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高规格巨幕厅空调系统,怎样做到舒适、静音,又节能环保?

2017/10/16 9:44:54      来源:艾维电影
[提要]随着国民经济的飞速发展,人们越来越讲究生活质量,对电影院的环境要求也越来越高,而影院本身对空调系统的消声、减震与节能又有很高的要求。这就令影院空调设计显得尤为重要。本文以某影城巨幕厅的空调设计为例,探讨了影院空调设计中应重点注意的问题。

随着国民经济的飞速发展,人们越来越讲究生活质量,对电影院的环境要求也越来越高,而影院本身对空调系统的消声、减震与节能又有很高的要求。这就令影院空调设计显得尤为重要。本文以某影城巨幕厅的空调设计为例,探讨了影院空调设计中应重点注意的问题。

1、巨幕厅空调负荷特点及计算

位于南方某商业广场一至四层西南部的影城,分为观众使用部分(九个影厅)、技术设备用房和行政管理部分,在管理和使用上相对独立,因此,采用独立的空调系统。影城大巨幕厅长15m,宽25m,高22m。人员密集,人体潜热量较大,是主要的空调负荷,当室温较低时,可以减少潜热量,因此应尽量降低或不要再热处理,降低送风温度,有利于节能。



1.1、巨幕厅空调负荷的组成

此厅在其他附属房间之间,外维护结构很少,仅有一面外墙和一层屋面,因此温差传热量和太阳辐射得热量很小,且因建筑声学处理的需要,墙壁与顶棚等大量使用吸音材料,加强了其隔热性,也降低了维护结构的传热负荷。此厅的照明设备负荷约为7w/㎡时,且在电影放映时不开,此负荷可忽略。因此,人体散热散湿负荷成为巨幕厅的主要负荷。

人体散湿量与活动状况、服装、室内环境、性别、年龄、身高、体重等一系列因素有关。推算出成年男子在不同室温不同劳动强度下的散热散湿量,对于不同建筑物考虑各种修正系数即可得总的人体散热散湿负荷。本设计的室内设计参数采用节能标准,夏季:室内设计温度 tn=26℃ ,相对湿度Φ=65%,冬季:室内设计温度tn=17℃,相对湿度中Φ=40%。人体散热散湿负荷以观众人数乘以表1中相应的散热散湿量即可。


表1人体散热、散湿量表


1.2、送风量的确定

依照空调负荷(夏季),如采用13口差风温差,则计算出消除厅内余热余湿所需送风量极小,相应的换气次数也很少,仅为1次/h ,合30㎡/( h·人),这样将造成室内气流组织分布不均,恶化厅内空气环境。按Q=CGΔt (其中: G 为送风量,Q为空调负荷,Δt为送风温差,C为干空气的定压比热) 来分析,要增大送风量,可以降低送风温差,即提高送风温度,又考虑到送风温度对人体潜热的影响,不易太高,故取Δt = 6.5℃,则G = 60m3/(h·人),比较合理。提高送风温度可由再热和二次回风两个途径来实现,为了避免由于再热而引起冷热抵消,浪费能源,本设计采用二次回风系统加大送风量。

另外,为了达到人体的舒适感,新风量的确定要考虑到室内CO2浓度控制、粉尘及异味的消除,在以往的空调房间,新风量一般为30m3/(h·人),近年来,由于人们对节能的重视以及禁烟活动的开展,新风量不低于9m3/(h·人)即可满足要求。本设计最小新风量取10m3/(h·人)。

2、巨幕厅的气流组织形式

由于观众在观看电影期间不能随意走动,因此巨幕厅的气流组织十分重要。送风气流应分布均匀,在观众区形成舒适的均匀的速度场和温度场,不能让观众有吹冷风和颈后吹风的感觉。还应充分利用回风口的位置改善气流分布,消除送风“死角”。

本厅的设计考虑了侧送下回、下送上回和上送下回三种方案,分析如下:


图1气流组织剖面图


(1)侧送下回式系统

目前的侧送下回式一般是在距地面3~4m处的墙壁上设置侧送风口,在墙的下部设置回风口,墙的上部设置排风口,如图1a 所示。以送风口中心高度为分界面,将高大空间分为空调区和非空调区,向观众所在的空调区送风,而空调区的大部分热量(屋顶、上部外墙、照明热量) 均由上部排风带到室外,这样空调冷负荷只占整个巨幕厅负荷的一部分,节能效果良好。当高度H≥10m,建筑容积大于10000㎡,空调区高度小于等于0.5H时,此分层空调可比全室空调节能30%左右。

