李成剛

上海黛普工程設(shè)計咨詢有限公司 上海 200000

1 項目概況

本項目位于北京市昌平區(qū)沙河鎮(zhèn)，總建筑面積52590㎡，包括地下建筑面積11980㎡，地上建筑面積40610㎡，按功能要求和業(yè)務(wù)流線由南至北、由左至右依次建設(shè)1-6號樓，其中1-2號樓建筑高9m，3-4號樓建筑高10.2m，5-6號樓建筑高13.8m。由基本業(yè)務(wù)用房、特殊業(yè)務(wù)用房和附屬用房組成，業(yè)務(wù)用房根據(jù)實驗室類型分為大理化、大情報、大法醫(yī)、大痕跡四大類，附屬用房主要包括報告廳、展陳、業(yè)務(wù)檔案、設(shè)備用房和地下車庫等。

2 主要設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

本次設(shè)計主要包括舒適型空調(diào)部分和實驗室空調(diào)部分兩大部分。舒適性空調(diào)部分包括各單體的供暖系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)（含防排煙系統(tǒng)及人防通風(fēng)系統(tǒng)）等方面的設(shè)計；實驗室空調(diào)部分包括實驗室的主體設(shè)備（通風(fēng)柜、生物安全柜、萬向排氣罩、排氣罩、試劑柜等）的排風(fēng)和補風(fēng)系統(tǒng)、潔凈實驗室區(qū)域的潔凈空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計、實驗室工藝性空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計。在進行室內(nèi)暖通設(shè)計之前，需要對室外的環(huán)境參數(shù)進行測定，測定結(jié)果見表1。設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《民用建筑供暖通風(fēng)于空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB 50736-2012、《供熱計量設(shè)計技術(shù)規(guī)程》DB11/1066-2014、《建筑防排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB51251-2017等，具體設(shè)計參數(shù)如表2所示。

表1 室外計算參數(shù)

表2 舒適型空調(diào)室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

（續(xù)表）

本項目工程供熱面積為4.019萬㎡，按照65%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，利用hdy-smad（v1.9.2）軟件對空調(diào)系統(tǒng)進行冷熱負荷計算，得到的冷熱負荷指標(biāo)值如表3所示。項目不進行單獨供熱，利用其旁邊的原有鍋爐房進行供熱，項目所在地塊內(nèi)的總供熱面積為7.474萬㎡，總的供暖熱負荷值為8282kW。

表3 冷熱負荷量

3 冷熱源供應(yīng)設(shè)計

3.1 熱源供應(yīng)

本項目工程不單獨設(shè)置熱源供應(yīng)，利用其附近的原有鍋爐房進行改造，來承擔(dān)本次工程的冬季供暖。原有鍋爐房有2臺2.8兆瓦的燃氣熱水鍋爐，現(xiàn)將其拆除，替代2臺5.6兆瓦的熱水鍋爐作為冬季供暖系統(tǒng)，1臺1.4兆瓦的熱水鍋爐作為生活熱水系統(tǒng)。熱水機組理論熱效率超過93%，供回水溫度為60/50℃[1]。熱力入口裝置安裝在第一層或者地下一層專用計量表間內(nèi)，每棟樓內(nèi)設(shè)置2個熱力入口裝置。

3.2 冷源供應(yīng)

冷源設(shè)置在項目東南側(cè)的室外綠地上，供應(yīng)方式為采用3臺由冷水機組、冷卻塔、冷凍水泵、補水定壓裝置、水處理等設(shè)備集成式冷水機組來承擔(dān)本工程的夏季供，其中2臺制冷量為900RT，1臺制冷量為400RT。為了平衡供冷系統(tǒng)內(nèi)的壓力差，在冷凍水供回水總管之間設(shè)置壓差旁通閥，冷凍水供回水溫度為7/12℃，冷卻水供回水溫度為32/37℃。每臺集成式冷水機組內(nèi)設(shè)置冷凝器在線清洗裝置及冷凍水容水機組、冷卻水容水機組水處理裝置。采用閉式膨脹水灌補水定壓，補水及定壓機組及軟化水裝置設(shè)置在其中一個一臺集成式冷水機組內(nèi)。

4 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

通風(fēng)系統(tǒng)式暖通系統(tǒng)中重要的內(nèi)容，形成通風(fēng)的條件式要有風(fēng)壓或者熱壓。本項目主要是利用風(fēng)壓來改善室內(nèi)空氣環(huán)境。不同類型的區(qū)域通風(fēng)系統(tǒng)不同。

公共衛(wèi)生間設(shè)置獨立的機械排風(fēng)系統(tǒng)。排風(fēng)量按照12次/h換氣計算。

實驗室區(qū)域排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計。排風(fēng)設(shè)備的設(shè)計排風(fēng)量：1.5米臺式通風(fēng)柜300m/h～1500m^3/h；1.8米臺式通風(fēng)柜300m/h～1800m^3/h；萬向排氣罩（帶手動調(diào)節(jié)閥）150m^3/h；不銹鋼排風(fēng)罩（帶手動調(diào)節(jié)閥）500m^3/h；排風(fēng)型試劑柜（含部分通風(fēng)柜低柜）100m^3/h；A2型1500米排風(fēng)型生物安全柜，其排風(fēng)量450m/h。實驗室與排風(fēng)設(shè)備連接的排風(fēng)管道采用耐酸、耐堿的PVC風(fēng)管（高溫室的支管為不銹鋼）制作，排風(fēng)干管采用PP風(fēng)管，閥門采用PP材質(zhì)，排風(fēng)機為防腐玻璃鋼排風(fēng)機。非潔凈實驗室、辦公室的新風(fēng)管、送風(fēng)管、回風(fēng)管道采用鍍鋅鋼板制作，排風(fēng)機為管道式（柜式）離心式排風(fēng)機。除部分排風(fēng)機本層排放外，排風(fēng)管道通過預(yù)留的排風(fēng)井連接到屋面排風(fēng)機，排風(fēng)井做完排風(fēng)立管后再砌筑。實驗室的排風(fēng)經(jīng)過浸漬活性炭纖維過濾箱處理后，再由玻璃鋼排風(fēng)機排至室外。排風(fēng)機集中落地安裝于屋面，排風(fēng)口距屋面3m以上高空過濾排放，排風(fēng)口采取防雨防蟲措施。所有通向室外的排風(fēng)管道，均在排風(fēng)管道末端安裝止回閥，防止倒流。

