李玲

（上海思納規(guī)劃建筑設(shè)計股份有限公司，上海 200082）

1 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在疫情之下引發(fā)的思考

根據(jù)建筑學(xué)會暖通專業(yè)委員建議，在疫情時期應(yīng)盡量加大新風(fēng)的通風(fēng)換氣風(fēng)量，在保證一定的室內(nèi)溫度前提下，可同時開啟排風(fēng)系統(tǒng)，或間隙開啟機械排煙系統(tǒng)，這是較為簡便且有效的通風(fēng)換氣手段。針對本項目，服務(wù)群體為行動不便且免疫力較低的老年人，因此在設(shè)計過程中提升環(huán)境舒適度、注重安全的同時也會關(guān)注疫情期間的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的注意事項。

2 工程概述

本棟公共養(yǎng)護院的建筑面積約12000m2，地上七層，建筑高度為23.5m，首層為就診大廳，2~7層為主要功能為養(yǎng)護院臥室、活動室、辦公室以及護理輔助房間等。

3 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

3.1 空調(diào)設(shè)計方案的確定（見表1）

表1 室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

基于本項目無地下室，屋頂可放置設(shè)備的條件有限，因此為了節(jié)約空間，空調(diào)系統(tǒng)采用風(fēng)冷多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)外機集中放置于屋頂及固定的設(shè)備平臺處，遠離老人居住及長時間停留的活動房間，避免設(shè)備噪音對老年人生活的干擾。

從老年人生理特征、需求及健康角度出發(fā)，本項目有針對性地進行以下設(shè)計：

（1）老年人冬季特別怕冷，因此冬季設(shè)計采用低溫地板輻射供暖系統(tǒng)，從而提供一個穩(wěn)定、舒適的室內(nèi)空氣環(huán)境。冬季采暖供回水溫度為50℃/40℃，熱源為燃氣熱水爐，安裝于每層室外的設(shè)備平臺。

（2）整棟樓均設(shè)計新風(fēng)系統(tǒng)，且增加新風(fēng)量需求比例。從節(jié)能的角度出發(fā)新風(fēng)采用冷凝排風(fēng)熱回收新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)特點為：為雙向流換氣新風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)系統(tǒng)和新風(fēng)系統(tǒng)同時進行，系統(tǒng)工作時將室內(nèi)污濁空氣經(jīng)過冷凝器排至室外，新風(fēng)經(jīng)過蒸發(fā)器送入室內(nèi)，進行熱量回收，新風(fēng)機組新風(fēng)側(cè)設(shè)置板式初效+靜電中效過濾器，滿足老人對環(huán)境衛(wèi)生品質(zhì)要求的同時，也實現(xiàn)了節(jié)能的目的。

（3）經(jīng)計算，共設(shè)計9臺冷凝排風(fēng)熱回收新風(fēng)機組，其中2臺為公共服務(wù)區(qū)域使用，放置于就近的2層屋面，另外7臺為老人護理房間使用，放置于最高屋頂處。

3.2 基于疫情特殊要求的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

考慮到疫情期間特殊要求，空調(diào)系統(tǒng)采用變冷媒多聯(lián)式空調(diào)加獨立新風(fēng)系統(tǒng)，多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)和新風(fēng)不同管路，室內(nèi)機自循環(huán)，因此不會引起不同房間之間的交叉感染。

為了避免病菌從回風(fēng)口進入空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)計時可同時采取以下措施：

（1）在末端空調(diào)機器的回風(fēng)口或回風(fēng)管道處設(shè)置使用有效過濾組件或抗菌濾網(wǎng)消毒組件，從源頭切斷病菌進入的渠道，同時風(fēng)管機采用高靜壓型室內(nèi)機。

