王尧萍

（上海建筑设计研究院有限公司，上海200041）

严寒地区IMAX影院放映机房空调系统优化设计

王尧萍

（上海建筑设计研究院有限公司，上海200041）

以项目工程‘辽宁科技馆’为例，介绍了北方严寒地区IMAX影院的胶片放映机房空调设计。该机房采用全空气空调系统，露点送风方式。放映机房工作时采用直流运行模式，准备阶段切换到一次回风工况。详细说明了计算选型、系统切换方法。系统在直流模式运行下利用了观众厅的排风作为放映机房的部分送风，在使用必要的空气过滤措施之后，也能达到较好的空调环境要求。

IMAX影院；胶片放映机房；一次回风；直流系统；切换

0 引言

在电影业面临着网络、电视等多种媒体展示平台竞争的今天，IM AX电影以其无与伦比的视觉与听觉感受获得了极大好评。而伴随着科技的发展，IM A X电影和技术也在不断地完善与创新。与之相配套的各类辅助系统，例如空气调节系统也应当适应调整。在北方严寒地区建造的IM AX影院胶片放映机房，其空调在气候上有其特殊要求。以下将从项目工程辽宁科技馆的室外气温特点出发，设计出合理的IM A X放映机房节能空调系统，并对该系统及其节能情况进行重点分析。

1 工程概况及空调负荷特点

辽宁省科学技术馆项目位于辽宁省沈阳市，简称辽宁科技馆。总建筑面积约100000m2，建筑高度约32.1m。其巨幕影院位于建筑首层的西南部，整个坐席数设计约为500座，影院通高至26m。该项目IM A X影院由观众厅及IM AX放映室组成。观众厅采用座椅送风。放映室包括眼镜清洗间及放映机房。放映机房位于2层12m标高处，面积为193m2，吊顶下的高度为3.6m。

除了放映机与胶片辅助设备，在放映机房内设有整流器与变压器等发热设备，放映时形成的空调负荷大。放映机房设计使用人员数量很少，可近似认为只含显热负荷。

在放映电影时，由于IM AX的特别放映方式，胶片与空气间层将产生摩擦、生热、挤压与分离，若此时整个放映机房的空气比较干燥，胶片会产生静电。静电会使成卷的胶片粘合在一起，难以分开，给放映带来麻烦。因此尤其是冬季，放映机房的相对湿度不能太低。

2 系统设计

2.1 系统选择

巨幕影院的放映机房有使用恒温恒湿机的设计方法[1]。但实际上胶片放映机房温湿度控制精度要求并不非常高。再者，该项目放映机房位处建筑全内区，理论上室外气候状况对该区域的扰动影响不大。而且相较于恒温恒湿机，使用全空气系统并配合合适的空气过滤设备，气流清洁度更好。因此该项目的放映机房采用了全空气空调系统，并就近设置了专门的空调机房，避免水管进入放映机房内。

2.2 系统切换与控制

根据《电影院建筑设计规范》JG J58-2008中7.2.5条要求，胶片放映机工作时放映机房空调系统不允许采用回风，需要做直流系统，并且排风换气次数一般要不小于15次/h。在北方寒冷地区，冬季放映电影时放映机房若不设回风，完全使用直流空调系统的能耗巨大，非常不合理。在这样的前提下，提出空调季节利用观众厅的排风作为放映阶段放映机房的补风，当放映厅不工作时，放映机房空调可切换成一次回风空调方式。系统如图1所示。

观众厅与放映机房分别配备一台空调箱进行空气调节，放映机房配备一台排风机，为直流系统使用。放映机另设一台排风机。控制切换方式见表1。

表1 空调系统设备运行控制

3 直流工况分析

3.1 计算依据与参数

根据《全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调动力》中的要求，房间新风量应在人员设计新风量、补偿放映机排风和保持室内压力所需新风量之间取大值。其中保持正压所需风量，宜按缝隙法计算。

图1 空调切换系统图

目前先进的胶片放映机已有设置独立的排风系统直接排至室外，相较于原来的老式放映设备，室内有毒有害气体已大幅度减少。根据业主提供的放映机资料，为保护胶片及保证放映效果，要求工作时放映机房保持微正压≥15Pa。已有的《电影院建筑设计规范》JGJ58-2008中7.2.6条，放映机工作时，放映机房要保持负压的要求已无法适用。按缝隙法计算得出维持放映机房正压的新风量约为1400m3/h，远高于设计人员新风量的要求；放映机要求的单独排风量为2520m3/h。按此风量计算，放映机房的排风量为7840m3/h。

