洪山礼堂改造工程空调设计
工程概况
洪山礼堂地处武汉市武昌水果湖,是湖北省委、省政府的政治、经济、文化活动中心。洪山礼堂始建于1954年,1997年曾对前厅部分进行过改造,本次改造保留前厅部分,拆除主会场主席台和原有设备用房等中后部分进行重建,重建部分的总建筑面积12530m2。洪山礼堂的功能房间主要有:主席台、主会场、侧台、化妆室、电影厅、会议厅、休息厅、门厅、办公管理用房;地下层为储藏室和设备用房。
改造后的洪山礼堂,第一,彻底根除了结构安全和消防安全隐患。第二,完善了会议功能:主会场的座位数由原来的1408个,增加到目前的1506个,主席台建筑面积培加了2.5倍,可保证150位领导就座,增设了会议表决系统和会议报到系统及内部通讯系统等内容。第三,改善了演出条件,满足“八艺节”的演出要求。第四,空调设计采用合理的气流组织和控制系统达到提高舒适度和节能的目的。改造后的洪山礼堂可满足举行大型现代会议和兼顾大中型演出的要求。
设计标准
室内设计参数见表1。
空调系统设计
空调冷热源
洪山礼堂改造部分空调冷负荷1960KW,热负荷1200KW;未改造的前厅部分冷负荷1172KW,热负荷506KW。空调冷源选用3台制冷量为1062KW水冷螺杆式冷水机组,冷冻水供、回水温度为7℃/12℃。空调热源由供热中心提供,供、回水温度为85℃/55℃,经过板式换热机组转换成60℃/50℃热水供冬季空调使用。
空调风系统
主会场主席台宽36m,深19.8m。台口尺寸19m,高度22m,各专业管线设备错综复杂,空间气流组织较困难,经多次方案比较和与各专业协调,采用上送、顶侧送和下侧回的送、回风方式。在两侧天桥下的送风管上布置了球形喷口和旋流风口,连接球形喷口支风管在与主风管连接处和舞台台口送风管上设有电动风阀,舞台工作人员可根据舞台上的情况控制电动风阀的启闭,将空调送风对表演区的影响减到最低.为保证主席台前排的空调效果,主席台前排专设旋流风口送风。图1为主席台空调平面示意图。
主会场池座总座位数为966个,池座与吊顶底的最小高差达16米,经多次方案比较和考察同类型建筑,结合工程实际情况,最终确定池座采用座椅送风器下送风方式。空调送风送至地下室静压箱由座椅送风器向上送风,回风由侧墙百叶风口回风,使室内热力分层高度维持在人员活动区上方。由于座椅送风器处于工作区,送风温度和风速必须控制在人体舒适范围内,送风温差为4℃,送风风速为0.1~0.2m/s,获得较好的舒适度。图2为座椅送风器安装示意图。采用座椅置换送风方式,将处理过的新鲜空气直接送至人体活动区,保证了空气品质,缩小了主会场竖向温差,又可以达到节能的效果。
结合本工程的实际情况,主会场楼座空调送风采用电动球形喷口侧送,回风口采用蘑菇型回风口,蘑菇型回风口均匀布置在楼座座椅下,通过调节电动球形喷口的送风角度,保证主会场楼座冬夏空调气流组织和空调效果。
侧台、接见厅、电影厅、小会议厅等大空间空调设计为全空气集中空调系统。空调送风采用电动旋流风口顶送,回风由侧墙百叶风口回风。通过调节旋流风口送风叶片的送风角度,保证冬夏空调气流组织和空调效果。
化妆室、谈话厅、休息厅、大厅等采用风机盘管加独立新风的空调方式。
功放室、视频机房、舞台机械控制室等设备房发热量较大,全年需制冷,采用独立的变制冷剂流量的多联机空调系统,保证不同使用功能房间的独立运行。
空调水系统
空调水系统为双管制的闭式循环系统,采用气压罐定压,定压补水机组设在地下室制冷机房。
冷却水采用6台处理水量150m3/h的超低噪音横流式冷却塔,冷却水供回水温度32℃/37℃。冷却塔位于3层屋面。
空调系统自动控制及监测
空调冷源系统
1、压差旁通控制:根据冷冻机房内分水器和集水器之间的压差比例控制压差旁通阀。
2、冷水机组台数控制:根据冷源系统总负荷量(一次供回水温差×总流量)进行冷水机组台数控制。运行台数需与负荷匹配,能保持冷水机组高效率运行,并且能使设备交替运行,平均分配各设备运行时间。
3、冷却水温控制:根据冷却塔出水温度,对冷却塔风机作台数控制。
