国家大剧院暖通空调方案及节能措施.docx

国家大剧院暖通空调方案及节能措施 国家大剧院工程位于长安街人民大会堂西侧〔见图 1〕，采用的是法国著名建筑师安德鲁 的设计方案，由法国 ADP 公司和 SETIC 公司分别完成建筑和结构、机电初步设计，北京市 建筑设计研究院完成施工图设计。 剧院局部建筑面积约为 15 万平方米，地下车库面积约 4.5 万平方米。 中区包括三大建筑实体：歌剧院〔 O 区〕 、戏剧场〔 T 区〕 、音乐厅 (C 区)，均处于钛合 金和玻璃的圆形壳体之下 , 剧场之间为共用的公共大厅， 地下设有设备机房及各剧院的技术 用房等。 中区圆形建筑周围环绕着人工湖， 观众通过人工湖下的通道进入公共大厅。 筑和人工湖之间－ 12.00m 标高处设置了室外消防通道〔 F 区〕 ，通道上设有标高为－ 和－ 7.00 m 两层的人员疏散天桥。 圆形建 3.08 m 北区〔 N 区〕人工湖下为主要水下入口通廊、商店及汽车库。 南区人工湖下 S1-S3 区为南入口水下通廊、 多功能厅、 职工餐厅等。 热力和制冷机房设 在地下 S4 区，地下 S5 区设有总排风排烟机房和废气烟气总出口。 1 冷热源及空调水系统 1.1 概况 空调水系统如图 2 和图 3。 国家大剧院冷热源用量和设备选择如下： 夏季总冷负荷 离心式冷水机组 螺杆式冷水机组 逆流式冷却塔 逆流式冷却塔 15000kW 1100RT 300RT 820m 3/h 230 m 3/h 4 台 1 台 小负荷时使用 4 组 1 组 小负荷时使用 冬季总热负荷 热源 10000 kw 市政 130/70 ℃高温热水 即热式热交换器 4 台 由于内区办公等风机盘管系统需全年供冷， 冷却塔冬季使用， 却水集水箱， 集中补水， 以防止冬季市政水及塔底集水盘内存水冻结， 措施。 所以在制冷机房内设置冷 室外管道采取电伴热 冬季使用冷却塔制冷 , 采用与冷水机组并联的板式换热器及 2 台冷却水循环泵〔 1 备 1 用〕 供给冷源水，可节省制冷电能。 空调采暖冷热水为四管制系统 , 变流量运行；冷热水各设 3 个二级泵系统，分别为风机 盘管系统、 空气处理机组系统、 辐射地板系统。其中风机盘管空调冷水系统全年使用， 风机 盘管 〔包括少量散热器〕 热水系统和热辐射地板系统冬季全天运行， 以保证冬季夜间值班采 暖的需要。冷热辐射地板系统分别需要大约 18/21℃冷水和 45/35℃的热水，设置三通水温 调节阀，使 7℃冷水和 60℃热水分别与各系统回水混合调节到需要的冷水和热水水温。 空调冷热水系统分别采用闭式气压罐定压， 各设置补水调节水箱和 2 台补水泵 〔其中各 有一台备用〕 ，补水泵受系统压力控制启停，当水系统受热膨胀后，压力高于停泵压力时， 膨胀管道上的电磁阀翻开，使膨胀水量回收到补水箱。 1.2 冬季冷却塔制冷分析 1.2.1 冷却水和室外空气的热量交换 水在冷却塔内的冷却主要是蒸发散热和传导散热，冷却水的温降如下式： Δt=(QZ+QX )/G =(W. γ+QX )/G 式中： QZ — 水蒸发带走的热量 QX — 空气与水通过传导方式的显热交换热量 W — 水的蒸发量 γ—水蒸发时吸收的汽化潜热 G — 冷却水流量 当冷却塔出水温度与空气湿球温度接近， 即冷幅很小时， 水在冷却塔内的冷却降温主要 靠水蒸发时吸收汽化潜热 QZ ，水和空气的显热交换量 QX 可忽略不计。 按照夏季水温和气温条件设计制造的冷却塔温降 Δt＝ 5℃，如流量不变，冬季随着气温 的降低，水分子的运动动能减小，分子扩散能力降低，即水蒸发量 W 减少，带走的热量 QZ 将有所减少， 如想获得与夏季相同的冷却量和水温降， 就必须加大空气和出水的温差， 靠显 热交换获得冷却量