共四台风机。风机布置在剧场屋顶，避免影响室内。

2)一段的剧场舞台面积为412 m2，高度为26.5 m，为一个防火分区，且没有窗户，所以根据《建筑设计防火规范》采用机械排烟。由于层高为26.50 m，可以不划分防烟分区。在计算排烟量时采用了两种计算方法:第一种:412×60=24 720 m3/h，第二种:412×26.5×6=65 508 m3/h，处于安全考虑采用了第二种计算所得排烟量。在风机的选择上考虑到舞台的排风经常使用，且排风量为新风量的80%，风量较小，不适合选用双速风机，所以决定选用排风机和排烟专用风机各一台，共四台风机。风机布置在舞台屋顶，避免影响室内。

3)二段办公部分的中庭高度为22.0 m，中庭顶部开启天窗，面积为中庭地面面积的5%，虽然根据《建筑设计防火规范》可以不用排烟，但是为了安全起见，本次设计决定采用机械排烟。排烟量为:173×22×6=22 836 m3/h，布置一台专用排烟风机在四层屋顶上。

4)在本次设计中，一段和二段中均有大面积的无窗房间，这些房间均设置了机械排风，而排烟则借用走道的机械排烟。