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摘要：本文以某音乐厅设计为例，工程地点北京市，建筑面积9870㎡，建筑(檐口)高度23.85m。其中地下一层，地上三层;地下一层为组合式空调机房、休息厅、乐池底部、台仓，首层为入口大厅、辅助用房乐池升降区;二层为池座阶梯观众席、乐池、化妆间、中间舞台、部分观众席上挑空;三层为楼座阶梯观众席、中间舞台上挑空、走道。本次论述为音乐厅的空调、通风、防排烟设计。
关键词：高大空间空调通风防排烟系统噪声
中图分类号：TU83文献标识码： A
负荷特性
本楼是整体封闭空间，具有蓄热性，运转间歇性因而具有较大的预冷（或预热）负荷；人员密度大，设备灯光密集；冬季外区需供热，内区需送冷。
2. 空调系统
2.1 空调冷热源：
2.1.1 本楼设水冷螺杆式冷水机组，提供供回水温度为7/12 ℃的空调冷冻水,制冷机房位于与本楼毗邻建筑地下二层，其它需24小时使用的特殊功能房间，如中控室、消防控制室等采用分体空调；钢琴房设置恒温恒湿空调机组。两台超低噪音冷却塔设于与本楼毗邻建筑二层屋顶，提供供回水温度为32/37温度的冷却水。冷冻循环泵、冷却循环泵均采用两用一备设置。设置软化水及定压补水装置。
2.1.2 冬季热负荷由设置在与本楼毗邻建筑地下二层的换热站供给60/50°C的热水；水泵房、 消防泵房、中水泵房等处采用电采暖，预留电暖气插座。
2.2 空调风系统：
2.2.1 舞台功放机房、硅控室、机械控制室采用超级多联机，室外机放在屋顶，空调冷凝水接至屋面雨水管；首层消防控制室采用分体空调，二层舞台声控室和光控室采用新风带走室内负荷，钢琴室采用恒温恒湿空调机。
2.2.2 空调末端系统：除库房和设备用房外的功能房间设全年运行的舒适性空调系统。首层大厅、观众厅、舞台均采用过渡季可送全新风的全空气系统，其余辅助用房采用风机盘管加新风系统。
a.观众厅：采用过渡季可送全新风的定风量单风机空调系统。为消除上座率等影响，池座与楼座分设两台组合式空调机组，空调系统设置两级过滤，采用电蒸气加湿器。池座采用置换通风空调系统，空调送风温差为3.5℃；一次回风回到机组和新风混合后，再与机组外与二次回风混合后，送入池座静压箱，以减少制冷负荷，消除再热负荷，且减小机组体积与管道截面积；池座的气流组织为送风口设在座椅下，回风一部分设在楼座下方吊顶上，一部分设在观众厅侧壁回风井内，排风口设在观众厅吊顶上部。排风经过面光桥、追光室、耳光室等处排出，以带走灯光和设备产生的热量。楼座采用一次回风定风量单风机空调系统，楼座的气流组织为送风口设在吊顶上部，回风口设在座椅下，排风口设在观众厅吊顶上部，将热量排出。屋顶共设4台排风机组，每台空调机组对应屋面两台排风机，冬、夏对应开一台排风机，过渡季对应开两台排风机，通过排风系统，带走观众厅上部的余热。
b.舞台：采用过渡季可送全新风的定风量单风机空调系统。采用一台组合式空调机组。气流组织为侧上送、侧上回风，送、回风口设置在舞台第一道天桥下，此送风方式可以使幕布不受影响，排风口设在隔栅顶内，排除舞台上空灯光与设备产生的余热。舞台屋面设两台排风机，空调机组对应屋面2台排风机，冬、夏空调季对应开一台，过渡季对应开两台，通过排风系统带走舞台顶部灯光和设备产生的余热。
c.入口大厅属于高大空间，分层送风，只考虑首层大厅处人员舒适度，采用全空气一次回风定风量空调系统。大厅气流组织采用上供下回球形喷口和散流器送风，排风口设在门厅顶部，排风机设在屋面，送风系统设在一层服务台吊顶内，首层扶梯下做回风小室，回风管设置在回风小室内，回风口加装过滤网，大厅围护结构为玻璃幕墙，由日照产生的夏季室内余热由屋顶排风机带走。
d.其余化妆间等辅助房间采用风机盘管加新风系统，新风机组设湿膜加湿。
2.3 空调水系统设计：
2.3.1 空调冷冻水系统采用一次泵定流量系统，地下一层空调机房内的组合式空调机组、新风机组和风机盘管采用两管制；水管为异程式，竖向不分区。首层门厅设置了低温地板采暖系统。