（2）四面出風(fēng)型室內(nèi)機抗菌濾網(wǎng)可直接貼于機器回風(fēng)處。

（3）室內(nèi)機定期進行深入清洗消毒。

（4）新風(fēng)運行的同時全天開啟室內(nèi)排風(fēng)系統(tǒng)，形成有效的空氣流通。

（5）新風(fēng)吸入口應(yīng)為室外清潔處，且經(jīng)初中效過濾消毒后達到凈化標(biāo)準(zhǔn)后送入室內(nèi)。

以上是結(jié)合疫情建議采取的措施。

3.3 多聯(lián)機冷媒的節(jié)能與防泄漏安全性設(shè)計

本案多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)采用R410A制冷劑，具有穩(wěn)定、無毒、不可燃的特點，一般情況下很難對人體造成傷害。但是考慮到制冷劑有極小的可能性會全部泄漏進一間房間，當(dāng)該房間內(nèi)的制冷劑濃度超過允許值時，可能會導(dǎo)致室內(nèi)人員發(fā)生窒息等危險，所以有必要將建筑內(nèi)最小房間的制冷劑最大泄漏濃度控制在允許值以下；同時有一些設(shè)計不合理的配置不僅導(dǎo)致空調(diào)運行效率低，也會導(dǎo)致在封閉的室內(nèi)環(huán)境下有制冷劑泄漏的風(fēng)險。本項目中養(yǎng)護院均為行動不便的老年人居住的封閉房間，為防止有該類情況發(fā)生，在設(shè)計階段做了制冷劑濃度限值的計算，以最大可能性保證老年人居住環(huán)境安全。

日本高壓氣體保護協(xié)會KHK制冷和空調(diào)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)提出：R410在室內(nèi)空氣中的最大濃度均為0.44kg/m3。

以本項目中標(biāo)準(zhǔn)層端部房間為例做如下計算：

標(biāo)準(zhǔn)層端部的標(biāo)間房間面積為30m2，凈高為2.8m，房間凈體積為：V=30m2×2.8m=84m3。M=84m3×0.44kg/m3=36.96kg，即該標(biāo)準(zhǔn)間的空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑總濃度的限額要求，超過這個值就有泄漏的風(fēng)險，圖1為標(biāo)準(zhǔn)層養(yǎng)老院空調(diào)系統(tǒng)。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)層養(yǎng)老院空調(diào)系統(tǒng)

整層設(shè)計兩臺26匹的空調(diào)室外機，計算一下該空調(diào)系統(tǒng)總濃度（以大金產(chǎn)品為參考），如表2所示。

表2 冷媒管濃度計算

該空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑總量=空調(diào)室外機的制冷劑填充量+額外的管道制冷劑填充量，即26匹室外機制冷劑填充量19.8kg+額外管道制冷劑填充量15.97kg=35.77kg。

驗算后得出本系統(tǒng)低于房間限額36.96kg，滿足安全要求。

4 采暖系統(tǒng)設(shè)計

因為本項目的服務(wù)對象主要為老人及需要護理的病人，該類人冬季都特別害怕寒冷，熱泵型多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)雖然能夠滿足冬季制熱的需求，但是在一些極值溫度天氣環(huán)境里，該系統(tǒng)的制熱運行效果也不理想，且冬季熱風(fēng)對著吹，會使空氣更加干燥，不利于老人養(yǎng)老及身體的恢復(fù)。因為上述多種因素，采取低溫輻射地板采暖系統(tǒng)，采暖供回水溫度為50℃/40℃，熱源采用燃氣熱水爐，放置于各層設(shè)備平臺。

（1）采暖干管水系統(tǒng)采用同程式系統(tǒng)，各環(huán)路消耗的沿程阻力基本相同，每組分集水器的水流量也基本相同，是水利系統(tǒng)平衡中最佳的方式，從而避免出現(xiàn)流量失調(diào)而引起室內(nèi)冬季供暖的冷熱不均的情況出現(xiàn)。

（2）地面輻射加熱管為PE-RT輻射采暖專用管，管徑為De 20×2.0，管材按設(shè)計尺寸敷設(shè)，一個環(huán)路一根管材，地下部分無接頭。加熱盤管與墻體的間距為200mm；距離外圍護結(jié)構(gòu)（外墻、外門、外窗）1000~1500mm范圍內(nèi)，敷設(shè)盤管的間距為200mm，衛(wèi)生間的盤管間距為150mm，其余為250mm。

（3）輻射地板供暖要求土建專業(yè)預(yù)留150mm的埋管厚度，這個問題初期設(shè)計的時候就要提出來，避免后期再追加提出影響土建造價問題。

5 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計落地

5.1 設(shè)備用房及汽車庫的機械通風(fēng)系統(tǒng)

