王 曄 孫一博 虞 宙

(1.蘇交科集團股份有限公司，江蘇 南京 210000；2.河北建筑工程學院，河北 張家口 075000)

0 引 言

隨著時代的發(fā)展，人民群眾對交通出行的質量和服務有了新的需求，對高速公路的建設水平有了更高的要求，這也涌現出了商業(yè)綜合體式的服務區(qū)，從而體現出了暖通空調系統(tǒng)的重要性及復雜性.本文以某服務區(qū)綜合樓為例，合理的設計了暖通空調系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅改善了旅客的出行體驗，同時也更有利于服務區(qū)的能源節(jié)約和環(huán)境保護[1].

1 參數設計

1.1 工程概況

項目位于常州市某高速公路服務區(qū)，項目總建筑面積3857 m2，建筑高度9.9 m.主要功能為餐廳、廚房、公共衛(wèi)生間、辦公室等.本次設計的暖通空調系統(tǒng)的優(yōu)化主要體現在以下幾個方面：采用多聯式空調系統(tǒng)；單位風量耗功率較小的通風空調系統(tǒng)；合理選擇和優(yōu)化通風系統(tǒng).

1.2 空調室外設計參數

根據文獻[2]，室外設計參數取值如下：

空調室外計算干球溫度為夏季34.6℃，冬季-3.5℃；

空調室外計算濕球溫度為夏季28.1℃；

通風室外計算干球溫度為夏季31.3℃，冬季3.1℃；

室外平均風速為夏季2.8m/s，冬季2.4m/s.

1.3 室內設計參數

根據文獻[2]，室內設計參數見表1，空調冷熱負荷及采暖熱負荷指標見表2.

表1 室內設計參數

表2 空調冷熱負荷指標

2 空調系統(tǒng)節(jié)能設計

2.1 冷熱源選擇

根據甲方意愿與相應的規(guī)范要求，本項目空調冷熱源采用風冷熱泵多聯機系統(tǒng)[3]，風冷多聯機系統(tǒng)無需冷凍主機及熱交換機房，安裝管路簡單、節(jié)省空間、布置靈活、節(jié)能性好、運行成本低、管理維護方便簡單.空調室外機布置在室外地面隱蔽處，不影響建筑外立面效果.

空調系統(tǒng)形式采用變冷媒流量多聯機空調系統(tǒng)，多聯機室外機就近布置在室外地面；空調室內機采用四面出風型與自由靜壓風管式.如圖1-2所示.每層設置一臺新風機組，通過外墻百葉取室外新風，處理過的新風通過風管送至各房間.公共區(qū)域和商鋪的空調系統(tǒng)分開設置，方便控制和管理.空調平面布置圖如圖3所示.

圖1 四面出風嵌入式室內機 圖2 自由靜壓風管式室內機

圖3 空調平面布置圖

根據規(guī)范《公共建筑節(jié)能設計標準》GB50189-2015,采用多聯式空調(熱泵)機組時，其在名義制冷工況和規(guī)定條件下的制冷綜合性能系數IPLV(C)不應低于表的數值[3].

表3 名義制冷工況和規(guī)定條件下多聯式空調(熱泵)機組制冷綜合性能系數IPLV(C)

本項目工程，變冷媒流量多聯機空調室外主機采用微電腦自動控制，高效節(jié)能，各種容量多聯機的IPLV≥4.0，均大于GB50189-2015所規(guī)定的要求，溫度設定可以自行控制，主機根據各房間負荷的調節(jié)大小自動調整運行功率，以節(jié)約能源.

2.2 新風系統(tǒng)設計

新風的引入是改善室內空氣品質、提高室內人員舒適性的重要途徑.而在空調系統(tǒng)的設計中，新風負荷一般占空調負荷的30%～50%，尤其在人員密度大的服務區(qū)，新風需求大，新風能耗更為顯著.新風系統(tǒng)熱回收裝置大多采用板式熱回收裝置、轉輪式熱回收裝置和熱管式熱回收裝置[4].

在本次服務區(qū)新風系統(tǒng)設計時根據房間性質、使用人數、人員所需新風量等要求合理計算新風系統(tǒng)的新風量.同時，為了減少新風能耗，設置了高效的熱回收系統(tǒng)，使室外新風與室內排風進行熱交換，對新風進行預熱或預冷，從而降低新風負荷.對于人員密度變化大的場所，宜設置CO2濃度監(jiān)測裝置，根據檢測值進行新風系統(tǒng)運行調節(jié)，達到節(jié)能效果.

3 (公廁)通風系設計

駕乘人員的如廁是高速公路服務區(qū)重要的功能，舒適的如廁環(huán)境對于服務區(qū)客流的引入、商業(yè)的增長起著積極的作用.公廁異味問題，特別是對于高峰時段需要排隊的服務區(qū)公廁而言，尤為突出.

對于服務區(qū)公廁的機械通風設計，通風量宜按規(guī)范規(guī)定的換氣次數上限選取并適當增加.以往服務區(qū)公廁排風系統(tǒng)的設計使用較多的是上排的排風形式，即外墻加換氣扇，以保證公廁的排風量，這種設計不僅影響外立面的美觀而且效果欠佳[5].