2.3.2 空调水系统采用真空脱气装置，因此空调水系统管道可无坡敷设，但严禁反坡，管道变径时采用顶平方式。
2.4 空调自控及楼宇自控部分本文不作论述。
3.通风防排烟系统
3.1 乐池底部、卫生间、清洁间设置机械排风系统，空调机房设置机械送风系统。
3.2 舞台格栅顶部、观众廳顶部、大厅顶部、面光桥、耳光室等部位设置机械排风系统。
3.3 观众厅设机械排烟系统。观众厅机械排烟量按照每平方米90m³/h或以13次/h换气标准计算，两者取大值，排烟风机设在屋顶。因观众厅闷顶内照明及发热设备较多，故设机械排烟系统，排烟风机置于屋顶。
3.4 舞台设机械排烟系统。舞台体积＜17000m³，按照6次/h换气次数进行设计，排烟系统设置在舞台格栅顶部，施工前请施工单位与舞台机械施工单位进行配合，严格控制风管标高，不影响舞台吊杆等机械装置的运行。排烟风机置于屋顶。
3.5 大厅中庭部分设机械排烟系统，首层、二层、三层观众厅辅助用房与中庭在一个防火分区，与中庭排烟设在一个排烟系统内，此中庭体积大于17000m³，按照4次/h换气次数进行计算，排烟量不小于102000m³/h。
3.6 主舞台首层与地下一层台仓设置机械排烟系统，首层台仓建筑面积超过200㎡，且无自然排烟条件，地下一层台仓建筑面积超过300㎡，且无自然排烟条件，排烟系统按照防烟分区进行设置与计算，同时设置了机械补风系统。
3.7 防烟楼梯间地面部分采用自然排烟，无自然排烟条件按照规范要求设置正压送风系统，正压送风机设在屋顶和首层随从室吊顶内以及首层新风机房。
3.8 风道穿越防火墙、机房等重要房间及垂直风道与每层水平风道交接处设置防火阀，通风空调风管防火阀关闭温度为70℃，排烟管道防火阀关闭温度为280℃。排烟风机入口设280℃关闭的防火阀且与风机连锁。风管需穿越有火灾危险的房间或走道，进入楼梯间或前室，或穿越其他防火墙时，在防火墙处设置70℃关闭的防火阀。风管、消声器及其保温材料均应采用不燃材料，敷设在吊顶内的排烟管道应采取防火隔热措施，且防排烟系统中的风口、阀门及软接头均应采用不燃材料。
4、噪声处理
4.1 据用途不同，各房间的减噪目标
4.2 空调设备机房要远离音乐厅、练习室、会议室等。如不能保证足够的距离，与空调设备机房相邻的房间必须作隔声构造;设备机房的墙体必须用混凝土构造。设备机房的地面应设计有高的刚性。并且，设备机房的地面厚度应为200㎜左右。应为吸声通风管留有足够的空间。
设备机房内应进行吸声処理（内贴50㎜的岩棉、玻璃纤维、或者木片水泥板）百叶窗等对外开口的部分应考虑对相邻建筑物的噪音影响。入口门应设计为隔声门。
4.3 通风管所通过的空间的墙应为混凝土构造。通风管新风口与排气口空间不宜兼用。确保设备机房与通风管所通过的空间的隔声。点检、门应使用隔声门窗。
4.4 风机尽可能选择噪音小的产品。风机选择转数1000RPM以下的产品。为了将室内噪音降低到目标値以下,选用吸声通风管的时候，常常会过大计算吸声通风管的圧力損失。注意，没有必要超过需要地选用静圧大的风机。要求厂商提供风机噪音的能量等级的资料。
4.5 考虑通风管内风速、涡流音
4.5.1根据对室内安静程度的需要，通风管内的面风速表
4.5.2 原则上，换气口以及附近，不设置小孔格栅、风速調整用的减震器以及卷帘。没有办法的时候、格栅或减震器的面风速在1m/s以下。
4.5.3 音乐厅的屋顶内等位置，通风管有分叉的时候、分叉点的换气口方向一侧，不必用减震器来调整气流性状的差异，尽可能通过设计来得到两侧相等的气流性状。
4.5.4 将各房间的送风量和排风量分别设计为相等、来避免通过相邻的房间的门的间隙有空气流入流出。
4.6 根据使用目的，通风管设计时应设置消音转角的个数（表-1）。如消音转角不得以而连续设置时、最小距离应超过通风管截面的长边的3倍。
表－1消音转角个数
如音乐厅、会议室以及周围的附属房间的通风管连接在同一个系统上的时候，通风管应尽可能在距离风机近的地方分开。如音乐厅、会议室以及周围的附属房间的通风管连接在同一个系统上的时候，为防止串扰，分支到各个房间的换气口之间，应设置2～3个转角。