（1）屋頂電梯機房在外墻上設(shè)置排風(fēng)扇排風(fēng)，由外窗自然補風(fēng)。

（2）地上配電間配有氣體滅火系統(tǒng)，設(shè)計機械事故通風(fēng)系統(tǒng)與平時通風(fēng)系統(tǒng)合用，選型一臺風(fēng)量為11240m3/h的風(fēng)機，平時通風(fēng)系統(tǒng)運行時，氣體滅火時電動開關(guān)閥關(guān)閉，事故后通風(fēng)時開啟電動開關(guān)閥排風(fēng)系統(tǒng)的下排風(fēng)口，平時排風(fēng)口風(fēng)量為10200m3/h，事故后下排風(fēng)口風(fēng)量為5110m3/h，同時設(shè)計平時機械補風(fēng)系統(tǒng)及事故補風(fēng)系統(tǒng)。

（3）醫(yī)療垃圾站因與普通的功能房間不同，會有醫(yī)療化學(xué)廢棄污染物和感染物存在，故本次設(shè)計階段將此排風(fēng)系統(tǒng)與其他排風(fēng)系統(tǒng)獨立開來，預(yù)留設(shè)置機械排風(fēng)管路系統(tǒng)，后期由專業(yè)公司深化設(shè)計。

（4）普通垃圾站設(shè)置獨立機械通風(fēng)系統(tǒng)，并經(jīng)過空氣凈化器過濾后高空排放。

（5）地上變電站設(shè)置機械通風(fēng)系統(tǒng)，后期可根據(jù)供電局的要求深化設(shè)計。

（6）地下汽車庫根據(jù)規(guī)范要求設(shè)置機械排風(fēng)（兼排煙）系統(tǒng)。排風(fēng)系統(tǒng)按6次/h換氣次數(shù)（按照稀釋濃度法核算）計算汽車庫通風(fēng)量；利用汽車坡道自然補風(fēng)。

5.2 老年人活動房間通風(fēng)系統(tǒng)

通常來說，老年人由于身體活動量的減少、新陳代謝降低，但當(dāng)其身體狀況差，需在室內(nèi)進行療養(yǎng)護理時，或室外天氣狀況不適宜外出活動時，老年人則需要在室內(nèi)活動房間長時間的停留。因此保證室內(nèi)充足且流通的通風(fēng)系統(tǒng)對老年人的身體康復(fù)非常重要，室內(nèi)除了保證良好的自然通風(fēng)條件外，還根據(jù)室內(nèi)人員密度加大了機械新風(fēng)量和排風(fēng)量：普通公共建筑的衛(wèi)生間排風(fēng)量都按照15次換氣次數(shù)計算，養(yǎng)護院標(biāo)間的衛(wèi)生間按照120CMH/間計算。

6 防排煙系統(tǒng)設(shè)計落地

針對行動遲緩的老年人，在防排煙系統(tǒng)上均按照比常規(guī)防排煙系統(tǒng)更嚴格、更人性化的系統(tǒng)來設(shè)計：

（1）所有設(shè)計自然排煙的場所可開啟外窗均采用消防聯(lián)動的電動排煙窗，為行動不便的老年人提供便利。

（2）機械排煙口、自然排煙口距離最不利點由原來的30m調(diào)整為20m。

（3）機械加壓送風(fēng)設(shè)計時，前室、封閉避難層（間）與走道之間的壓差選擇為30Pa；樓梯間于走道之間的壓差選擇為50Pa，確保消防火災(zāi)時正壓送風(fēng)量滿足實際使用需求。

（4）排煙設(shè)計原則：地上房間建筑面積大于100m2，且有人經(jīng)常停留，設(shè)計排煙設(shè)施；房間面積大于50m2的無外窗房間，設(shè)計排煙設(shè)施。

（5）自然排煙：本項目采用自然排煙方式的房間，自然排煙口設(shè)置于排煙區(qū)域外墻上，設(shè)置高度不小于室內(nèi)凈高的一半以上，并應(yīng)沿火災(zāi)氣流方向開啟。自動排煙窗附近應(yīng)同時設(shè)置便于操作的手動開啟裝置，其可開啟外窗面積不小于建筑面積的2%。

