2.1
室外設(shè)計計算參數(shù)（太原地區(qū)）
夏季空調(diào)室外計算干球溫度：30.8℃
夏季空調(diào)室外計算濕球溫度：23.6℃
夏季通風(fēng)室外計算溫度：28℃
冬季空調(diào)室外計算溫度：-13℃
冬季通風(fēng)室外計算溫度：-6℃
冬季采暖室外計算溫度：-11℃
最冷月平均室外計算相對濕度：49%
最熱月平均室外計算相對濕度：74%
冬季室外平均風(fēng)速：2.2m/s
夏季室外平均風(fēng)速：1.9m/s
當(dāng)?shù)叵募敬髿鈮海?1.96KPa
當(dāng)?shù)囟敬髿鈮海?3.33KPa
2.2
室內(nèi)設(shè)計計算參數(shù)
表1 通風(fēng)室內(nèi)設(shè)計計算參數(shù)
表2 空調(diào)室內(nèi)設(shè)計計算參數(shù)
3.1
空調(diào)冷熱源
總冷負(fù)荷為8125kW，冷指標(biāo)為111W/m 2 ，設(shè)置螺桿式冷水機(jī)組一臺，制冷量為865kW(246RT)，設(shè)離心式冷水機(jī)組三臺，每臺制冷量為1934kW(550RT)，同時使用系數(shù)為0.820，單位面積裝機(jī)容量為91W/m 2 ，夏季提供7℃~12℃冷水供空調(diào)系統(tǒng)使用。
冬季總熱負(fù)荷為6582kW，空調(diào)熱源來自城市集中供熱管網(wǎng)，一次熱媒為130℃~70℃高溫水，經(jīng)設(shè)于本建筑熱交換站內(nèi)的熱交換器制取60℃～50℃溫水供冬季空調(diào)系統(tǒng)使用，熱交換站內(nèi)設(shè)置水-水板式換熱器三臺，每臺供熱量2715kW。
3.2
空調(diào)水系統(tǒng)
空調(diào)水系統(tǒng)采用分區(qū)雙管制系統(tǒng)，大劇場、小劇場、音樂廳、排練廳、演播廳、錄音錄像室空調(diào)水系統(tǒng)為內(nèi)區(qū)雙管制系統(tǒng)，其余空調(diào)水系統(tǒng)均為外區(qū)雙管制系統(tǒng)。內(nèi)區(qū)雙管制系統(tǒng)分別設(shè)置供冷分集水器和供熱分集水器，冬季供熱管與夏季再熱管合用管道，可實現(xiàn)內(nèi)區(qū)雙管制系統(tǒng)提前供冷以及必要時的冬季供冷要求?？照{(diào)水系統(tǒng)采用一次泵水系統(tǒng)，異程式布置，冷熱水泵均配置變頻調(diào)速裝置。
3.3
空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計
大劇場面積5774m 2 ，觀眾廳座位數(shù)為1653座，觀眾廳體積V=20177m 3 ，.觀眾廳空調(diào)機(jī)組總風(fēng)量為109490m 3 /h，換氣次數(shù)為5.43次/h；音樂廳面積1389m 2 ，觀眾廳座位數(shù)為1155座，觀眾廳體積V=17397m 3 ，觀眾廳空調(diào)機(jī)組總風(fēng)量為72597m 3 /h，換氣次數(shù)為5.03次/h。為解決池座與樓座的豎向溫差問題，主劇場觀眾廳及音樂廳空調(diào)系統(tǒng)均采用全空氣單風(fēng)道低速送風(fēng)系統(tǒng)并各分設(shè)多個空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)機(jī)組均采用單風(fēng)機(jī)組合式空調(diào)機(jī)組，夏季可實現(xiàn)制冷、再熱過程，冬季可實現(xiàn)制熱或制冷過程，冬季可利用新風(fēng)供冷。氣流組織采用置換型下送上回方式，送風(fēng)至地板下靜壓倉，經(jīng)每個座椅下設(shè)置的帶均流孔板的座椅送風(fēng)口低風(fēng)速均勻送出，夏季室內(nèi)溫度24℃，送風(fēng)溫差≤3.5℃。冬季室內(nèi)溫度21℃，送風(fēng)溫差≤4℃，柱腳座椅送風(fēng)口送風(fēng)速度≤0.2m/s，足踝處風(fēng)速≤0.15m/s，送風(fēng)口設(shè)有均流穩(wěn)流裝置，人體腳踝處無吹風(fēng)感，回風(fēng)設(shè)于觀眾廳吊頂上。由于熱氣流上升，高位區(qū)溫度較低位區(qū)要高，為滿足觀眾的舒適度要求，在設(shè)計時，高位區(qū)每座風(fēng)量略高于低位區(qū)，系統(tǒng)運行時，空調(diào)系統(tǒng)可對按高度劃分的系統(tǒng)分別設(shè)定送風(fēng)量和送風(fēng)溫度。