4.7 机械以及通风管的隔声、防振
4.7.1 噪音较大的大型通风管、管子通过对安静程度有要求的房间时，或者已经经过足够的消音处理的通风管、管子通过噪音大的房间时，通风管应做外隔声处理。
4.7.2 风机应设置在设备机房或者风机房内。不得已设在音乐厅周围（地下、屋顶内等）的时候，风机外必须设置隔声构造，通风管的外侧做外隔声处理。（图－1）
图－1风机、通风管的隔声实例
4.7.3符合以下条件的通风管以及管子应做防振支撑。防振系统的固有频率20Hz以下(图－2)
尺寸：通风管：截面的长边超过500mm的通风管（不包括排烟系统）管道：直径25mm以上（不包括消防水管）
对象房间:
所有的设备机房内
降噪目标値在NC-30以下的房间的室内，以及外侧一个跨度的范围
图－2-1通风管、管子的防振设置例
图－2-2通风管、管子的防振设置例
4.8 换气口在主要換气口的前面应设置隔声罩。如有特殊形状的换气口，要根据渦流音数据分析是否合适使用。
4.9 新风进气口及排气口根据外部环境、与风机之间至少设置2个吸声通风管。进风口或排气口的位置尽可能远离出入口、窗口。应考虑对相邻建筑的噪音影响。
4.10 冷却塔尽可能远离音乐厅设置。应考虑相对相邻建筑的噪音影响。设置防振支撑，防振支撑的固有频率应低于5Hz。
4.11 因为会成为外部噪音的进入路径，排烟口、排烟通风管应进行隔声设计。
参考文献
【1】赵荣义《空气调节》第四版，中国建筑工业出版社。
【2】陆耀庆《实用供热空调设计手册》第二版，中国建筑工业出版社。
【3】《高层民用建筑设计防火规范》（GB50049-95）；
【4】《剧场设计规范》（JGJ57-2000;J67-2001）；
【5】《室内空气质量标准》9GB/T18883-2002）；
【6】《声环境质量标准》（GB3096-2008）；
【7】《全国民用建筑工程设计技术措施》（2009年版）《暖通空调·动力》分册；
【8】《环境空气质量标准》（GB3095-96）；
【9】《民用建筑隔声设计规范》（GB50118-2010）；
【10】《建筑工程设计文件编制深度规定》（中华人民共和国住房和城乡建设部2008版）；
【11】《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）；
关键词：高大空间空调通风防排烟系统噪声
中图分类号：TU83文献标识码： A
负荷特性
本楼是整体封闭空间，具有蓄热性，运转间歇性因而具有较大的预冷（或预热）负荷；人员密度大，设备灯光密集；冬季外区需供热，内区需送冷。
2. 空调系统
2.1 空调冷热源：
2.1.1 本楼设水冷螺杆式冷水机组，提供供回水温度为7/12 ℃的空调冷冻水,制冷机房位于与本楼毗邻建筑地下二层，其它需24小时使用的特殊功能房间，如中控室、消防控制室等采用分体空调；钢琴房设置恒温恒湿空调机组。两台超低噪音冷却塔设于与本楼毗邻建筑二层屋顶，提供供回水温度为32/37温度的冷却水。冷冻循环泵、冷却循环泵均采用两用一备设置。设置软化水及定压补水装置。
2.1.2 冬季热负荷由设置在与本楼毗邻建筑地下二层的换热站供给60/50°C的热水；水泵房、 消防泵房、中水泵房等处采用电采暖，预留电暖气插座。
2.2 空调风系统：
2.2.1 舞台功放机房、硅控室、机械控制室采用超级多联机，室外机放在屋顶，空调冷凝水接至屋面雨水管；首层消防控制室采用分体空调，二层舞台声控室和光控室采用新风带走室内负荷，钢琴室采用恒温恒湿空调机。
2.2.2 空调末端系统：除库房和设备用房外的功能房间设全年运行的舒适性空调系统。首层大厅、观众厅、舞台均采用过渡季可送全新风的全空气系统，其余辅助用房采用风机盘管加新风系统。