（6）地上封閉樓梯間每5層內(nèi)自然通風(fēng)面積不小于2m2，并保證該樓梯間頂層設(shè)有大于1.0m2的可開啟外窗。

（7）單體內(nèi)走道設(shè)計機械排煙系統(tǒng)，走道總長度為65m，因本項目已設(shè)有輻射地暖系統(tǒng)，對層高有較高的要求，故走道排煙系統(tǒng)設(shè)計兩套垂直排煙系統(tǒng)，2個排煙口風(fēng)量均為13000m3/h。

（8）地下汽車庫設(shè)機械通風(fēng)與消防排煙系統(tǒng)合用系統(tǒng)。排煙量按照層高及《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范（GB 50067—2014）》，表格8.2.5中選取，由排風(fēng)機房的風(fēng)機經(jīng)土建排風(fēng)管至地面以上符合規(guī)定要求區(qū)域排放，排風(fēng)口的底部距室外地坪不小于2.5m。補風(fēng)系統(tǒng)利用汽車坡道自然補風(fēng)。

（9）排煙風(fēng)機根據(jù)規(guī)范建議優(yōu)先選用離心式風(fēng)機，設(shè)置于獨立的排煙機房內(nèi)，風(fēng)機進口處設(shè)280℃排煙防火閥，當(dāng)火災(zāi)溫度達到280℃時自動關(guān)閉，輸出信號，并聯(lián)鎖關(guān)閉對應(yīng)排煙風(fēng)機，排煙風(fēng)機及排煙防火閥均可由消防控制中心集中監(jiān)控。排煙風(fēng)機應(yīng)保證在280℃時能連續(xù)工作30min。

（10）當(dāng)任意排煙口或排煙閥開啟時，機械排煙系統(tǒng)中的排煙風(fēng)機應(yīng)能自行啟動。

（11）風(fēng)道穿越防火分區(qū)、主要機房、變形縫處、樓板處或接豎向風(fēng)井之支風(fēng)管上均設(shè)置防火調(diào)節(jié)閥。

（12）排煙管道設(shè)計采用不燃材料制作，安裝于吊頂內(nèi)的排煙管道，應(yīng)與可燃物保持不小于150mm的距離，其隔熱層設(shè)計采用不燃材料制作。

（13）通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的管道等，設(shè)計采用不燃材料制作，但接觸腐蝕性介質(zhì)的風(fēng)管和柔性接頭，可采用難燃材料制作。

（14）防排煙管道及設(shè)備應(yīng)采用抗震支吊架。

7 自控系統(tǒng)應(yīng)用

（1）空調(diào)、供暖房間智能化控制：由于養(yǎng)護院的老年人的自理能力相對減弱，加之身體機能多方面可能存在問題，如果室內(nèi)空氣溫濕度環(huán)境不穩(wěn)定，有可能會直接影響老人的健康問題。比如有很大一部分老年人患有季節(jié)性的支氣管炎、肺結(jié)核等等一系列對氣溫、溫濕度比較敏感的疾病，他們對氣溫濕度的變化相當(dāng)敏感，過高和過低的氣溫與濕度都會造成對老年人身體的不適，甚至出現(xiàn)嚴重的情況。因此對于此，對空調(diào)系統(tǒng)進行智能化的設(shè)計，空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)的溫度與濕度進行適時的自動調(diào)節(jié)。

（2）溫度調(diào)控措施：空調(diào)室內(nèi)機回風(fēng)口設(shè)置溫度傳感器，用以調(diào)節(jié)自動調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。

（3）多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)采用獨立的自控系統(tǒng)，能依據(jù)實際負荷自動變頻調(diào)節(jié)，每個房間可單獨控制。

（4）戶內(nèi)集水器與加熱管接合處設(shè)置遠傳型自力式恒溫控制閥，通過各房間的溫控器控制相應(yīng)回路上的調(diào)節(jié)閥。

（5）地板輻射供暖系統(tǒng)集水器每個支路安裝自動溫度控制閥。

8 結(jié)論

暖通空調(diào)系統(tǒng)是老年人生活環(huán)境中不可忽略的部分，因此我們在配套建設(shè)中一定要提供合理的、安全的、人性化的設(shè)計，讓老人們在晚年有一個舒適的生活環(huán)境。同時，更要積極地應(yīng)對各種大環(huán)境各種狀況，比如PM2.5、新冠疫情、沙塵暴等，不斷改善和提高設(shè)計品質(zhì)。