但此方案不能采用。因为本厅侧墙没有布置风管的位置,若将送风干管布置在建筑物室外,则影响建筑物的美观,如将干管布置在吊顶内下接风管侧送,则会影响影厅音响效果。



(2)下送上回式系统

下送上回式系统是指在巨幕厅下部送风,中部或上部回风(或排风),也称置换式通风,如图1b 所示。被处理的空气先流经观众区,带走人体热湿负荷后,向上部分作为回风,部分排出室外。此种形式同样能利用排风带走上部空间的热量,有利于节能。

从下部送风,可采用各种形式的座椅送风装置,冷(热) 风可通过座椅上风管经消声装置后,由可调风口徐徐送出,让人感觉舒适清新,也可在观众区形成均匀稳定的速度场和温度场。但考虑倒下送风有吹起体面灰尘的可能,而且每个座椅都安装风口,数量太多,维修量较大,本设计不采用此方案。

(3)上送下回式系统

基于以上分析,本设计采用了顶棚上送风、下回风系统,如图1c所示,送风管道可安装于顶棚吊顶内,回风口安装在厅的前部下侧。虽说此方案要承担整个厅的空调负荷,耗能大,但风管简洁,易于与建筑装饰配合,比较美观,而且气流自上而下,不易扬尘,气流组织均匀稳定。

为了避免冬季热空气在上部空间滞留,造成上热下冷现象,本设计采用旋流送风口,该风口的送风流型可以调节以达到不同送风射程,由于影厅座椅前低后高,在影厅前部送风口较高的区域,可调大射程,解决垂直温度梯度过大问题。另外,该送风口的起旋器可使轴向气流旋为旋转气流,增大了诱导比,送风速度衰减快,不会使观众感觉吹冷风或颈后吹风。

本方案系统简洁,只在影厅前部布置回风口,节省了管材,比前两种方案造价都低,不仅符合巨幕厅的结构功能要求,而且美观易于施工。为最佳方案。



3、巨幕厅的空调系统设计与调控

考虑到整个影城各个房间的使用功能和时间不同,将行政管理用房和技术设备用房划分为一个系统,采用风机盘管加新风系统,为方便管理和节能,九个影厅各设独立的空调系统,分别控制。巨幕厅就是其中之一,设计方案如下。

为了保证厅内空气环境清新,本设计应用二次回风系统适当提高了送风温度,也达到了节能的目的。在空调房间内设置回风机兼作排风机使用,根据季节变新风量运行。

在空调系统的新风、排风、一次回风和二次回风处分别加装电动阀门,新、排风量随季节变化进行调节,一、二次回风量根据送风温度进行调节。

空气处理过程(夏季工况)如图2。处理过程i-d图如图3所示。


图2空气处理过程

图3空气处理过程图


4、空调系统的消声与减震

为了达到电影院的噪声标准,消除或减弱各种噪音进入室内,除采取一般的措施外,还采取了以下措施:将空调机房做隔声处理,内壁贴吸声材料;相邻个影厅隔墙做双墙,中间为空气夹层,两侧贴吸声材料;风管和水管穿过墙壁和楼板时在管道与洞壁间用柔性材料填充;控制风管与风口风速,管道上加装消声弯头等消声部件,采用铝箔复合消音风管等等。

5、结论

根据以上设计实例的分析,笔者认为设计人员在电影院空调设计中应注意以下几个问题:

(l)从实际情况出发,注意考虑电影城的建筑美观和视听效果。

电影院主要是满足人们对电影艺术的享受,因此应把良好的视听效果放在首位。本设计正因为考虑了这一点才舍弃了测送侧回式,并且也着重做了消声和减震处理。

(2)在于业主密切沟通的情况下,最终确定节约能源和资金的合理方案。

应对各种从理论上可采取的方案进行综合分析,并进行造价的估算,力求在经济上合理,却能节省能源。如本设计是以新的节能设计规范为依据,并在空气处理过程中采用二次风加热,省略加热器,从而消除了冷热抵消的浪费能源现象,故与传统设计比较可节能33%。而且,在实际运行中,影院的视听效果良好,能保持舒适的室内环境。


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