某大学生活动中心多功能剧场暖通设计

李 玉 万

(甘肃省城乡规划设计研究院有限公司，甘肃 兰州 730000)

1 工程概况

兰州理工大学西校区大学生活动中心，项目建设地点位于兰州市七里河区彭家坪路36号兰州理工大学西校区内，为多层公共建筑，总建筑面积为30 700 m2，其中地上建筑面积为18 680 m2，地下建筑面积为12 020 m2；建筑层数地上5层，地下2层，建筑主体高度23.15 m，建筑耐火等级地上二级，地下一级；地下2层为停车库及设备用房。地下1层为礼堂舞台区、健身、音乐、舞蹈活动室“峡谷”中庭。首层南侧为大礼堂、多功能剧场，北侧为咖啡书吧、超市等学生服务功能区。2层为学生活动室、就业指导中心。3层为学生活动室、创新创业中心和就业指导中心。4层为师生办公用房，包括学生资困、发展指导中心等。5层西北侧为办公用房，东南侧为心理指导中心。

本文仅对活动中心多功能剧场冷源系统、多功能剧场空调处理机组选型、多功能剧场排烟系统设计进行介绍。

2 多功能剧场冷源

本工程空调冷负荷Q0=317.86 kW，按照GB 50736—2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范第8.2.2条规定[1]，选用两台板管蒸发冷却式涡旋冷水机组(单台容量为170 kW)。

蒸发冷却式冷水机组的换热效率大大提高，比传统的水冷式机组节能15%以上，比风冷式机组节能30%以上。

与传统的水冷式机组比较，蒸发冷却式机组具有如下优点：

1)水冷却式冷水机组，地下需设置制冷机房，屋面设置冷却塔，造价高，管路系统复杂，适合大中型工程空调制冷，本工程仅多功能剧场设置空调系统，选择板管蒸发冷却式涡旋冷水机组能更好的适应本工程的需求。

2)蒸发冷却式模块冷水机组，高度集成，结构紧凑，占地面积少，无需设置专用的制冷机房，本工程蒸发冷却式机组设置于屋面，大大节省了建筑空间。

3)与水冷式系统相比，无需配备冷却塔、大功率冷却水泵，冷却水管路系统；这种机组的冷却水只是补给散失的水量，可减少冷却塔存在的“飞水”损失，其用水量一般不到冷却塔用水量的1/2[2]。

选择与本工程制冷量相同，COP=5的水冷式机组作对比，计算冷却泵节约的能耗。

冷凝热Qh=Q0×(1+1/COP)=408 kW，冷却泵流量G=1.1×0.86×Qh/5=77.2 m3/h，冷却泵功耗N=G×H/367.3η=7.85 kW，假定本工程全年开启冷机的时间为4个月，每个月平均开机时间为36 h，则使用蒸发冷却式模块冷水机组节省的冷却泵用电量为：4×36×7.85=1 130.4 kWh。

3 多功能剧场空调处理机组选型

本工程空调处理机组选择变风道节能型空调机组，合理降低空调末端能耗是最直接有效的节能措施。

在过渡季节，空调系统全新风运行，空调末端换热盘管不起热交换作用，在新风通过换热盘管时，需要克服换热盘管的阻力，产生不必要的能量损耗；变风道节能型空调机组通过内置风门的开启或关闭改变气流通道，实现空调季节和过渡季节两种运行模式的转换。当过渡季节全新风运行时，打开内置风门，新风直接从风门旁通，不需经过换热盘管，减少盘管阻力约150 Pa，避免了无用功耗的产生，使空调机组运行能耗降低30%以上。

过渡季空调机组节省的用电功耗可通过下面公式计算：

式中：L——通风机的风量，m3/h；

Δp——通风机节省的全压，Pa；

η——全压效率；

ηm——通风机机械效率；

K——电机容量安全系数。

ΔN=80 000×150×1.2/0.85×3 600×0.98=4.8 kW，假定本工程过渡季时长为2个月，每个月平均开启空调机组的时间为36 h，则使用变风道节能型空调机组节省的风机用电量为：2×36×4.8=345.6 kWh。

4 多功能剧场排烟设计

本工程多功能剧场属于净空大于6 m的场所，依据GB 51251—2017第4.6.3.2条表4.6.3[3]，参照办公室、学校场所空间净高大于9 m，按照有喷淋(采用湿式灭火系统)选取排烟量87 000 m3/h，按照GB 51251—2017第4.6.1条，排烟系统设计风量104 400 m3/h，在多功能剧场顶部设置机械排烟系统，单个排烟口最大排烟量按照GB 51251—2017附录B表B选取，为26 400 m3/h。

多功能剧场面积大于500 m2，需设置机械补风系统，补风量不小于52 200 m3/h，且补风口设置在储烟仓下沿以下。

5 结语

通过以上分析，选择节能型产品蒸发冷却式模块冷水机组及变风道节能型空调机组，节能优势明显，可为本工程制冷工况下全年可节省冷却泵用电量为1 130.4 kWh；过渡季风机节省用电量345.6 kWh；而且对于西北地区干旱缺水、湿球温度低的特点，选择蒸发冷却式冷水机组更具有极大的节能潜力，应该大力推广使用。