北京天桥演艺区暖通空调设计

田小婷

（广州珠江外资建筑设计院有限公司，广东广州5100 60）

0 引言

北京天桥演艺区项目位于北京城南，坐落在纵贯北京城的中轴线上，东至天桥南大街，南至南纬路，西临天桥剧场新农街，北至市民广场南边界。市民广场东至天桥南大街，南临南区公建项目北边界，北至北纬路，西至新农街。

该工程属特大型甲级剧场建筑，耐火等级为一级，项目总建筑面积73267.0 m2，其中地上建筑面积26632.0 m2，地下建筑面积46635.0 m2。地上3层，地下4层，地上建筑高度18 m，局部舞台台塔高21 m。地下部分为汽车库、化妆间、剧场后台、设备用房等。

1 室内设计主要参数见表1。

2 冷热源设计

（1）夏季集中空调系统设计计算冷负荷为6950 kW，选用2台800 RT离心式冷水机组和1台400 RT带热回收螺杆式冷水机组，热回收机组夏季可为剧场免费提供生活热水。空调冷水供回水温度7℃/12℃，冷却水进出水温度32℃/37℃，主机置于地下四层的制冷机房，冷却塔置于办公区的室外屋面上。

（2）冬季热源采用市政热力管网供热，市政热源一3200 kW，采暖负荷为700 kW，地板辐射采暖负荷为600 kW。次侧热水温度110/70℃，空调热水供回水温度55℃/45℃，采暖热水供回水温度75℃/50℃，地板辐射采暖热水供回水温度55℃/45℃。空调供热设计计算负荷为

表1 室内主要设计参数

3 空调风系统

3.1 剧场观众厅

观众厅采用低速风道全空气系统，气流组织采用座椅下送风，观众厅栅顶面光桥和楼座观众席后部上方回风的置换通风方式。共设4个空调系统，其中池座观众席每个座位的送风量为60 m3/h，设置2个送风量为3600 0 m3/h的空调系统，楼座观众席每个座位送风量为70m3/h，设置2个送风量为1500 0 m3/h的空调系统。为避免吹冷风感，座椅下的送风柱内气流流速控制在1 m/s以内，送风孔风速控制在v≤0.25 m/s，这种气流组织既可以满足人体的舒适度要求，也较节能。为了实现送风温差为4℃，也就是送风温度不低于20℃。从节能的角度出发，空调机组采用了采用二次回风进行再热，通过调节一、二次回风比例控制送风温度，观众厅空调系统平时新风量3200 0 m3/h，过渡季节可根据室内外的焓值控制新风阀的开度，实现全新风运行。

图1 观众厅空调通风原理图

乐池与观众厅相连，池座静压箱与乐池间隔墙上设侧送风口，当乐池下沉时，侧送风口向乐池送风。观众厅空调通风原理如图1所示。

3.2 主、侧舞台

剧场的主舞台和侧舞台空调系统合用，由于灯光、设备多，散热量大，采用2套低速风道全空气系统，每个空调系统送风量为2700 0 m3/h。侧舞台采用球形喷口侧送风，主舞台采用球形喷口侧送风结合旋流风口下送风，下部设置回风口。为避免送风吹动或晃动幕布，送风口须错开幕布布置，喷口上设置电动调节阀，根据舞台演出需要可调节送风口的送风方向和送风量，此外，主舞台送风主管上设置电动调节阀，根据需要可电控关闭阀门，同时空气处理机组变频调低送风量。

舞台空调系统平时新风量12000 m3/h，过渡季节可根据室内外的焓值控制新风阀的开度，实现全新风运行。

舞台机械设备的散热和下部工作区域在上部积聚热量，因此在上空设置了独立的通风系统，通过机械通风的方式排除余热。主、侧舞台空调通风原理如图2所示。

图2 主、侧舞台空调通风原理图

3.3 入口大厅、排练厅厅及其他大空间

入口大厅采用低速风道全空气系统，气流组织两侧采用双层可调百叶集中送风；

排练厅设置低风速全空气定风量系统，气流组织采用旋流风口上送风，两侧集中天花回风的空调方式。公共休息厅等人员不经常停留的大空间采用低速风道全空气空调系统。考虑到冬季如湿度过高，壳体和水下通廊的玻璃易结露，所以不设置加湿器。排练厅空调系统在过渡季节可根据室内外的焓值控制新风阀的开度，可实现全新风运行；

