馬國川

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成都某辦公樓空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)改造

馬國川

（中國建筑西南設(shè)計研究院有限公司 成都 610041）

成都某辦公樓空調(diào)運行中出現(xiàn)部分空調(diào)內(nèi)區(qū)房間空氣品質(zhì)不良，房間空調(diào)過冷過熱，人員舒適度差等不良問題。對項目進行現(xiàn)場調(diào)研，分析出現(xiàn)問題的原因，提出空調(diào)系統(tǒng)的改造方案。改造后根據(jù)用戶進行回訪表明問題得到較好解決。

新風(fēng)系統(tǒng)；改造；新風(fēng)；排風(fēng)；空氣品質(zhì)

0 引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高，人們待在室內(nèi)的時間越來越長。因此，室內(nèi)空氣品質(zhì)的好壞，對人們的舒適、健康意義重大。同時，良好的室內(nèi)空氣環(huán)境有利于保障產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率。辦公室是人們工作的重要場所，其空氣品質(zhì)的好壞直接影響了人們工作的效率和身體健康，因此，很有必要對此進行研究[1]。本文以成都某辦公樓空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)改造為例，提出了一些暖通設(shè)計中需要注意的問題。

1 概述

成都某辦公樓地上24層，地下兩層，總建筑面積約40000m2。原設(shè)計地上1～3層為公共用房，其中一層主要分為寫字樓門廳及值機大廳；二層主要為管理辦公用房及信息大廳；三層有售票大廳及會議室等，4～24層均為辦公。辦公樓投入運行約三年。

根據(jù)用戶反映及現(xiàn)場調(diào)研，辦公樓2～5層空調(diào)在運行過程中遇到以下問題：

（1）2～5層內(nèi)區(qū)房間空氣品質(zhì)較差，辦公工作人員感覺不適，并伴有胸悶、頭痛、嗓子發(fā)麻、眼睛發(fā)癢及惡心等不適癥狀，過渡季節(jié)和冬季更為明顯。內(nèi)區(qū)房間冬季室內(nèi)溫度偏高。

（2）二層集中空調(diào)系統(tǒng)部分房間夏季過冷冬季過熱。

（3）辦公樓公共衛(wèi)生間換氣不夠，衛(wèi)生間及走道空氣污濁。

2 癥狀分析

2.1 空氣品質(zhì)問題

2.1.1 現(xiàn)狀

空氣品質(zhì)問題是用戶反映最為強烈的問題?，F(xiàn)場調(diào)研正是冬季空調(diào)運行季節(jié)，辦公樓2-5F的用戶普遍反映所在空調(diào)房間空氣品質(zhì)較差，在場工作人員感覺不適，伴有胸悶、頭痛、嗓子發(fā)麻、眼睛發(fā)癢及惡心等不適癥狀，調(diào)研人員進入房間后明顯感覺胸悶氣悶和空氣清新度不夠。

2.1.2 原因分析

通過查看原2-5F空調(diào)設(shè)計施工圖得知，除2F旅客休息廳及3F～5F?？椭行慕哟髲d各設(shè)了一套全空氣系統(tǒng)外，其余辦公空調(diào)系統(tǒng)均為風(fēng)機盤管加新風(fēng)方式，2-5F每層設(shè)置一套新風(fēng)系統(tǒng)，分別為X-1～4，空調(diào)系統(tǒng)未做內(nèi)外區(qū)分區(qū)設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)。空調(diào)及新風(fēng)機組參數(shù)如表1所示。

表1 2～5層空調(diào)機組參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研和建設(shè)單位提供的二次裝修圖紙，2～5層的實際房間分隔及使用功能與原設(shè)計相比有較大變化，新增很多無外窗的內(nèi)區(qū)房間，而空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)仍按一次施工圖設(shè)計圖紙施工安裝，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)未根據(jù)二次裝修做出相應(yīng)調(diào)整。根據(jù)二次裝修圖紙及現(xiàn)場情況對比計算，二次裝修圖中辦公室設(shè)計人員數(shù)量比原空調(diào)設(shè)計圖中的人員密度大。根據(jù)用戶提供的2-5F每層辦公室實際使用人員密度，對新風(fēng)量進行核算（按辦公室人員新風(fēng)量30m3/h·人計算[7]），計算結(jié)果如表2所示。