在本工程服務區(qū)公廁通風系統(tǒng)設計過程中，結合裝修設計，采用離心式低噪聲排風機，風機布置在屋面.采用下排上送的“崗位式”排風方式，即每個蹲位設置崗位型排風口，如圖4、5所示，廁所頂部根據需要采用新風補充，形成從上往下的氣流組織以避免異味.在排風系統(tǒng)中設置有效的異味聯動裝置，以硫化氫、氨氣等主要污染物濃度作為即時檢測指標，聯動調節(jié)排風系統(tǒng)的運行，充分節(jié)約能源.

圖4 公廁排風平面圖

圖5 矮墻內風管布置圖

4 防煙排煙系統(tǒng)設計

建筑防煙排煙系統(tǒng)設計是建筑消防設計的重要組成，合理的防煙排煙系統(tǒng)設計是人員疏散和消防撲救的重要保證，尤其對于人流密度大，商業(yè)功能復雜的服務區(qū)而言.

4.1 防煙系統(tǒng)設計

對于服務區(qū)綜合樓而言，封閉樓梯間一般通過自然通風的方式進行防煙，其可開啟外窗的設置應按現行《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術標準》的要求執(zhí)行.本工程中，樓梯間的最高部位設置面積不小于1.0m2的可開啟外窗.當走道或房間滿足自然排煙條件時，也應按現行《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術標準》[6]的要求設置自然排煙窗.

4.2 排煙系統(tǒng)設計

(1)根據服務區(qū)的使用性質、平面布局等因素，優(yōu)先采用自然排煙系統(tǒng).服務區(qū)屬于公共建筑，根據規(guī)范要求見表4，劃分防煙分區(qū).

表4 公共建筑防煙分區(qū)的最大允許面積及其長邊最大允許長度

(2)自然排煙窗的計算

自然排煙排煙窗的計算有以下兩種方式：

(a)采用自然排煙方式所需自然排煙窗(口)截面積可按下式計算：

(1)

其中：

AV——排煙口的截面積(m2)；

A0——所有進氣口的總面積(m2)；

CV——排煙口的流量系數(通常選定在0.5～0.7之間)；

C0——進氣口的流量系數(通常約為0.6)；

ρ0——環(huán)境溫度下氣體的密度(kg/m3)；

G—重力加速度(m/s2)；

Db——排煙窗下煙氣的厚度(m)；

T—煙氣的絕對溫度(K)；

T0——環(huán)境的絕對溫度(K)；

Mρ——煙縷質量流量(kg/s).

(b)根據規(guī)范要求，設置有效面積不小于該房間建筑面積2%的自然排煙窗(口)，同時開窗高度要滿足最小清晰高度.

室內空間凈高不大于3m的區(qū)域，其最小清晰高度不小于其凈高的1/2，其他區(qū)域的最小清晰高度應按照下式計算：

Hq=1.6+0.1·H′

(2)

其中：

Hq——最小清晰高度(m)；

H′——對于單層空間，取排煙空間的建筑高度(m)；對于多層空間，取最高疏散樓層的層高(m).

自然排煙窗(口)應設置手動開啟裝置，設置在高位不便于直接開啟的自然排煙窗(口)，應設置距地面高度1．3m～1．5m的手動開啟裝置.

(3)自然排煙量的計算

本工程中建筑的空間凈高小于或等于6m的場所，排煙量按不小于60m3/(h·m)計算，且取值不小于15000m3/h.

5 結 論

綜上所述，本文以江蘇高速服務區(qū)綜合樓建設項目為研究對象，提供多種現代綠色節(jié)能技術，對比以往服務區(qū)設計經驗，詳細的闡述了該項目暖通空調的設計思路及過程，得到以下結論：

(1)本項目采用多聯機空調系統(tǒng)，安裝管路簡單、節(jié)省空間、布置靈活、節(jié)能性好、運行成本低、管理維護方便簡單.空調室外機布置在室外地面隱蔽處，不影響建筑外立面效果.

(2)公廁通風采用下排上送的“崗位式”排風方式，即每個蹲位設置崗位型排風口，這種通風方式可使污濁的空氣還未達到人呼吸位置時被及時排走，提高了公廁的通風效率.

(3)《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術標準》實施前，多數服務區(qū)在設計過程中缺少消防方面的考慮.該項目為了滿足節(jié)能及消防要求，在設計過程中，各商鋪在劃分防煙分區(qū)時應單獨考慮，并考慮設置相應的排煙設施，這樣會減少業(yè)態(tài)裝修階段防煙排煙系統(tǒng)設計調整的工作量.

針對暖通系統(tǒng)節(jié)能、公廁通風、防煙排煙系統(tǒng)等常見的設計問題闡述了自己的觀點.在實際工程設計中，充分考慮服務區(qū)建筑特點及運營要求，設計出合理、節(jié)能的暖通空調系統(tǒng).