a.观众厅：采用过渡季可送全新风的定风量单风机空调系统。为消除上座率等影响，池座与楼座分设两台组合式空调机组，空调系统设置两级过滤，采用电蒸气加湿器。池座采用置换通风空调系统，空调送风温差为3.5℃；一次回风回到机组和新风混合后，再与机组外与二次回风混合后，送入池座静压箱，以减少制冷负荷，消除再热负荷，且减小机组体积与管道截面积；池座的气流组织为送风口设在座椅下，回风一部分设在楼座下方吊顶上，一部分设在观众厅侧壁回风井内，排风口设在观众厅吊顶上部。排风经过面光桥、追光室、耳光室等处排出，以带走灯光和设备产生的热量。楼座采用一次回风定风量单风机空调系统，楼座的气流组织为送风口设在吊顶上部，回风口设在座椅下，排风口设在观众厅吊顶上部，将热量排出。屋顶共设4台排风机组，每台空调机组对应屋面两台排风机，冬、夏对应开一台排风机，过渡季对应开两台排风机，通过排风系统，带走观众厅上部的余热。
b.舞台：采用过渡季可送全新风的定风量单风机空调系统。采用一台组合式空调机组。气流组织为侧上送、侧上回风，送、回风口设置在舞台第一道天桥下，此送风方式可以使幕布不受影响，排风口设在隔栅顶内，排除舞台上空灯光与设备产生的余热。舞台屋面设两台排风机，空调机组对应屋面2台排风机，冬、夏空调季对应开一台，过渡季对应开两台，通过排风系统带走舞台顶部灯光和设备产生的余热。
c.入口大厅属于高大空间，分层送风，只考虑首层大厅处人员舒适度，采用全空气一次回风定风量空调系统。大厅气流组织采用上供下回球形喷口和散流器送风，排风口设在门厅顶部，排风机设在屋面，送风系统设在一层服务台吊顶内，首层扶梯下做回风小室，回风管设置在回风小室内，回风口加装过滤网，大厅围护结构为玻璃幕墙，由日照产生的夏季室内余热由屋顶排风机带走。
d.其余化妆间等辅助房间采用风机盘管加新风系统，新风机组设湿膜加湿。
2.3 空调水系统设计：
2.3.1 空调冷冻水系统采用一次泵定流量系统，地下一层空调机房内的组合式空调机组、新风机组和风机盘管采用两管制；水管为异程式，竖向不分区。首层门厅设置了低温地板采暖系统。
2.3.2 空调水系统采用真空脱气装置，因此空调水系统管道可无坡敷设，但严禁反坡，管道变径时采用顶平方式。
2.4 空调自控及楼宇自控部分本文不作论述。
3.通风防排烟系统
3.1 乐池底部、卫生间、清洁间设置机械排风系统，空调机房设置机械送风系统。
3.2 舞台格栅顶部、观众廳顶部、大厅顶部、面光桥、耳光室等部位设置机械排风系统。
3.3 观众厅设机械排烟系统。观众厅机械排烟量按照每平方米90m³/h或以13次/h换气标准计算，两者取大值，排烟风机设在屋顶。因观众厅闷顶内照明及发热设备较多，故设机械排烟系统，排烟风机置于屋顶。
3.4 舞台设机械排烟系统。舞台体积＜17000m³，按照6次/h换气次数进行设计，排烟系统设置在舞台格栅顶部，施工前请施工单位与舞台机械施工单位进行配合，严格控制风管标高，不影响舞台吊杆等机械装置的运行。排烟风机置于屋顶。
3.5 大厅中庭部分设机械排烟系统，首层、二层、三层观众厅辅助用房与中庭在一个防火分区，与中庭排烟设在一个排烟系统内，此中庭体积大于17000m³，按照4次/h换气次数进行计算，排烟量不小于102000m³/h。
3.6 主舞台首层与地下一层台仓设置机械排烟系统，首层台仓建筑面积超过200㎡，且无自然排烟条件，地下一层台仓建筑面积超过300㎡，且无自然排烟条件，排烟系统按照防烟分区进行设置与计算，同时设置了机械补风系统。
3.7 防烟楼梯间地面部分采用自然排烟，无自然排烟条件按照规范要求设置正压送风系统，正压送风机设在屋顶和首层随从室吊顶内以及首层新风机房。
3.8 风道穿越防火墙、机房等重要房间及垂直风道与每层水平风道交接处设置防火阀，通风空调风管防火阀关闭温度为70℃，排烟管道防火阀关闭温度为280℃。排烟风机入口设280℃关闭的防火阀且与风机连锁。风管需穿越有火灾危险的房间或走道，进入楼梯间或前室，或穿越其他防火墙时，在防火墙处设置70℃关闭的防火阀。风管、消声器及其保温材料均应采用不燃材料，敷设在吊顶内的排烟管道应采取防火隔热措施，且防排烟系统中的风口、阀门及软接头均应采用不燃材料。
4、噪声处理
4.1 据用途不同，各房间的减噪目标
4.2 空调设备机房要远离音乐厅、练习室、会议室等。如不能保证足够的距离，与空调设备机房相邻的房间必须作隔声构造;设备机房的墙体必须用混凝土构造。设备机房的地面应设计有高的刚性。并且，设备机房的地面厚度应为200㎜左右。应为吸声通风管留有足够的空间。