表2 2～5層新風(fēng)量對比

由上表分析可見，原設(shè)計空調(diào)房間使用功能及設(shè)計人數(shù)與實際使用情況存在較大的差異，造成房間人員新風(fēng)量不能滿足要求。另外，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，2-5F大多為無外窗內(nèi)區(qū)房間，有些外區(qū)房間雖然有對外采光玻璃幕墻，但為封閉玻璃無法開啟。從空氣平衡的角度考慮，無窗和封閉窗房間沒有設(shè)置機械排風(fēng)系統(tǒng)，房間正壓高，新風(fēng)更難送入，進一步導(dǎo)致新風(fēng)量減少。

以二次裝修圖與原設(shè)計平面對比，辦公采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，二次裝修過程中空調(diào)系統(tǒng)末端未做調(diào)整。由于部分房間分隔變化，如大空間辦公室隔為幾個小辦公使用，造成部分房間無新風(fēng)口、有些房間有送風(fēng)口而無回風(fēng)口，而有些房間只有回風(fēng)口而沒有送風(fēng)口，因此造成在總新風(fēng)量不足的情況下部分區(qū)域新風(fēng)分配不均，使得這些區(qū)域的新風(fēng)不足問題更為突出。

空調(diào)房間的新風(fēng)主要用來稀釋室內(nèi)CO2、室內(nèi)浮塵及其他污染物，改善室內(nèi)空氣品質(zhì)[2,9]。增加新風(fēng)量是改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的必要措施，是保證室內(nèi)空氣品質(zhì)的重要條件[3]。辦公室空調(diào)新風(fēng)量一般按滿足人員衛(wèi)生要求的新風(fēng)量30m3/h人來確定[5,7]，造成辦公室人員不適癥狀主要是由于房間新風(fēng)量不足所致。另一方面，由于空調(diào)系統(tǒng)未進行內(nèi)外區(qū)房間分區(qū)設(shè)置，造成過渡季節(jié)和冬季室內(nèi)余熱無法消除而引起室內(nèi)溫度偏高，加之冬季相對濕度較低，房間燥熱加劇了人員不適。

綜上所述，造成辦公室人員不適主要是由于房間新風(fēng)量不足、內(nèi)區(qū)房間過熱引起燥熱所致，而新風(fēng)量不足主要由于辦公實際人員密度大于設(shè)計人員密度、內(nèi)區(qū)或無可開啟外窗房間未設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)導(dǎo)致新風(fēng)無法送入、新風(fēng)口分布不均勻等原因造成。

2.2 二層南區(qū)辦公室（原休息廳）空調(diào)季節(jié)過冷過熱

2.2.1 現(xiàn)狀

運行管理人員提出二層南區(qū)空調(diào)系統(tǒng)無法調(diào)節(jié)，空調(diào)系統(tǒng)一旦運行，部分房間夏季過冷，冬季過熱。現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)二層南區(qū)辦公室冬季室內(nèi)溫度偏高。

2.2.2 原因分析

對比裝修平面圖和原空調(diào)設(shè)計平面圖，二層南區(qū)原設(shè)計為大空間旅客休息廳與一、二層的中廳相通，合用一套全空氣定風(fēng)量系統(tǒng)；二次裝修設(shè)計中將該大空間劃分為很多小辦公室（房間分隔輕質(zhì)墻不到頂），東西兩側(cè)分開，中間隔出走道，而空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)仍按原空調(diào)通風(fēng)設(shè)計圖紙施工安裝。原設(shè)計旅客休息廳改為辦公使用，房間功能及分隔改變造成大部分房間實際空調(diào)負荷需求與設(shè)計負荷偏離較大，全空氣機組自控系統(tǒng)無法真實反應(yīng)室內(nèi)溫度，幾乎失效，因此造成部分房間夏季過冷冬季過熱。由于增加了房間隔斷使得西側(cè)辦公室只有送風(fēng)沒有回風(fēng)，而東側(cè)辦公室只有少量送風(fēng)口，回風(fēng)區(qū)域全部設(shè)在銷售部團隊辦公室靠窗一側(cè)；原設(shè)計的氣流組織設(shè)計對現(xiàn)有的房間分隔而言是極不合理的[4]。

