彭亚美 （深圳市建筑设计研究总院有限公司合肥分院，安徽 合肥 230088）
0 前言
中小学校的报告厅是举办年级大会、学术交流、讲座、演讲及小型简易表演等公共活动的场所。近年来，随着学校规模的扩大和教育设施的不断完善，报告厅的功能不断被强化，不仅要满足传统的会议、报告的功能，还要满足学校多媒体教学、视频会议、颁奖仪式等综合性功能[1]，是每个中小学校不可缺少的配套用房。报告厅的空调系统创造舒适的环境和良好的室内空气品质，为各类活动的顺利开展提供保障，其重要性不言而喻。
1 中小学报告厅空调系统设计的重难点
中小学校的报告厅根据建设者的需求和学校的规模不同，设置的形式也繁简不一。
有些建筑面积紧张的学校，无法设置单独的报告厅时，一般将其与室内篮球场结合设置。这类报告厅平时为篮球场，通过搭建移动的舞台和座椅转换为报告厅，层高一般9m以上，跨度一般约24～28m，周边看台区域通常设置夹层，下层为球场休息区，上层设置设备间、储藏室等辅助用房。其空调系统设计的重难点在于：需要满足篮球场和办公厅两种使用状态下对室内空气温、湿度的不同要求；高度较高，如气流组织设计不佳，冬季送风热气流可能因上浮而无法到达地面，造成空调效果差；风管的布置不得影响篮球场平时使用。
建筑面积充裕的学校一般会设置单独的报告厅，这类型报告厅类似于小型的影剧院，但功能较为单一，一般有舞台区、观众区及控制室组成，层高一般为5～7m，跨度一般为18～24m。其空调系统设计的重难点在于：噪音控制较为严格；对舒适度要求较高；空调通风系统需结合精装修的造型布置；观众区为阶梯座椅，房间净高前后变化较大，宜根据不同的净高选择适宜的风口形式。
2 中小学报告厅的空调系统方案
中小学校一般不设置集中空调冷热源，教学楼、实验室、办公室等教辅用房均采用分体空调，但报告厅因为空间高进深大，普通的分体空调难以满足其舒适度要求，一般采用独立的小型中央空调系统。适用中小学报告厅的空调系统形式有模块化风冷热泵系统、多联机系统、屋顶式空调系统。
2.1 模块化风冷热泵系统
模块化风冷热泵系统由模块化风冷热泵主机、输配系统及末端组成。模块化风冷热泵主机是以空气为冷（热）源，以水为供冷（热）介质，集制冷、制热功能于一体的设备，机组无需设置专用机房，但需放置于室外通风散热处。输配系统主要为水泵和定压补水设备，可与模块化风冷热泵主机集成在一起。末端可以是风机盘管或空气处理机组。该系统的优点在于主机与末端设备之间没有高差和距离限制，主机的摆放位置更加灵活；末端为水系统，换热温差小、风量大，室内舒适度更高；末端形式多样，能满足不同形式、不同高度报告厅的要求；末端可采用全空气系统时，机组在专用机房内，便于设置消声减震措施，噪音对报告厅的干扰较小。该系统的缺点在于水系统施工较为复杂；主机和末端设备需要分别开启，使用较为不便；水系统惰性较大、升温较慢，报告厅使用时需要提前较长时间开启空调系统。该系统适用于报告厅附近无合适的位置放置室外机、高度很高、施工及专业管理能力较强的项目。
2.2 多联机系统
多联机系统由室外机和室内机组，类似于分体空调，但一台室外机可以连接一组室内机。室外机和室内机直接通过冷媒管道连接，以制冷剂为输送介质，通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入各个室内机的制冷剂流量，适时地满足室内冷热负荷要求。室外机也需要放置于通风散热处，与室内机之间的管长不宜超过70m，高差不宜大于40m[2]。室内机的形式有落地式、壁挂式、风管式、嵌入式等多种样式。该系统的优点在于系统简单，安装方便；自动控制灵活，末端可以方便地进行温度控制和风速调节；冷媒管管径小，对建筑层高影响小。该系统的缺点在于末端为氟系统，大温差换热，舒适性交差；室外机和室内机之间的管长和距离有限，室外机的摆放位置较为受限；室内机分散设置在报告厅吊顶内，层高较高时检修不便；用于高大的报告厅时舒适性较差；室内机较多且直接设置在报告厅内，噪音较大。该系统适用于报告厅附近有合适的位置放置室外机、层高较低或施工及专业管理能力不强的项目。
2.3 屋顶式空调系统