设备机房内应进行吸声処理（内贴50㎜的岩棉、玻璃纤维、或者木片水泥板）百叶窗等对外开口的部分应考虑对相邻建筑物的噪音影响。入口门应设计为隔声门。
4.3 通风管所通过的空间的墙应为混凝土构造。通风管新风口与排气口空间不宜兼用。确保设备机房与通风管所通过的空间的隔声。点检、门应使用隔声门窗。
4.4 风机尽可能选择噪音小的产品。风机选择转数1000RPM以下的产品。为了将室内噪音降低到目标値以下,选用吸声通风管的时候，常常会过大计算吸声通风管的圧力損失。注意，没有必要超过需要地选用静圧大的风机。要求厂商提供风机噪音的能量等级的资料。
4.5 考虑通风管内风速、涡流音
4.5.1根据对室内安静程度的需要，通风管内的面风速表
4.5.2 原则上，换气口以及附近，不设置小孔格栅、风速調整用的减震器以及卷帘。没有办法的时候、格栅或减震器的面风速在1m/s以下。
4.5.3 音乐厅的屋顶内等位置，通风管有分叉的时候、分叉点的换气口方向一侧，不必用减震器来调整气流性状的差异，尽可能通过设计来得到两侧相等的气流性状。
4.5.4 将各房间的送风量和排风量分别设计为相等、来避免通过相邻的房间的门的间隙有空气流入流出。
4.6 根据使用目的，通风管设计时应设置消音转角的个数（表-1）。如消音转角不得以而连续设置时、最小距离应超过通风管截面的长边的3倍。
表－1消音转角个数
如音乐厅、会议室以及周围的附属房间的通风管连接在同一个系统上的时候，通风管应尽可能在距离风机近的地方分开。如音乐厅、会议室以及周围的附属房间的通风管连接在同一个系统上的时候，为防止串扰，分支到各个房间的换气口之间，应设置2～3个转角。
4.7 机械以及通风管的隔声、防振
4.7.1 噪音较大的大型通风管、管子通过对安静程度有要求的房间时，或者已经经过足够的消音处理的通风管、管子通过噪音大的房间时，通风管应做外隔声处理。
4.7.2 风机应设置在设备机房或者风机房内。不得已设在音乐厅周围（地下、屋顶内等）的时候，风机外必须设置隔声构造，通风管的外侧做外隔声处理。（图－1）
图－1风机、通风管的隔声实例
4.7.3符合以下条件的通风管以及管子应做防振支撑。防振系统的固有频率20Hz以下(图－2)
尺寸：通风管：截面的长边超过500mm的通风管（不包括排烟系统）管道：直径25mm以上（不包括消防水管）
对象房间:
所有的设备机房内
降噪目标値在NC-30以下的房间的室内，以及外侧一个跨度的范围
图－2-1通风管、管子的防振设置例
图－2-2通风管、管子的防振设置例
4.8 换气口在主要換气口的前面应设置隔声罩。如有特殊形状的换气口，要根据渦流音数据分析是否合适使用。
4.9 新风进气口及排气口根据外部环境、与风机之间至少设置2个吸声通风管。进风口或排气口的位置尽可能远离出入口、窗口。应考虑对相邻建筑的噪音影响。
4.10 冷却塔尽可能远离音乐厅设置。应考虑相对相邻建筑的噪音影响。设置防振支撑，防振支撑的固有频率应低于5Hz。
4.11 因为会成为外部噪音的进入路径，排烟口、排烟通风管应进行隔声设计。
参考文献
【1】赵荣义《空气调节》第四版，中国建筑工业出版社。
【2】陆耀庆《实用供热空调设计手册》第二版，中国建筑工业出版社。
【3】《高层民用建筑设计防火规范》（GB50049-95）；
【4】《剧场设计规范》（JGJ57-2000;J67-2001）；
【5】《室内空气质量标准》9GB/T18883-2002）；
【6】《声环境质量标准》（GB3096-2008）；
【7】《全国民用建筑工程设计技术措施》（2009年版）《暖通空调·动力》分册；
【8】《环境空气质量标准》（GB3095-96）；
【9】《民用建筑隔声设计规范》（GB50118-2010）；
【10】《建筑工程设计文件编制深度规定》（中华人民共和国住房和城乡建设部2008版）；
【11】《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）；