舞臺設(shè)置4套空調(diào)系統(tǒng)，新、排風(fēng)比例可根據(jù)舞臺正壓要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證舞臺與觀眾廳風(fēng)量的平衡，防止幕布偏移。主舞臺演員區(qū)風(fēng)道設(shè)于主舞臺兩側(cè)，風(fēng)道上設(shè)有下送風(fēng)口和側(cè)向噴口送風(fēng)，每個風(fēng)口上設(shè)置電動調(diào)節(jié)閥，控制裝置設(shè)于側(cè)舞臺的電氣控制室，可根據(jù)演出幕布使用情況調(diào)節(jié)側(cè)送或下送風(fēng)口，以不吹動幕布為準(zhǔn)。臺倉送風(fēng)口主要設(shè)于演員入口位置和檢修人員停留區(qū)。
圖2 6.4層高平面圖
圖3 6.4音樂廳
圖4 冷凍站平面施工圖-Model
小劇場面積2009m 2 ，劇場觀眾席座位數(shù)482個，觀眾廳體積V=7205m 3 ，總送風(fēng)量為45875m 3 /h，換氣次數(shù)為6.37次/h，觀眾廳設(shè)兩套空調(diào)系統(tǒng)，小劇場為多功能劇場，座椅為活動式，氣流組織采用上送下回式，送風(fēng)口為溫感可控旋流風(fēng)口，冬夏季送風(fēng)氣流可調(diào)，回風(fēng)口設(shè)于劇場兩側(cè)墻下部。
演播室、錄音、錄像室、排練廳為全空氣單風(fēng)道低速送風(fēng)系統(tǒng)，氣流組織為上送上回式，空調(diào)機(jī)組主要功能段同劇場，送風(fēng)口采用溫感可控散流器送風(fēng)口或溫感可控旋流風(fēng)口。夏季可實現(xiàn)制冷，再熱過程，冬季可實現(xiàn)制熱或制冷過程，冬季可利用新風(fēng)供冷。
各劇場休息廳、咖啡廳、中廳、展覽大廳、.琴房等均為全空氣單風(fēng)道低速送風(fēng)系統(tǒng)，服裝間、化妝間、辦公等為風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。鋼琴庫設(shè)風(fēng)冷熱泵恒溫恒濕獨立空調(diào)系統(tǒng)。樓宇控制室、監(jiān)控室、電氣控制室、值班室、安保室等設(shè)置風(fēng)冷熱泵多聯(lián)分體空調(diào)系統(tǒng)。
3.4
采暖系統(tǒng)設(shè)計
本工程建筑設(shè)計有三處中庭，建筑中廳16.4m，大劇場中廳20m，音樂廳中廳20m，為解決自然形成的溫度梯度問題，在0.00層休息廳，6.4m展覽廳、.咖啡廳，大劇場、音樂廳16.4m入口大廳設(shè)置低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)，采暖熱媒來自冬季空調(diào)熱水系統(tǒng)，熱媒溫度為60℃~50°C。
為防止舞臺冷氣流下降造成大幕偏移，在舞臺后墻設(shè)置散熱器。
在外門上部均設(shè)置電熱風(fēng)幕，以減少室外冷、熱風(fēng)的侵入。
本建筑設(shè)有大量的玻璃幕墻，為解決冬季大面積玻璃幕墻的結(jié)露問題，在部分幕墻邊布置一排臥式暗裝風(fēng)機(jī)盤管，沿幕墻向下吹熱風(fēng)，在某些層次平頂內(nèi)側(cè)布置垂直于幕墻的噴口送風(fēng)口。為減少太陽輻射得熱量，玻璃幕采用了雙銀Low-E中空玻璃。
3.5
通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計
