1、分层空调技术在某工程中的应用与探讨 摘要：探讨了分层空调技术及其在黑龙江广电中心D区演播室和多功能馆两个高大空间中的实施。工程采用了低速单风道送风方式，按要求采取全新风系统，设计采用可调球形喷口，以保证上部回风、排风下工作、人员区合理气流组织；非空调区采用机械通风排除余热，并兼作火灾时排烟。为了减轻冬季热射流向上弯曲程度，同时也给出了冬季运行合理的出风角度30o。相关设计计算、风口布置都经过了CFD模拟检验，以及其它计算方法的对比，吻合度良好。 关键词：分层空调 高大空间 全新风 气流组织 可调球形喷口 1 概况 黑龙江广电中心位于哈尔滨市开发区，是一座现代化的综合性广播电视建筑，与著名的亚洲
2、第一钢塔龙塔毗邻。按使用功能，建筑分为六大区，其中的D区主要为一个800 m2的演播大厅和2600 m2多功能馆（如图1）。演播室和多功能厅的高度均达到23.7 m，内部空间高度分别为17.7 m和23.7 m，跨度分别达到25.20 m和47.25 m。演播室和多功能馆均无外窗，屋顶为轻型材料结构，灯光照明达到400 Wm-2。工程由广播电视部设计院设计，哈 尔滨华日空调工程有限责任公司负责施工，在施工阶段的大量论证和经济性分析的基础上，进行了局部空调方案的改造，对大空间的演播室、多功能馆采用了分层空调气流方式。 2 室内设计参数 夏季：干球温度25 oC，相对湿度60； 冬季：干球温度20
3、 oC，相对湿度50。 3 分层空调技术应用 分层空调作为一种特殊的气流方式，可以节约空调冷量1550，它于20世纪60年代最早出现在美国，后又在日本、中国等开始大量应用1。典型的分层空调在大空间两侧或单侧腰部设置送风喷口，下部同侧均匀设置回风口，运用多股平行非等温射流将空间隔断为上下两部分，仅对下部空调，形成“空调区”，对上部通风形成“非空调区”。 由于演播室和多功能馆的灯光照明都很大，且屋顶得热量也较大，使得大量余热集中于上部空间。可见，上部空间对空调负荷以及人员区舒适条件有着十分重要的影响。为此，考虑采用分层空调气流来实现空间上下的纵向隔断。此外，由于地下室有大量配套的化妆室、录音室以及
4、厨房、大小餐厅、仓库等，诸多水、暖以及消防管路错综复杂，使大尺寸回风道布置困难，且室内空气品质要求较高，考虑采用全新风系统。 这样，实际的气流组织为：空间中部以下开设可调球形喷口从空间两侧侧向送风，利用机械通风带走积聚在顶棚下的高温污浊空气（含下部空调送风和上部机械进风），特别地，由于缺少空间下部均匀回风条件，除了利用空气密度差产生的冷气流自然下坠，还应保持球形风口以一定倾斜角向下出风。冬季条件下，为减轻热射流向上弯曲，喷口向下倾角更大。 根据80年代中国建筑科学研究院的大量试验研究结论，采用相应辐射与对流热迁移简化计算方法2，计算了空调负荷。冷负荷由两部分组成：空调区本身得热负荷和非空调区对
5、空调区的热转移得热负荷；热负荷则应按照整个空间冬季失热计算。 根据分层空调多股平行非等温射流计算公式3，对分层空调气流组织进行了合理设计。按照要求，工作区允许最大风速为0.25 m/s，取射流末端速度为0.5 m/s；适当减少角落喷口布置以减轻射流垂直交叉带来的不理影响；夏季送风温差取为7.5 oC，冬季为18 oC。喷口夏季和冬季出风角度分别为15o和30o。演播室和多功能馆夏季分层空调设计参数计算结果见表1和表2。 表1 800m2演播室夏季分层空调设计计算结果 空调风量 （m3/h） 空调负荷 （kW） 喷口直径 （mm） 喷口数量 （个） 通风量 （m3/h） 40000 120 400 26 60000第 4 页 共 4 页
