北京星光视界中心演播厅暖通空调设计

谢金柱

中航建设集团有限公司

0 引言

本演播厅位于北京星光视界中心 2#楼内，其中包括一个 3600 m2演播厅，两个 1500 m2演播厅，建筑高度为33.15 m，配套化妆间、冷冻站等位于2#楼辅房及地下室。演播厅运营模式为场地出租，演出方根据活动规模及人数，临时搭建看台、舞台。演播厅效果见图1。

图1 星光视界中心演播厅效果图

1 室内计算参数及负荷计算

1.1 室内空调设计参数

根据设计规范及业主提供的相关标准确定演播厅的室内设计参数，具体见表1。

表1 主要房间室内设计参数

1.2 演播厅负荷特点

演播厅不同于其他项目，负荷有如下特点：演播厅是人员密集的场所，人员密度大，人体冷负荷和散湿量较大，同时为满足卫生要求，所需的新风量及新风负荷较大。为满足节目录制、排练等需求，需要设置大量的灯光及设备，照明负荷占较大比例。演播厅墙体设置大量吸声材料，围护结构的隔热性能好，围护结构负荷占比较小。

经计算本工程演播厅部分的空调冷负荷见表2：

表2 演播厅冷负荷计算表

通过表 2可知，演播厅冷负荷中新风冷负荷，人员冷负荷、工艺灯光负荷占总冷负荷比例较大的，分别达到30%，22%，38%。

2 演播厅冷热源

项目前期结合周边能源条件、环保政策、业主需求等多方面因素，经对多种冷热源经济技术比较后，确定演播厅冷源采用常规电制冷冷水机组供冷，热源采用燃气真空锅炉供热，该能源形式技术成熟、运行可靠、能效高、初投资较低。

考虑与其他业态不同及独立营运等需求，2# 设置独立制冷站，为空调系统提供冷冻水，供回水温度为7/12℃。制冷站设置在地下二层，采用3台450冷吨的离心冷水机组，配置冷冻水泵和冷却水泵各4台，冷却设备采用3台横流式冷却塔，放置在北侧绿地；热源采用燃气真空锅炉，由 1#楼栋锅炉房为空调系统提供热水，供回水温度为60/50 ℃。冷热源原理图详见图2。

图2 2#楼冷热源原理图

因与集中空调系统使用时间的不同或须保证 24小时安全运行，演播厅的弱电机房、线电视房间、无线通信机房等房间设计变制冷剂流量多联机空调系统。

3 演播厅空调设计

3.1 演播厅空调处理过程及配置

利用表 2 数据，通过焓湿图计算，详见图 3。3600 m2演播厅：总送风量为322000 m3/ h，送风温度为17.18 ℃，选择6台风量54000 m3/ h风量组合空调器；1500 m2演播厅：总送风量为 128200 m3/ h，送风温度为17.15 ℃，选择3台风量43000 m3/ h风量组合空调器。

图3 3600m2演播厅空气处理过程

3.2 演播厅空调布置及气流组织

演播厅临时搭建舞台，演播厅、观众厅位置不确定，同时兼顾运行要求及空间等特点，3600 m2演播厅、1800 m2演播厅分别设置了 6 个和 3 个全空气空调系统，6 台或 3 台机组可独立工作，互不影响，共同向演播厅供冷供热，这样布置各个区域可灵活分割，运行管理方便灵活，风道尺寸小，风道短沿程损失少，同时利于节能及消声减振。具体布置见图4。

图4 演播厅风管布置图

本演播厅建筑高度 33 m，层高较高，垂直方向上从上到下分别为结构层、空调层、灯光层、马道、演播厅空间、舞台升降空间等，具体见图5。气流组织方面，演播厅采用上送上回形式，送风支管采用Φ800 圆形风管（内壁贴吸音材料）。由于灯光层设置大量灯光设备，避免灯光热量抵消遮挡，空调送风口均从空调层由上向下延伸至灯光层以下（19.0 m处）。回风支管接至灯光层下，避免气流短路，回风支管高度（20.5 m处）高于送风支管安装高度（19.0 m处）。

图5 演播厅剖面图

3.3 演播厅全空气系统形式分析选择

常见全空气系统可有如下形式：

1）单风机一次回风混合系统：组合式空调机组设置在空调机房内，冬季、夏季按最小新风比运行，新风阀在最小开度，回风阀在最大开度，新风量通过缝隙渗透排出。单风机式空调系统具有系统简单、占地少、一次投资省、运行耗电量少等优点，因此常被采用[1]。但单风机式空调系统存在无法实现过渡季全新风、系统新回风量调节困难、送风机风压较高、耗电量较大、噪声较大等缺点，同时有回风存在，空气品质较差。