面光室、追光室、耳光室燈具發(fā)熱量大，均設(shè)置單獨的機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)。換氣次數(shù)15次～20次/h，排風(fēng)口直接設(shè)于燈光發(fā)熱處，排風(fēng)機(jī)設(shè)于屋頂，補風(fēng)由面光、追光室與觀眾廳的開口處補入，排風(fēng)機(jī)均設(shè)變頻控制，根據(jù)室內(nèi)壓力要求，排風(fēng)量與空調(diào)新風(fēng)量匹配，保持觀眾廳風(fēng)量平衡。
大、小劇場舞臺頂部均設(shè)置機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)，補風(fēng)來自舞臺空調(diào)系統(tǒng)，送排風(fēng)機(jī)均變頻控制，根據(jù)舞臺壓力要求平衡風(fēng)量。
展覽廳、休息廳、咖啡廳、排練廳、演播室等全空氣系統(tǒng)場所均設(shè)置機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)，過渡季，空調(diào)系統(tǒng)全新風(fēng)運行時，排風(fēng)機(jī)運行。
3.6
監(jiān)測與控制系統(tǒng)設(shè)計
大劇院空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)及及熱交換系統(tǒng)均采用直接數(shù)字式集中監(jiān)測控制系統(tǒng)，既滿足人員舒適度要求又達(dá)到節(jié)能目的。主要監(jiān)控要求如下：
溫濕度控制：根據(jù)露點溫度控制冷卻盤管兩通閥開度，根據(jù)送風(fēng)溫度控制加熱器或再熱器兩通閥開度。采用座椅下送風(fēng)方式時，空調(diào)夏季送風(fēng)溫度設(shè)定值為21℃，冬季送風(fēng)溫度設(shè)定值為17℃，設(shè)定值可根據(jù)池座、樓座溫度要求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，送風(fēng)溫差≤4℃，冬季通過調(diào)節(jié)加濕器電動閥的開度來保證其設(shè)定值。
風(fēng)機(jī)，風(fēng)門控制：演出前2小時，風(fēng)機(jī)啟動，進(jìn)入預(yù)熱預(yù)冷工況，關(guān)閉新風(fēng)閥，回風(fēng)閥全開，風(fēng)機(jī)低速運行。觀眾進(jìn)場后，冬夏季，新風(fēng)閥預(yù)設(shè)最小開度，同時根據(jù)回風(fēng)CO 2 濃度，調(diào)節(jié)新風(fēng)閥開度，設(shè)于屋頂?shù)拿婀?、追光室等處排風(fēng)機(jī)運行并根據(jù)新風(fēng)量或空調(diào)區(qū)正壓要求調(diào)節(jié)排風(fēng)量，過渡季系統(tǒng)所需新風(fēng)大于最小新風(fēng)量時，根據(jù)新風(fēng).送風(fēng)溫度值，自動調(diào)節(jié)新風(fēng).回風(fēng)風(fēng)閥的開度，開啟對應(yīng)空調(diào)機(jī)組設(shè)置的排風(fēng)機(jī)，屋頂排風(fēng)機(jī)高速運行，±0.00層排風(fēng)機(jī)根據(jù)新風(fēng)量變化變頻調(diào)速運行以滿足空調(diào)區(qū)正壓值要求?？照{(diào)區(qū)發(fā)生火災(zāi)時，關(guān)閉回、排風(fēng)閥、排風(fēng)機(jī)停止運行，空調(diào)機(jī)組風(fēng)機(jī)高速(馬達(dá)頻率重新設(shè)定)運行，直流消防補風(fēng)。
3.7
消聲減振設(shè)計
本工程將聲學(xué)、噪聲振動控制作為專項設(shè)計，大劇場觀眾廳，音樂廳座椅送風(fēng)消聲靜壓倉、土建回風(fēng)道消聲保溫，機(jī)房隔聲，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)消聲設(shè)計，噪聲、振動控制均由聲學(xué)專項設(shè)計單位配合完成設(shè)計，消聲減振措施如下：
