隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展,人們越來越講究生活質量,對電影院的環(huán)境要求也越來越高,而影院本身對空調系統(tǒng)的消聲、減震與節(jié)能又有很高的要求。這就令影院空調設計顯得尤為重要。本文以某影城巨幕廳的空調設計為例,探討了影院空調設計中應重點注意的問題。
1、巨幕廳空調負荷特點及計算
位于南方某商業(yè)廣場一至四層西南部的影城,分為觀眾使用部分(九個影廳)、技術設備用房和行政管理部分,在管理和使用上相對獨立,因此,采用獨立的空調系統(tǒng)。影城大巨幕廳長15m,寬25m,高22m。人員密集,人體潛熱量較大,是主要的空調負荷,當室溫較低時,可以減少潛熱量,因此應盡量降低或不要再熱處理,降低送風溫度,有利于節(jié)能。
1.1、巨幕廳空調負荷的組成
此廳在其他附屬房間之間,外維護結構很少,僅有一面外墻和一層屋面,因此溫差傳熱量和太陽輻射得熱量很小,且因建筑聲學處理的需要,墻壁與頂棚等大量使用吸音材料,加強了其隔熱性,也降低了維護結構的傳熱負荷。此廳的照明設備負荷約為7w/m2時,且在電影放映時不開,此負荷可忽略。因此,人體散熱散濕負荷成為巨幕廳的主要負荷。
人體散濕量與活動狀況、服裝、室內環(huán)境、性別、年齡、身高、體重等一系列因素有關。推算出成年男子在不同室溫不同勞動強度下的散熱散濕量,對于不同建筑物考慮各種修正系數(shù)即可得總的人體散熱散濕負荷。本設計的室內設計參數(shù)采用節(jié)能標準,夏季:室內設計溫度tn=26℃,相對濕度Φ=65%,冬季:室內設計溫度tn=17℃,相對濕度中Φ=40%。人體散熱散濕負荷以觀眾人數(shù)乘以表1中相應的散熱散濕量即可。
1.2、送風量的確定
依照空調負荷(夏季),如采用13口差風溫差,則計算出消除廳內余熱余濕所需送風量極小,相應的換氣次數(shù)也很少,僅為1次/h,合30m2/(h·人),這樣將造成室內氣流組織分布不均,惡化廳內空氣環(huán)境。按Q=CGΔt(其中:G為送風量,Q為空調負荷,Δt為送風溫差,C為干空氣的定壓比熱)來分析,要增大送風量,可以降低送風溫差,即提高送風溫度,又考慮到送風溫度對人體潛熱的影響,不易太高,故取Δt=6.5℃,則G=60m3/(h·人),比較合理。提高送風溫度可由再熱和二次回風兩個途徑來實現(xiàn),為了避免由于再熱而引起冷熱抵消,浪費能源,本設計采用二次回風系統(tǒng)加大送風量。
另外,為了達到人體的舒適感,新風量的確定要考慮到室內CO2濃度控制、粉塵及異味的消除,在以往的空調房間,新風量一般為30m3/(h·人),近年來,由于人們對節(jié)能的重視以及禁煙活動的開展,新風量不低于9m3/(h·人)即可滿足要求。本設計最小新風量取10m3/(h·人)。
2、巨幕廳的氣流組織形式
由于觀眾在觀看電影期間不能隨意走動,因此巨幕廳的氣流組織十分重要。送風氣流應分布均勻,在觀眾區(qū)形成舒適的均勻的速度場和溫度場,不能讓觀眾有吹冷風和頸后吹風的感覺。還應充分利用回風口的位置改善氣流分布,消除送風“死角”。
本廳的設計考慮了側送下回、下送上回和上送下回三種方案,分析如下:
(1)側送下回式系統(tǒng)
目前的側送下回式一般是在距地面3~4m處的墻壁上設置側送風口,在墻的下部設置回風口,墻的上部設置排風口,如圖1a所示。以送風口中心高度為分界面,將高大空間分為空調區(qū)和非空調區(qū),向觀眾所在的空調區(qū)送風,而空調區(qū)的大部分熱量(屋頂、上部外墻、照明熱量)均由上部排風帶到室外,這樣空調冷負荷只占整個巨幕廳負荷的一部分,節(jié)能效果良好。當高度H≥10m,建筑容積大于10000m2,空調區(qū)高度小于等于0.5H時,此分層空調可比全室空調節(jié)能30%左右。
但此方案不能采用。因為本廳側墻沒有布置風管的位置,若將送風干管布置在建筑物室外,則影響建筑物的美觀,如將干管布置在吊頂內下接風管側送,則會影響影廳音響效果。
3、巨幕廳的空調系統(tǒng)設計與調控
考慮到整個影城各個房間的使用功能和時間不同,將行政管理用房和技術設備用房劃分為一個系統(tǒng),采用風機盤管加新風系統(tǒng),為方便管理和節(jié)能,九個影廳各設獨立的空調系統(tǒng),分別控制。巨幕廳就是其中之一,設計方案如下。
為了保證廳內空氣環(huán)境清新,本設計應用二次回風系統(tǒng)適當提高了送風溫度,也達到了節(jié)能的目的。在空調房間內設置回風機兼作排風機使用,根據(jù)季節(jié)變新風量運行。
在空調系統(tǒng)的新風、排風、一次回風和二次回風處分別加裝電動閥門,新、排風量隨季節(jié)變化進行調節(jié),一、二次回風量根據(jù)送風溫度進行調節(jié)。
空氣處理過程(夏季工況)如圖2。處理過程i-d圖如圖3所示。
4、空調系統(tǒng)的消聲與減震
為了達到電影院的噪聲標準,消除或減弱各種噪音進入室內,除采取一般的措施外,還采取了以下措施:將空調機房做隔聲處理,內壁貼吸聲材料;相鄰個影廳隔墻做雙墻,中間為空氣夾層,兩側貼吸聲材料;風管和水管穿過墻壁和樓板時在管道與洞壁間用柔性材料填充;控制風管與風口風速,管道上加裝消聲彎頭等消聲部件,采用鋁箔復合消音風管等等。
5、結論
根據(jù)以上設計實例的分析,筆者認為設計人員在電影院空調設計中應注意以下幾個問題:
(l)從實際情況出發(fā),注意考慮電影城的建筑美觀和視聽效果。
電影院主要是滿足人們對電影藝術的享受,因此應把良好的視聽效果放在首位。本設計正因為考慮了這一點才舍棄了測送側回式,并且也著重做了消聲和減震處理。
(2)在于業(yè)主密切溝通的情況下,最終確定節(jié)約能源和資金的合理方案。
應對各種從理論上可采取的方案進行綜合分析,并進行造價的估算,力求在經(jīng)濟上合理,卻能節(jié)省能源。如本設計是以新的節(jié)能設計規(guī)范為依據(jù),并在空氣處理過程中采用二次風加熱,省略加熱器,從而消除了冷熱抵消的浪費能源現(xiàn)象,故與傳統(tǒng)設計比較可節(jié)能33%。而且,在實際運行中,影院的視聽效果良好,能保持舒適的室內環(huán)境。