2.3 公共衛(wèi)生間空氣污濁原因分析

2～5F辦公區(qū)公共衛(wèi)生間及附近走道空氣較污濁，衛(wèi)生間排風(fēng)采用換氣扇結(jié)合屋頂管理排風(fēng)機集中排風(fēng)的方式。根據(jù)調(diào)研，公共衛(wèi)生間門、窗密閉性較好，平時使用過程中大多處于關(guān)閉狀態(tài)，無補風(fēng)途徑；衛(wèi)生間排氣扇本身壓頭較小，使得排風(fēng)無法達到設(shè)計換氣次數(shù)要求。

3 改造方案

根據(jù)上述對空調(diào)系統(tǒng)弊病分析，提出以下改造方案。

3.1 更換2～5層新風(fēng)機組，加大空調(diào)新風(fēng)量，調(diào)整新風(fēng)系統(tǒng)末端風(fēng)口布置

據(jù)前分析可知，現(xiàn)有空調(diào)新風(fēng)機組供給新風(fēng)量低于實際在室人員需求新風(fēng)量，需要加大新風(fēng)量以滿足人員衛(wèi)生要求。由于層高和吊頂?shù)痊F(xiàn)場條件限制（2F、3F層高3.90m，4F、5F層高3.60m），走道吊頂內(nèi)管路系統(tǒng)較為復(fù)雜，改造新風(fēng)管路系統(tǒng)難度較大，只能在現(xiàn)有走道新風(fēng)干管尺寸不變的基礎(chǔ)上改造。通過計算，原新風(fēng)系統(tǒng)管道內(nèi)風(fēng)速相對較低，在新風(fēng)干管尺寸不變及風(fēng)管風(fēng)速滿足規(guī)范要求的前提下更換新風(fēng)機組以加大新風(fēng)量，更換新風(fēng)機組的壓頭亦相應(yīng)調(diào)整以滿足管路阻力要求。具體參數(shù)詳見表3。

表3 新風(fēng)系統(tǒng)改造對比

針對區(qū)域性新風(fēng)分配不均的問題，本次改造中根據(jù)房間新風(fēng)量需求對每個風(fēng)機盤管都接入新風(fēng)管，讓新風(fēng)分配盡量均勻合理。

3.2 增加排風(fēng)系統(tǒng)

造成新風(fēng)不足的原因除本身新風(fēng)機組風(fēng)量不足外，還有內(nèi)區(qū)或無可開啟外窗房間未設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)，房間正壓大新風(fēng)難以送入。針對以上情況，考慮在辦公室內(nèi)區(qū)或無可開啟外窗增加機械排風(fēng)系統(tǒng)，從而有效送入新風(fēng)，改善房間內(nèi)空氣品質(zhì)。

由于現(xiàn)場條件限制，在建筑物外立面增加排風(fēng)出口、內(nèi)區(qū)增加排風(fēng)井不具備條件；同時走道吊頂內(nèi)空間狹小，增加管道難度大。結(jié)合現(xiàn)狀，可采用以下措施設(shè)置排風(fēng)：

（1）利用原有豎向排煙井道，在屋面增加排風(fēng)機，結(jié)合火災(zāi)時排煙系統(tǒng)，火災(zāi)時排煙，通過閥門切換平時排風(fēng)，火災(zāi)排煙。

（2）無法采用豎向井道排風(fēng)的辦公室內(nèi)吊裝低噪音管道排風(fēng)機，將空氣直接排至中廳或排至走道內(nèi)再排至室外，西側(cè)3～5F中廳的玻璃幕墻上設(shè)電動窗進行通風(fēng)換氣，東側(cè)中庭增設(shè)吊裝低噪音風(fēng)機箱進行排風(fēng)。

（3）將公共衛(wèi)生間的換氣扇更換為低噪聲管道風(fēng)機，增大壓頭，并在走道和衛(wèi)生間在吊頂內(nèi)設(shè)連通管作為補風(fēng)設(shè)施，以保證達到設(shè)計排風(fēng)量。對屋面集中排風(fēng)機檢測風(fēng)量，如工況不符合設(shè)計要求，需要更換風(fēng)機。

二、三層改造平面詳見圖1、圖2，其余樓層類似。

圖1 二層改造平面圖

圖2 三層改造平面圖

通過以上排風(fēng)措施，可解決內(nèi)區(qū)或無開啟外窗房間新風(fēng)無法有效送入的問題，增大房間新風(fēng)量，有效改善房間空氣品質(zhì)。