屋顶式空调系统的原理与多联机相同，区别在于其将室外机、输配系统及室内机部分或全部集成在一起，因机组多安装于屋顶，故称屋顶式空调机组，是一种自带冷热源及空气处理系统的设备。屋顶式空调机组有整体式和分体式两种形式。整体式是将空气处理设备、压缩机、冷凝器等相关部件全部集中在一起，仅通过送、回风管将处理过的空气送至报告厅内。该机组必须放置在室外或屋顶通风散热处。分体式是将空气处理设备和压缩机集成在一起组成室内机，通过冷媒管与冷凝器连接，冷凝器必须放置在室外通风散热处，与室内机之间的高差不宜超过15m，管长不宜超过30m。该系统的优点在于系统简单、安装方便；室内为全空气系统，能够适应各种高度及跨度报告厅的送风要求，舒适度较高；机组一般标配控制面板，能够实现温度及风速的显示及控制，使用更加方便；整体式屋顶机一般放置于室外，分体式屋顶机一般会设置专用机房，噪音对报告厅影响较小。该系统的缺点在于机组需就近放置在报告厅附近，位置较为受限；能效比较低。该系统适用于层高较高或施工及专业管理能力较弱的项目。
3 中小学报告厅气流组织形式
气流组织是室内的气流流形以及温度、湿度、CO2浓度等物理量的分布情况。空气卫生情况、温度、湿度对主讲人及听众的影响很大，污浊的空气使人容易疲劳、困倦，温度太高使人烦躁。报告厅内人员密度大，热湿负荷及污染物散发量也大。设计合理的气流组织，不仅可以使报告厅内的空气温度、湿度及分布满足人员需要，还可以降低空调系统的能耗。适用于学校报告厅的空调系统主要有以下几种形式。
3.1 中间侧送下回、分层空调
与篮球场合用的报告厅，常采用这种气流组织形式。这类报告厅的高度高，垂直方向上温度梯度大。建筑外墙面积与地面积之比大，而且为了满足平时作为篮球场的采光要求，常布置大量外窗及采光天窗，冷热负荷大，如采用全室空调势必造成空调能耗高，宜采用分层空调的形式。分层空调是指仅对下部空间进行空气调节，而对上部较大非空调区进行通风排热的空气调节方式。典型的报告厅分层空调气流组织示意如图1，在报告厅中间部位设置喷口，送风气流以一定的角度或水平送出，多股相互搭接，隔断了空调区和非空调区，同时在顶部设置排风，及时带走上部热量，避免了热量从空调区向非空调区转移，回风口设置在送风口的同侧下部，使得人员活动区处于回流区。当报告厅的跨度超过18m时，也可采用双侧送风的形式[3]。当报告厅作为篮球场使用时，一般仅开启上部通风。作为办公厅使用时，则开启空调系统。这种气流组织的优点在于送风口构造简单，气流混合过程长，送风速度可控，与上送下回的形式相比初投资及运行费用均降低[4]。缺点在于送风温差大、射流长，可能造成冷风下降或热风上浮现象。
图1 中间侧送下回、分层空调气流组织示意图
图2 上送下回气流组织示意图
3.2 上送下回
单独设置的报告厅，高度较高且采用全空气系统时常采用这种形式。即送风口设置在顶部，均匀布置，回风口设置房间下部。典型的上送下回气流组织示意图如图2。送风口一般结合装饰设置，形式需根据报告厅的净高确定，净高小于4m时宜采用散流器，净高为4～6m时宜采用双层百叶，净高大于6m时宜采用旋流风口。回风口一般采用单层百叶，设在侧墙或后墙下部，也可结合装饰设置在舞台侧部，利用舞台下部空腔回风。这种气流组织的优点在于气流能够快速到达活动区，房间水平及垂直方向上气流分布均匀，卫生条件较好，风管容易隐藏。缺点在于空调负荷大，能耗大，空调造价及运行费用较高。
3.3 上（侧）送上回
单独设置的报告厅，高度不高且末端为风机盘管或多联机室内机时常采用这种形式。典型的上送下回气流组织示意图如图3。送回风口均设置在顶部，墙面上无需预留回风口，布置简单。这种送风方式冬季送热风时气流不宜到达人员活动区，一般仅在空间高度较小的报告厅中采用。如报告厅高度有限，顶部满布风管均匀送风对高度影响较大时，也可在报告厅两侧布置百叶或喷口侧送风，上部回风，如图4。
图3 上送上回气流组织示意图
图4 侧送上回气流组织示意图
4 结语
结合中小学校的建设形式、负荷特点和通风空调系统的重难点得出如下结论：
①施工及管理能力较弱的中小学校报告厅不建议采用风冷热泵系统，因附近没有合适的位置放置多联机室外机或屋顶机，不得不采用时建议将水泵及定压补水装置等附属设备与风冷热泵主机集成在一起，降低施工和管理难度；
②篮球场兼做报告厅时，宜采用分层空调，末端设置为全空气系统，在报告厅中部设置喷口侧送下回，顶部排风；
③层高较高的中小学报告厅宜采用全空气系统上送下回，可采用模块化风冷热泵+组合式空气处理机组或屋顶式空气处理机组，当条件限制必须采用多联机时，可采用高静压风管式室内机+旋流风口上送上回的方式；
④层高不高的中小学报告厅可采用多联机系统，宜选择噪音小的中低静压型室内机。