3.4 台仓、耳光室、声、光控室及调光室

由于台仓中的机械设备存在散热，所以在台仓设置了空调系统，采用风机盘管在台仓两侧送风，回风方式采用下回，台仓内设置冷冻除湿机组除湿。

耳光室、声控室和光控室内有大功率的发光设备，设备发热量大，设置风机盘管和机械排风系统，用于降温排热。

调光室要求能够实现独立运行，因此采用多联式空调系统。消防控制室也设置了独立的空气源分体空调器。

3.5 办公管理、会客接待、化妆等小空间空调区域

办公管理、会客接待、化妆等小空间空调区域，其温湿度要求不严格，为控制灵活，采用风机盘管加新风系统，满足不同用户对于室内温度调节的要求。

图3 空调末端系统原理图

4 空调水系统

空调水系统采取一次泵四管制异程式系统，冷却循环水系统采用自来水补水，空调冷水系统采用软化水补水，定压采用密闭式高位膨胀水箱定压方式。空调冷水供回水温度7℃/12℃，冷却水进出水温度32℃/37℃，空调热水供回水温度55℃/45℃，主机置于地下四层的制冷机房，冷却塔置于办公区的室外屋面上。

通过设置在各空调水管井内的立管将空调冷热水输送至各层空调末端处，为了保证水系统的水力平衡和考虑将来实际负荷变化的可能，在各空调机组及新风机组和每层风机盘管的水平主管上均设置压差控制阀与静态平衡阀，另外在每台空调及新风机组的回水管上均设置了电动两通调节阀，以保证系统的节能运行。空调末端系统原理如图3所示。

5 供暖系统

图4 散热器采暖系统图

由于剧场空间较大，同时需要满足附属房间的防冻要求，供暖系统仅考虑部分设备用房以及对于位于建筑出入口的2层观众休息厅供暖，在使用时主要以空调系统为主。采暖热水供回水温度75℃/50℃，地板辐射采暖热水供回水温度55℃/45℃。

对于位于建筑出入口的2层观众休息厅，考虑到建筑空间高度和使用功能及玻璃幕墙的要求，所以采用独立的低温地板辐射供暖系统，地板辐射供暖分配器的供回水管之间设置电动三通调节阀，根据房间温度控制电动三通调节阀的开度，调节供水温度，提高了室内的热舒适性，减少了高大空间由于温度梯度带来的能耗。

地下室水泵房、制冷机房、热交换机房、贵宾休息室、地上靠外墙的走道、卫生间、空调机房、风机房等采用双管上供下回异程式系统，并设置了温控阀，这样既满足了使用功能，又节约了能源。散热器采暖系统如图4所示。

6 防火排烟系统

（1）剧场观众厅设置机械排烟系统，排烟量按性能化设计评估报告确定，总排烟量为2700 00 m3/h，设置在三层空调机房。由于剧场观众厅的特殊功能需求，故对其设有机械补风系统，利用平时的空调系统和增加补风风机做火灾时的补风系统，补风量不小于排烟量的50%，利用平时空调系统的送风管送入室内，如图1所示。

（2）剧场的主、侧舞台为独立的防火分区，该区设计了机械排烟和机械补风系统，排烟量按4次/h换气次数计算，排烟量为1700 00 m3/h，利用平时的空调系统兼做火灾时的补风系统，补风量不小于排烟量的50%，如图2所示。

（3）剧场前厅及休息厅设置机械排烟，排烟量按消防性能化评估报告确定计算，每层排烟量为5000 0 m3/h；排烟管与前厅空调送风管合用，空调风柜出口处设置70℃电动防火阀，当前厅及休息厅发生火灾时电控关闭，同时联锁开启排烟风机及排烟阀进行排烟。

（4）依据《剧场建筑设计规范》（J G J 57-2000）的规定，剧场的通风和空调系统的风管、消声器及其保温材料应采用不燃材料，该剧场的风管采用的是02级镀锌钢板，保温材料采用超级离心玻璃棉。

7 结语

在实际工程设计中，设计人员应结合设计条件和工程特点，贯彻环保，节能，资源综合利用的概念，贯彻绿色生态可持续发展的概念。在充分满足功能要求的前提下，选择合适的系统形式，努力使设计经济合理、技术先进、安全可靠。在满足使用要求的同时，考虑设备选择和系统的灵活性，以适应部分功能变化、使用率变化、节假日假期等多种情况，最大限度的降低运行成本，节能环保。

[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].2版.北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2]丁健.暖通空调设计50[M].北京：机械工业出版社，2004.

[3]GB 5001 6-2006.建筑设计防火规范[S].

[4]GB 5073 6-2012.民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].