4、联动控制:冷水机组冷冻水及冷却水进口电动蝶阀、冷却塔进水阀、冷却塔风机与冷水机组实现联动。
5、运行状态监视、报警:冷冻机房监控站和中央监控站可对冷源系统的各种设备进行运行状态监视报警,可对冷源系统进行各种水温检测、流量检测,热量和累计热量检测。
6、备用冷冻、冷却水泵手动蝶阀切换。
7、冷冻机房监控站可进行冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔进水阀、冷却塔风机的个别指令起停。
空调热源系统
1、压差旁通控 制:根据冷冻机房内热水分水器和集水器之间的压差比例控制压差旁通阀。
2、热交换器台数控制:根据热水供、回水温度及流量,计算用户侧的实际耗热量,进行热交换机组台数控制。运行台数需与负荷匹配,并且能使设备交替运行,平均分配各设备运行时间。
3、二次热水系统控制:根据板式热交换器二次侧出水温度,进行一次侧回水二通阀比例控制。
4、运行状态监视、报警:冷冻机房监控站和中央监控站可对热源系统的各种设备进行运行状态监视报警,可对热源系统进行各种水温检测、流量检测,热量和累计热量检测。
组合式空气处理机组的控制
1、根据室内(回风)温度,对冷水盘管(供冷)或热水盘管(供暖)比例积分调节阀进行比例控制。
2、空调箱起动时关闭新风/排风调节阀进行预冷预热运行。
3、冬/夏季最小新/排风量运行, 室内每个系统根据系统大小设两~四个CO2检测点,当CO2浓度超过设定标准时作新/排风量再设定。当室外空气条件允许新风供冷时,通过新风阀排风阀联动控制,实行全新风供冷。
4、空调箱停止时联锁关闭(回风机、水量调节阀、新风/排风调节阀)。
5、空气处理机组风机的变频控制.
6、两级过滤器阻力报警.
7、观众厅池座组合式空气处理机组二次回风量的控制。
消声隔振
根据《民用建筑隔声设计规范》GBJ118-88的要求,洪山礼堂改造工程中主要功能房间在正常工作时,其背景噪声(包括空调噪声在内)不大于NR30噪声评价曲线所规定的数值。为保证空调噪声不超过规范要求,空调系统的消声隔振主要从以下几方面来进行控制:
噪声源的控制
1、制冷机,空调水泵,冷却塔、风机选择振动相对较小,转速较低的设备。
2、空调机组运转时离心风机产生大量的机械噪声和空气动力性噪声,通过系统上的管路及送、回风口向外辐射。风机噪声是通风空调系统中最主要的噪声源。合理选择风机的参数和选择低噪、高效的风机,它是实现噪声允许标准和用户满意使用效果的前提和基础。对于有声学要求的空调通风系统,风机的转速满足n≤1200r/min。
风管内气流流速控制
根据空调用房的噪声允许标准合理选择空调系统不同管路内的气流速度。空调系统不同噪声标准的气流速度控制值见表2。
管道部件的控制
在空调通风系统的设计中,尽量选择阻力系数小的管道部件(如三通、弯头、变径管和风口等)。在满足声学要求的基础上,合理的布置风管走向,使系统的气流顺畅平稳,尽量避免通过风管调节阀来实现管道的阻力平衡,降低风管调节阀的气流附加噪声。
消声器的设置
消声器尽可能设置在气流比较稳定的管道段,主管流速较高时,部分消声器安装在支管段上。当消声器安装位置有限时,利用建筑空间、空调箱的出风段等位置设置消声静压箱。回风系统也设置足够的消声器,且要保证回风的通畅性和流速,以避免回风口产生过高的气流再生噪声。
隔振设计
冷水主机,水泵,组合式空气处理机等设备基础下方设置橡胶减震器,吊装的空气处理机组、风机盘管、风机等设备均采用弹性减振吊架吊装;冷水机组、冷却塔、水泵等设备进出水管处设置隔震软接头;通风机、空气处理机进出风口设有不燃软接头;风管、水管采用减振吊架吊装,穿墙处采用柔性不燃材料将空隙严密封堵。
结束语
洪山礼堂功能众多, 技术要求高,考虑与未改造前厅部分连接,建筑标高复杂,暖通空调设计具有相当的难度。洪山礼堂改造工程于2006年12月完工并投入使用,通风空调系统运行情况良好,空调效果达到设计要求,为湖北省“两会”的顺利召开和“八艺节”的成功举办提供了良好的室内环境,得到了各方面的好评。