地下一層變配電室、地下一層弱電機房、地下一層UPS機房以及6#樓檔案室。設(shè)獨立的通風(fēng)及災(zāi)后廢氣排放系統(tǒng)。該房間的送、排風(fēng)風(fēng)管上，在房間隔墻內(nèi)側(cè)安裝電動密閉風(fēng)閥[2]。當(dāng)該房間發(fā)生火災(zāi)時，送、排風(fēng)支管上的電動密閉風(fēng)閥可自動關(guān)閉，保證該房間能在全封閉條件下采用鹵化物氣體滅火，并防止火勢自風(fēng)管蔓延到其他房間?；饟錅绾?，可遠距離啟動通風(fēng)設(shè)備及電動密閉風(fēng)閥將房間內(nèi)氣體排至室外。平時排風(fēng)量按照6次/h計算，災(zāi)后排風(fēng)按照12次/h計算。平時送風(fēng)量按照5次/h計算，災(zāi)后送風(fēng)量按照10次/h計算。

易燃易爆的房間。設(shè)置獨立的送排風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)量按不小于12次/h計算，補風(fēng)風(fēng)量按照10次/h計算。事故通風(fēng)系統(tǒng)在室、內(nèi)外便于操作處設(shè)電氣開關(guān)，風(fēng)機為防爆風(fēng)機。

柴油發(fā)電機房。根據(jù)電氣專業(yè)所提供柴油發(fā)電機參數(shù)，柴油發(fā)電機自帶排風(fēng)裝置。設(shè)置排風(fēng)導(dǎo)管將柴油發(fā)電機產(chǎn)生余熱排至室外，并設(shè)置相應(yīng)機械補風(fēng)系統(tǒng)。柴油發(fā)電機房、儲油間設(shè)置平時通風(fēng)換氣的送排風(fēng)系統(tǒng)，平時排風(fēng)量按照6次/h計算，災(zāi)后排風(fēng)按照12次/h計算；平時送風(fēng)量按照5次/h計算，災(zāi)后送風(fēng)量按照10次/h計算[3]。

地下車庫。按照防火分區(qū)設(shè)置送、排風(fēng)系統(tǒng)。排風(fēng)量按6次/h計算，送風(fēng)量為排風(fēng)量的83%。排風(fēng)系統(tǒng)為排風(fēng)與排煙合用系統(tǒng)，平時與火災(zāi)時進行轉(zhuǎn)換。風(fēng)機設(shè)置在于通風(fēng)機房內(nèi)，均為離心式風(fēng)機箱，減振安裝。設(shè)置與送、排風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)動的CO監(jiān)測裝置。

5 實驗室通風(fēng)自控設(shè)計

5.1 通風(fēng)柜變風(fēng)量控制

通過柜門位置傳感器檢測通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門開度變化，經(jīng)通風(fēng)柜控制器運算處理，直接控制通風(fēng)柜變風(fēng)閥門開度，從而調(diào)節(jié)[4]。通風(fēng)柜排風(fēng)量，完成面風(fēng)速的調(diào)節(jié)。當(dāng)調(diào)節(jié)窗位置不變后，面風(fēng)速傳感器實測通風(fēng)柜面風(fēng)速，進行精確微調(diào)。面風(fēng)速傳感器實時檢測通風(fēng)柜的面風(fēng)速，面風(fēng)速過高或過低，及時報警。當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，開啟緊急排放模式控制系統(tǒng)將全部打開風(fēng)閥，排放系統(tǒng)內(nèi)可能排出的最大風(fēng)量，不受面風(fēng)速值的控制。通過上述控制保證通風(fēng)柜面風(fēng)速維持在一個恒定值。

5.2 送排風(fēng)機變頻控制

所有實驗室送排風(fēng)機組均為變頻風(fēng)機，同時在送排風(fēng)主管上設(shè)置靜壓傳感器，送排風(fēng)機組能夠通過靜壓傳感器自動調(diào)節(jié)，風(fēng)機運行頻率，實現(xiàn)系統(tǒng)變風(fēng)量控制。

5.3 房間壓差控制

含有通風(fēng)柜的房間應(yīng)為此負壓狀態(tài)，通風(fēng)柜設(shè)置有變風(fēng)量閥，補風(fēng)管上對應(yīng)也設(shè)置變風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，房間將采用余風(fēng)量來維持房間壓差，當(dāng)排風(fēng)量發(fā)生變化時，送風(fēng)量對應(yīng)也做出響應(yīng)調(diào)節(jié)[5]。

6 結(jié)束語

該工程項目暖通設(shè)計分舒適型和實驗室兩大功能區(qū)。雖是按照民用建筑的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，但實際功能又有別于民用建筑。分析介紹了項目暖通設(shè)計參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)、冷熱源供應(yīng)、通風(fēng)系統(tǒng)、實驗室通風(fēng)自控系統(tǒng)4個方面，不同的區(qū)域應(yīng)該設(shè)置不同的暖通標(biāo)準(zhǔn)，因地制宜。為了最大限度地利用和節(jié)約資源，根據(jù)實地情況利用周邊附件的供暖源。