王小青

廈門真愛家環(huán)境工程有限公司（361000）

1 大空間建筑的發(fā)展史

在20年前，空間高度大于5 m，體積大于1萬m2的建筑被稱為大空間。在公用民用建筑方面主要是指影劇院、音樂廳、大會堂、體育館等建筑。

1980年以來，由于建筑技術(shù)的進步（結(jié)構(gòu)、環(huán)境設(shè)計等），人們休閑時間的增加，對文化生活的需求有了很大的增長，故公共民用建筑的規(guī)模日趨龐大。從建筑形態(tài)來說，不拘一格，造型多樣化。從功能來說要求靈活。此外，甚至追求“一種空間、兩種效果”的要求，即可開啟式大空間建筑，首先實現(xiàn)這一設(shè)想的超大型建筑是加拿大的“天穹巨館”，被人們稱為“第三代體育館”。日本在這方面也迅速趕上，1993年建成了福岡圓頂體育館；1994年在巖崎建成了“海上巨館”[1]。

2 大空間建筑的特征

2.1 空間尺度特征

1）高度高。音樂廳、劇場高度為10~20 m，普通體育館高度為10~30 m，這是形成溫度梯度的主要原因。

2）面積大。大空間的外墻面積與地板面積之比大，辦公樓建筑標準層為0.2~0.3 m2/m2（地板），而大空間可能為1 m2/m2（地板），這就形成了外界界面對室內(nèi)空間的自然對流影響較大，冬季易在四周造成下降冷氣流。

2.2 居留區(qū)特征

由于大空間建筑高度大，室內(nèi)體積亦遠較通常建筑為大，普通型體育館體積可能為1~2萬m3。大型體育館可達20萬m3，運動場型體育館可達上百萬立方米。其所居留的人員比較密集1~2人/m2（除體育館中心比賽場地），因而人均容積顯然不相同（體育館大于10 m3/人，劇場7~8 m3/人），當然不同于辦公樓的標準層（人員密度為0.1~0.2人/m2，人均容積大于15 m3），對于大空間建筑而言，人均占有空間容積大，衛(wèi)生情況良好，可采用較小的換氣次數(shù)。

2.3 使用特征

現(xiàn)今大空間除古典音樂廳、大劇院、會堂等只具備有限的功能外，其他都有多功能要求，如體育運動、雜技、演劇、音樂廳、展示會等，因而要設(shè)置臨時的舞臺，活動座椅等裝備。不僅對空調(diào)帶來多種環(huán)境要求，而且由于這些裝備的存在也影響空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)置。此外，對空調(diào)系統(tǒng)的控制要求有較高的靈活性，這就使空調(diào)系統(tǒng)負荷的分配及冷熱源的配置都應(yīng)作相應(yīng)的考慮[2]。

3 整體靜壓箱在大空間建筑空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用

對于大空間建筑而言，由于其固有特征，下送風方式無疑是一種既節(jié)能又合理的氣流組織形式。采用下送風方式不僅能將無人員逗留的上部空間剔除在空氣調(diào)節(jié)范圍之外，避免了把燈光散熱、屋頂輻射熱的對流部分帶入空調(diào)區(qū)域，可使送風量大幅減少，從而節(jié)省了設(shè)備投資費用及運行費用。而且還可以降低空調(diào)噪聲[1]。

體育館、大會堂、影劇院、音樂廳面積大，座位較多，且多呈階梯型，如果采用常規(guī)的管道送風系統(tǒng)，提供的風量達不到送風要求，因此在空調(diào)設(shè)計中，利用階梯下建筑頂棚空間，選用靜壓箱與裝修吊頂相結(jié)合的方式，設(shè)計了空調(diào)送風的整體靜壓箱式送風系統(tǒng)（如圖1所示）。

4 整體靜壓箱施工

靜壓箱的密封性和牢固性是施工的關(guān)鍵，牢固性是密封性的前提條件，密封性是靜壓箱工程的重中之中[2]。而靜壓箱又分土建靜壓箱及非土建靜壓箱兩種，土建靜壓箱只需在靜壓箱內(nèi)部做保溫及降噪處理即可，故這里就不細述，下面詳細介紹2種非土建靜壓箱的施工方法:

4.1 第一種施工方法（案例為廈門大學翔安校區(qū)主樓群3#樓報告廳）

1）靜壓箱外箱體:為滿足耐火等級及隔噪要求，選用耐火等級3 h的雙層9 mm厚玻鎂纖維板板夾30 mm厚隔音棉。

圖1 整體靜壓箱式送風系統(tǒng)

2）靜壓箱內(nèi)表面保溫材料:為實現(xiàn)進一步的隔噪，采用30 mm厚玻纖復合消聲風管板材（外表面為3向夾筋鋁箔貼面，內(nèi)表面為網(wǎng)格布貼面，中間為離心玻璃棉。密度大于等于70 kg/m3，防火性能為A級不燃），如圖2所示。

圖2 玻纖復合消聲風管板材保溫圖

3）板與板間的拼接:玻鎂纖維板的常規(guī)規(guī)格為2 440 mm×1 220 mm，制作大型的靜壓箱外箱體勢必需要板與板間拼接的工序，為了更好地進行板與板間的拼接，在制作靜壓箱外箱體模塊時，在雙層玻鎂纖維板間嵌套兩根38 mm×38 mm×2 mm的鋼方管，一根突出玻鎂纖維板，一根凹進玻鎂纖維板。同時，為防止冷橋產(chǎn)生，在方管與方管接縫處采用橡塑貼縫。板安裝完畢后，用中性耐候膠將每一條板縫填實密封。

4）固定:靜壓箱外箱體及內(nèi)表面保溫材料為30 mm×3 mm角鋼、寬度為80 mm的鐵皮及自攻螺絲固定，借助C80 mm×50 mm×20 mm×3 mm的C型鋼托架、自攻螺絲及M10的吊桿固定在樓板上，樓板底及梁側(cè)面用自攻螺絲及寬度為20 mm的鐵皮將玻纖復合消聲風管板材固定在其上（如圖3所示）。

圖3 安裝大樣圖

4.2 第二種方法（案例為莆田體育館）

1）靜壓箱外箱體:采用厚度為30 mm的夾心保溫玻璃鋼板材（兩層5 mm厚玻璃鋼夾聚氨酯保溫,防火大于1 h）。

2）靜壓箱內(nèi)表面保溫材料:采用厚度為25 mm的夾心保溫玻璃鋼板材（兩層5 mm厚玻璃鋼夾聚氨酯保溫,防火大于1 h）。

3）板與板間的拼接:玻璃鋼板材之間用玻璃膠粘接。

4）固定:靜壓箱內(nèi)表面保溫材料即看臺階梯底部玻璃鋼采用扁鋼支架固定。靜壓箱外箱體用鋼結(jié)構(gòu)框架固定，具體施工工藝如下:

①鋼結(jié)構(gòu)與墻體采用M12×160化學螺栓連接。

②120 mm×60 mm×5 mm型材與墻體埋件連接方式為M16×160雙頭螺栓連接。

③整體鋼結(jié)構(gòu)采用焊接工藝連接，焊縫滿足國家規(guī)范要求。

④120 mm×60 mm×5 mm型材水平連接處，在兩側(cè)面加固6 mm鋼板周邊滿焊。

⑤120 mm×60 mm×5 mm型材與50 mm×50 mm×5 mm型材橫向連接，以加強鋼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固。

⑥120 mm×60 mm×5 mm型材與120 mm×60 mm×5 mm型材豎向連接采用焊接，并采用8 mm厚鋼板側(cè)面用M12×100雙頭螺栓連接，以增加整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。

5 結(jié)語

從以上示例可以看出靜壓箱是一種傳統(tǒng)的通風設(shè)施，通常用于要求精準的空調(diào)風系統(tǒng)當中，可以高效地減少通風和空調(diào)系統(tǒng)中的噪聲，在獲得均勻靜壓出風，并且減少動能損失的基礎(chǔ)上實現(xiàn)科學化操作，所以被廣泛的應(yīng)用于各大型空間的建筑空調(diào)中。在實際通風系統(tǒng)以及對應(yīng)的空調(diào)風系統(tǒng)中，經(jīng)常會遇到一些管道方變圓或者圓變方的情況，采用靜壓箱作為管道進行連接，可以高效地減緩整體的系統(tǒng)，提高通風性能。