公共建筑随着社会的进步正向着更高的水平发展，如何有效、经济地提高公共场所的空气品质对于广大设计人员而言具有重要的意义。音乐厅或剧院是文化类公共建筑的典型代表，它们通常都处于建筑物的内区，具有高大、复杂和相对封闭的内部空间。为保证每个听(观)众的舒适性，设计一套优秀的空调装置和自控系统就显得十分重要。

　　置换通风非常适用于高大的空间，但因其特殊的送回风方式，对空调装置的自控系统也提出了不同的要求。我们在深圳文化中心音乐厅大厅的设计实践中，采用了具备自控系统的置换通风方式，并着重分析了其工作特点、研讨了自控方案的取舍。本文将结合此项目讨论其设计思路与要点。

　　1 工程简介

　　深圳文化中心项目由日本矶崎新株式会社主持设计，包括音乐厅和中心图书馆等组成的多功能公共设施。其中音乐厅和大厅(以下简称音乐厅)容纳1800座，用反音墙(板)分隔成标高不同的25个区域。

　　音乐厅处于建筑物内区；舞台区和听众区下各设有一贯通的空气槽(视为巨大的静压箱，)平衡空调送风压力；听众区采用椅脚送风，舞台区采用地面送风、屋顶回风(即置换通风)；为防止不同高差的听众区域间气流的相互影响，在落差较大的舞台区域，分别由四台组合空调机组送风；考虑到厅内人员的舒适性，提高了空调送风温度，每台空调机组都设置了电加热器(深圳地区不提供市政热源)；因土建条件的限制，新风量较少，不能做到过渡季全新风运行；音乐厅屋顶设有两台排风机，分别排走舞台面光区和屋顶最高处的热量。

　　本工程采用两台离心式冷水机组做冷源，其中一台配有变频调节装置。

　　2 设计准备

　　2.1 简单系统原则

　　确定音乐厅空调自控系统的解决方案，首先要面对繁多的系统变量。例如：如何补偿音乐厅听众人数的变化和不同演出要求下的灯光负荷变化(即热湿负荷的变化)对空调系统风量和冷量的影响；如何减小空调系统运行时噪音对现场演出的影响；厅内大量温湿度传感器对测量可信度及装饰效果的影响；为了节能而减小新风量对厅内空气环境的影响；作为一个巨大的热惯性系统，以数小时计的时间常数对自控调节时效性的影响等等。其中引入了控制论中的简单系统原则--即系统越简单，变量越少，则整个系统越稳定，过渡期也越短。厮自控系统实施方案，应该尽量简化系统变量，减少控制环节，找出一个切实可行的自控解决方案。

　　2.2 负荷性质分析

　　不同座率造成的人体显热、潜热负荷变化和演出照明灯光的变化是音乐厅内主要的空调负荷变化。与通常的空调系统不同，这种变化并不是时刻存在的，在特定时间(演出时)内负荷是相对稳定的。这种负荷性质使得自控系统对系统内的风机调控处于一种微小的、稳定的状态上。所以，尽管音乐厅是一种典型的大惯性系统，可理论上并不要求在控制环节上额外增加微分环节进行补偿。

　　2.3 预冷阶段

　　音乐厅属于建筑物内区，特有的双层围护结构既隔声又保温。在演出前经过预冷阶段后，厅内空气温度达到设计送风温度所要求的20℃左右。此后，自控系统再根据入场听众和灯光负荷进行调节控制，这样就避免了系统极限调节的工况，降低了对控制系统、空调设备参数的要求。在演出过程中，厅内空调系统受外界影响很小。冬季时，预冷时间酌情缩短。经过调试和试运行阶段，操控人员会掌握不同季节时音乐厅所需的预冷时间，并写入控制程序中。

　　2.4 风量平衡

　　在音乐厅的空调系统中，维持风量平衡和厅内正压是保证空调调节效果的必要条件，是控制回风杨转速跟踪送风杨转速变化、以及控制排风机转速的基本依据。如果因新风量减少或排风量增加过多，打破了风量平衡，会造成外界热空气渗入厅内、回风温度升高，冷冻水盘管阀门开度不断增大，使得能耗持续增加。如回风温度过高，超出系统调控范围，会使系统各部件在极限状态工作，失去控制作用。

　　3 设计过程

　　3.1 温度测量点的选取