从IM A X的放映流程来看，放映机房分为准备时、放映时两个状态。房间温湿度要求、设计负荷及换气次数要求见表2。

表2 放映机房的温湿度、气流组织要求及房间各功能时段的设计负荷

3.2 夏季节能量计算

夏季工况的空调选型，首先必须保证放映阶段最大负荷下的室内温湿度要求。夏季空调室外计算干球温度为31.4℃，湿球温度为25.2℃。根据焓湿图选择露点送风，房间送风量约为11400m3/h；若直流系统全部采用室外新风，计算处理冷量达到约132kW。

借用观众厅的排风作为直流系统补风时，已知观众厅夏季设计干球温度25℃，相对湿度60%，设计新风量12000m3/h，设计排风量为10000m3/h。此时放映机房的空气处理焓湿图如图2所示。

室外新风与观众厅排风混合，经过空调箱表冷器处理到机器露点后送入放映机房。由于空调机房贴临放映机房，且风管都设于管井内，不考虑管道温升对送风温度的影响。

计算得空调箱处理冷量降至约63kW，理论节能量为52.3%。故在夏季放映机运转时运用观众厅的排风作为直流系统的大部分补风，能大大减小空调箱负荷。

图2 夏季放映机房工作时的直流系统焓湿图

图3 冬季放映机房工作时的焓湿图

3.3 冬季节能量计算

冬季放映阶段，放映机房若使用直流新风空调系统，能耗巨大。房间冬季送风量11400m3/h与夏季相同。已知辽宁省冬季室外计算干球温度为-20.6℃。全新风情况下，空调箱处理热量达到230kW，加湿量85kg/h。利用观众厅的排风，作为一部分放映机房的补风时，为保证一定的加湿效果，室外新风需要进行预热处理再与空气混合后送入室内。空气处理过程如图3所示。

室外新风预热后与观众厅排风混合，采用湿膜加湿降温后由风机送入室内。得出新风预热负荷为16.8kW，理论节能量达到92.7%；空气加湿量约为: 22.1kg/h，节约量为74%。此时加湿后的空气相对湿度约为65%。冬季放映机运转时运用观众厅的排风作为直流系统的大部分补风，节能量非常显著。

4 一次回风工况分析

4.1 夏季工况

放映机房在准备阶段，IM AX观众厅的空调关闭，这时放映机房转换为一次回风工况。空气处理过程如图4所示。

图4 夏季放映机房准备阶段的焓湿图

若选择露点送风，设计送风温差不变，若此时恒定送风量，空气能带走的冷量要大于夏季放映机房准备阶段的室内冷负荷。因此空调箱风机要选择变频来适应放映机房变化的冷负荷要求，而且要调节电动水阀开度，变露点调节室内温湿度[4]。

4.2 冬季工况

与夏季的准备阶段工况相同，冬季准备阶段也采取一次回风定风量系统。但在室内无发热设备的状况下，空调负荷为热负荷。空气处理过程如图5所示。

室外新风预热后与放映机房回风混合，经空调箱加热、湿膜加湿后送入室内。盘管加热量为22.4kW，预热量为16.8kW，加湿量11kg/h。

图5 冬季放映机房准备阶段的焓湿图（带预热）

5 结语

优化后的IM AX放映机房空调系统考虑了直流系统的节能运行，充分利用观众厅的排风，在空调季极大减小了放映机房的新风负荷。

该系统的选择有其先决条件和系统要求:

（1）放映机房要位于建筑的全内区，围护负荷波动不能大。

（2）在观众厅放映电影时，需要恒定的观众厅排风量来保证放映机房的补风。

[1]王春香，马友才，刘华斌.科技影院空调通风设计[J].暖通空调，2009, 39（3）:24-26.

[2]JG J58-2008,电影院建筑设计规范[S].

[3]《暖通空调·动力》分册编写组.全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调动力[M].北京:中国计划出版社，2009.

[4]王启震.纺织空调自动控制系统调节方案[J].科技信息，2010，22，395-396.

Air-conditioning System Optimal Design for an IMAX Projection Room in Cold Region

WANG Yao-ping
（Shanghai Architectural Design&Research（Co.Ltd），Shanghai 200041，China）

The sam ple projectforthis analysis is‘Liaoning science and Technology M useum’.In this project,the air-conditioning system design for an IM AX-film projectroom in cold region is written up.A ll-air system is used.Direct air-conditioning system is used in w orking tim e and prim ary return air system is for parttim e.D etails are focused on the design calculation and switching between the tw o system s.W hen in directsystem m ode,partofthe air supply is extracted from the auditorium.R equired surrounding environm entcan be reached with properfiltration m easurestaken.

IM AX-film project room；film-based projection room；prim ary return air system；direct air system；switching

TU 831

B

2095-3429（2017）02-0074-04

2017-03-31

修回日期:2017-04-14

王尧萍（1984-），女，江苏淮安人，硕士，工程师，从事暖通设计工作。

D O I:10.3969/J.ISSN.2095-3429.2017.02.017