制冷機(jī)房、熱交換站、鍋爐房、大型空調(diào)機(jī)房設(shè)于地下層或頂層，盡量遠(yuǎn)離劇場等空調(diào)場所。
冷水機(jī)組，水泵，空調(diào)機(jī)組，冷卻塔，通風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備均設(shè)置減震臺座或減震支吊架。設(shè)備的風(fēng)管進(jìn)出口，水管進(jìn)出口均采用柔性連接。
空調(diào)機(jī)組，通風(fēng)機(jī)，水泵配置高效率，低噪聲風(fēng)機(jī)和電機(jī)，空調(diào)機(jī)組箱體采用內(nèi)貼50mm厚發(fā)泡聚氨脂保溫消聲高強(qiáng)度面板。平時使用的送排風(fēng)機(jī)箱體內(nèi)面均貼50mm厚玻璃纖維消聲材料。
空調(diào)送回管路上設(shè)置消聲器，消聲彎頭，消聲靜壓箱多種消聲措施，空調(diào)機(jī)房內(nèi)風(fēng)管消聲后管道保溫層外包石棉板，防止噪聲再傳入。
鋼琴房采用全空氣系統(tǒng)，各室支風(fēng)管加消聲器，避免產(chǎn)生管道串聲。
通過空調(diào)機(jī)房，冷凍站，通風(fēng)機(jī)房等有振動和高噪聲房間的風(fēng)道和水管采用彈性減震支吊架。
氣流再生噪聲主要與流速有關(guān)，合理控制流速可有效地降低氣流噪聲，降低消聲降噪難度，劇場，排練廳，演播室等空調(diào)系統(tǒng)，機(jī)房內(nèi)管內(nèi)風(fēng)速≤7m/s，豎風(fēng)道風(fēng)速≤5.5m/s，支風(fēng)道風(fēng)速≤3m/s。
空調(diào)機(jī)房，冷凍機(jī)房，通風(fēng)機(jī)房內(nèi)壁表面貼50mm厚玻璃棉氈，門為隔音門。
i靜壓倉作法及要求：首先靜壓倉內(nèi)表面采用水泥砂漿密封防潮處理，避免送風(fēng)過程中漏風(fēng)和塵土、潮氣等污染送風(fēng)，同時防止由于存在潮氣造成靜壓倉內(nèi)發(fā)生霉變.，然后粘貼100mm厚蜜胺海面，蜜胺海面須粘貼牢固，在4m/s的風(fēng)速下不脫落，施工時須從靜壓倉內(nèi)側(cè)開始，向外側(cè)邊緣后退施工，所有內(nèi)表面均須粘貼，接縫處須嚴(yán)密不得漏風(fēng)。
3.8
排煙系統(tǒng)設(shè)計
音樂廳，大、小劇場觀眾廳、舞臺、臺倉均設(shè)有機(jī)械排煙系統(tǒng)。劇場著火時，由消控中心發(fā)出指令，關(guān)閉空調(diào)機(jī)組回風(fēng)防火閥及回風(fēng)電動風(fēng)閥、排風(fēng)防火閥及排風(fēng)電動風(fēng)閥，排風(fēng)機(jī)停止運行，新風(fēng)閥全開，空調(diào)機(jī)組直流消防補風(fēng)，排煙風(fēng)機(jī)投入運行。排煙溫度達(dá)到280℃時，排煙風(fēng)機(jī)前設(shè)置的排煙防火閥關(guān)閉，并聯(lián)動排煙風(fēng)機(jī)及補風(fēng)系統(tǒng)停止運行。大劇場排煙量計算如下：
大劇場觀眾廳排煙量按13次/h換氣計算，在36.4m結(jié)構(gòu)層中設(shè)置高溫排煙風(fēng)機(jī)四臺。
大劇場主、側(cè)舞臺排煙量按4次/h換氣計算，大劇場后舞臺排煙量按6次/h換氣計算。
大劇場臺倉排煙量按6次/h換氣計算。
山西大劇院建筑造型獨特、空間復(fù)雜，暖通專業(yè)結(jié)合劇場建筑的特點，重點解決了建筑內(nèi)外區(qū)分別供冷供熱問題；高大空間建筑的氣流組織、豎向溫差問題；觀眾廳、舞臺的風(fēng)壓平衡問題；相對于其它建筑更為嚴(yán)格的消聲減振問題；玻璃幕墻的防結(jié)露、防輻射問題及自動控制、消防排煙等問題。
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