3.3 外窗改造

將外區(qū)房間封閉窗改造為可開啟外窗，利用外窗自然通風(fēng)換氣改善房間空氣品質(zhì)，對于個別有外窗但可開啟面積很小的房間，再增加不同方向可開啟外窗，最大程度利用外窗自然通風(fēng)換氣。

3.4 二層南區(qū)辦公區(qū)空調(diào)改造

二層南區(qū)辦公室全空氣空調(diào)機組風(fēng)機增設(shè)變頻器，辦公區(qū)內(nèi)的所有送風(fēng)口改為溫控型變風(fēng)量送風(fēng)口，以便根據(jù)負荷需求調(diào)節(jié)房間送風(fēng)量，以實現(xiàn)區(qū)域溫度獨立控制；對無回風(fēng)口的房間增設(shè)回風(fēng)口，并對該區(qū)域各房間增設(shè)排風(fēng)措施；同時擴大空調(diào)機房內(nèi)的新風(fēng)百葉面積，在過渡季及冬季最大限度的利用室外自然新風(fēng)消除室內(nèi)余熱，改善室內(nèi)環(huán)境。

3.5 空調(diào)系統(tǒng)運行管理改進措施

對于內(nèi)區(qū)房間空調(diào)季節(jié)余熱無法消除造成房間過熱情況。可以利用室外新風(fēng)消除室內(nèi)余熱[8]，將空調(diào)新風(fēng)的溫度設(shè)定值調(diào)低，從而熱水水閥減小或關(guān)閉，以免過度加熱的新風(fēng)向室內(nèi)帶入熱量。

4 改造效果及結(jié)論

甲方根據(jù)上述改造方案對空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)進行了改造工程實施，之后經(jīng)過一年運行觀察，使用方在后期回訪中對改造效果很滿意，改造的實施有效的改善了辦公房間空氣品質(zhì)差的問題，人員舒適度得到了極大的提高。通過本改造項目的原因分析和實施，得出以下結(jié)論：

（1）房間新風(fēng)量不足會引起室內(nèi)人員不適，滿足人員新風(fēng)量要求是改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的必要措施。

（2）空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中實際人員密度大于設(shè)計人員密度會造成房間人員新風(fēng)量不足，設(shè)計過程中需要合理選擇人員密度。同時，內(nèi)區(qū)或無可開啟外窗房間未設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)會導(dǎo)致室內(nèi)正壓較大導(dǎo)致新風(fēng)無法送入、新風(fēng)口分布不均勻等原因也會造成房間新風(fēng)量不足。內(nèi)區(qū)房間需考慮設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)，為保證室內(nèi)空氣品質(zhì)，應(yīng)注意氣流組織的合理性。

（3）內(nèi)外區(qū)房間分區(qū)較為明顯的項目應(yīng)該考慮空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)內(nèi)、外區(qū)分區(qū)設(shè)置，二次裝修過程中使用方需要根據(jù)新的房間布局對空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)進行重新設(shè)計。

（4）本工程大量外區(qū)房間雖然有對外采光玻璃幕墻，但為封閉玻璃無法開啟，不能利用自然通風(fēng)。建筑設(shè)計師在項目設(shè)計中應(yīng)該最大程度利用可開啟外窗進行自然通風(fēng)。

（5）公共衛(wèi)生間排風(fēng)需要考慮一定的補風(fēng)措施以保證達到設(shè)計排風(fēng)量。

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The Rebuilding of the HVAC System in an Office Building in Chengdu

Ma Guochuan

( China Southwest Architectural Design and Research Institute Co., Ltd, Chengdu, 610041 )

For the operation of the HVAC system in an office building in Chengdu, some problems were found that the indoor air quality in some interior zones was poor, some rooms were too much cold or hot, and occupants always felt very uncomfortable. Through a site survey, we analyzed the reasons for those problems and proposed a rebuilding plan. After the rebuilding of the HVAC system, a new survey showed that the indoor air quality was significantly improved.

HVAC system; Rebuilding; Fresh air system; Air exhaust system; Indoor air quality

1671-6612（2018）01-094-04

TU831.3

A

馬國川（1984.10-），男，研究生，工程師，E-mail：403520223@qq.com

2017-04-18