2）双风机系统：组合式空调机组和回风机均设置在空调机房内，“变新风比系统”，可适应不同季节的新风量变化较大、其他排风措施不能适应风量的变化要求。当需要新风、回风和排风量变化时，可通过调节新、回风量调比例。当最小新风比较小时，回风机在最小新风比季节（夏季和冬季）时通常只能回风用，此时关闭排风阀，新风阀与回风阀全开，在过渡季，此回风机则完全作为排风机，此时关闭回风阀，全开新风阀和排风阀[2]，同时增加回风机，可以减少送风风机风压、耗电量、噪音等。由于双风机系统机房占地面积大，机房内管线布置复杂，因此同时进排风需采取避免短路的措施。

3）带热回收的直流式系统：一般常规全空气系统均采用空气处理能耗小冬夏季带有回风的空调系统，但当遇人员密度大的场所，人员多、新风量大，如会议室、演播厅等，最小新风比大于 50%时，采用直流空调系统并设置能量回收装置，虽然增加风机能耗但效率高，比较容易做到与利用 50%回风节能量相当[3]，更重要的是采用直流系统可获得更好的室内空气品质，在发生流行性疫病时尤其适用。风量大于等于 10000 m3/ h，最小新风比大于等于 50%，且设置了空气 -空气能力回收装置的全空气空调系统可采用直流式全空气空调系统[3]。

本项目对上述3种系统分析，考虑人员密度较大、演播厅空气浑浊，对空气品质需求较高，系统采用带热回收的直流式系统，空调机组采用组合式空调器，功能段设送风机，回风机，冷热盘管，粗中效过滤器，转轮式热回收装置及湿膜加湿器。

3.4 送排风短路解决措施

双风机、直流式系统，送风机和回风机均设置在机房内，送排风竖井及取风口易形成短路。进风口宜低于排风口3 m以上，当进排风口在同一高度时，宜在不同方向设置，且水平距离不宜小于10 m[4]。机械送风系统进风口的位置，应符合进风口的下缘距室外地坪不宜小于2 m，当设在绿化地带时，不宜小于 1 m[1]。

考虑外立面影响，经与建筑师协商，本项目通过排风竖井至屋面集中排风，新风竖井次顶层集中取风方式解决。

4 演播厅排烟设计

演播厅设置机械排烟系统及补风系统，考虑空调层空间高度及减少碰撞交叉，空调机组回风管道兼做消防排烟管道，回风支管段上设置70 ℃电动防火阀，平时常开，火灾时电动关闭，70 ℃熔断，输出电信号。回风主管段上设置280 ℃防火阀，平时常开，280 ℃熔断，输出电信号。空调机组兼消防补风机，机送风管设置70 ℃防火阀，常开，70 ℃熔断，输出电信号。管道布置见图6。

图6 演播厅排烟管道布置图

5 演播厅的消声和减振

由于演播厅特殊要求，对声学控制有严格要求，因重视及采取必要的措施对噪声及振动进行控制，措施如下：

演播厅采用全空气系统，可以集中进行良好的消声和隔声处理。增加组合式空调机组台数，减少风量，选用低噪声组合式空调机组。空调机房内墙体设置必要的吸音材料，机房门采用隔音门。空调系统的主管设置一定数量的消声器。合理设计空调管道风速，主管控制在5～6 m/s，支管控制风速3～4 m/s[4]。

空调机房内机组做浮筑隔振基础，空调风管与机组连接时采用柔性软连接，管道支吊架采用弹簧减振支吊架。

6 结束语

在演播厅设计过程中，选取合理的计算参数保证负荷的准确性，通过焓湿图准确计算出演播厅空气处理过程。通过采用热回收式直流式系统，在热回收节能的基础上，保证演播厅较好的空气品质。采取必要的消声隔振措施，保证了演播厅对噪声高标准的要求。另本项目设计时间为 2013 年 6 月，执行旧版防火规范，在新项目中，应按新的防火规范及防排烟规范执行，在对排烟量计算、防烟分区划分、排烟机房、管道耐火极限等方面都有新的规定。

项目于 2015 年投入使用，演播厅分别拍摄了《星光大道》、《我要上春晚》、《感动中国》、《江苏卫视春晚》等大型综艺类晚会，从实际运行几年来看，效果良好。另在2019年期间，应业主需求，考虑冬季夜间、搭建舞台施工等期间减少空调开启时间，演播厅四周增设了散热器采暖改造。