郭穎盼

(太原供水設(shè)計(jì)研究院有限公司，山西 太原 030000)

為配合城市的快速發(fā)展，配套市政建設(shè)工程項(xiàng)目層出不窮，其中，集營(yíng)銷管理、辦公、庫(kù)房等多功能為一體的多層辦公樓成為主打建筑，用來(lái)服務(wù)城市市政相關(guān)單位管理辦公需求。因其功能多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)通風(fēng)、空調(diào)及防排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格，本文通過(guò)實(shí)例進(jìn)行剖析，依據(jù)規(guī)范，緊密聯(lián)系專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，介紹設(shè)計(jì)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)工程的經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能性、可靠性以及運(yùn)營(yíng)的經(jīng)營(yíng)和管理都有重要的意義[1]。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

本工程項(xiàng)目為某水廠的綜合辦公樓、車庫(kù)和管銷管理，建筑面積為5906.70m2，其中A區(qū)綜合樓的總建筑面積為5023.66m2，基底面積為801.54m2，出屋面樓梯間及設(shè)備間面積為66.76m2。A區(qū)綜合樓地上共計(jì)5層，地下一層，其中地上一層為廚房、餐廳、辦公室、檔案室、候梯廳、門(mén)廳和衛(wèi)生間，2～5層為辦公室、候梯廳、會(huì)議室、樓梯、電梯以及衛(wèi)生間等。屋頂為樓梯間、水箱間以及排煙機(jī)房。地下一層為設(shè)備用房和丙類庫(kù)房。B區(qū)為車庫(kù)，面積為425.57m2。C區(qū)為管銷管理，建筑面積為457.47m2。本工程所進(jìn)行的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括該建筑物的夏季中央空調(diào)設(shè)計(jì)，整個(gè)建筑的通風(fēng)設(shè)計(jì)、排煙設(shè)計(jì)以及整個(gè)建筑的冬季供暖設(shè)計(jì)。

1.2 室外參數(shù)

本工程所在地的氣象參數(shù)如下：夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算干球的溫度為31.5℃，計(jì)算濕球的溫度為23.8℃，夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算平均溫度為26.1℃，通風(fēng)室外計(jì)算溫度為27.8℃，室外平均風(fēng)速為1.8m/s，風(fēng)向?yàn)槲鞅?。冬季室外采暖?jì)算溫度為-13℃，空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算溫度為-13.8℃，相對(duì)濕度為58%。通風(fēng)室外計(jì)算溫度為-8℃，冬季室外平均風(fēng)速為2.0m/s，風(fēng)向?yàn)槲鞅?，冬季最大凍土深度?09cm。

1.3 室內(nèi)參數(shù)

本工程室內(nèi)參數(shù)設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 綜合樓室內(nèi)參數(shù)設(shè)計(jì)表

2 節(jié)能設(shè)計(jì)分析

2.1 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)分析

由于該地區(qū)屬于寒冷地區(qū)，所以在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中將A區(qū)綜合樓的體形系數(shù)設(shè)計(jì)為2.3.然后在進(jìn)行窗戶設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)窗墻比進(jìn)行嚴(yán)格的控制，建筑南向的墻的窗墻比例為0.29，北向墻的窗墻比為0.26，西向墻和東向墻的窗墻比為0.15。B區(qū)和C區(qū)的建筑體形系數(shù)為0.41，B，C區(qū)的建筑只在南向和北向的墻體進(jìn)行窗戶設(shè)計(jì)，窗墻比分別為0.24和0.22。同時(shí)在進(jìn)行建筑建設(shè)的過(guò)程中對(duì)建筑采用保溫設(shè)計(jì)，通過(guò)保溫設(shè)計(jì)來(lái)降低建筑內(nèi)外的熱量傳遞。建筑保溫設(shè)計(jì)如表2所示。同時(shí)在進(jìn)行門(mén)窗設(shè)計(jì)的過(guò)程中所有的門(mén)窗均采用Low-E中空玻璃(12mm空氣間隔層)，同時(shí)將門(mén)窗的傳熱系數(shù)設(shè)計(jì)為2.56W/(m2·K)，設(shè)計(jì)極限值為2.70W/(m2·K)。

表2 綜合樓建筑節(jié)能設(shè)計(jì)表

2.2 暖通節(jié)能設(shè)計(jì)分析

本綜合辦公樓通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在進(jìn)行暖通節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中首先在電機(jī)產(chǎn)品的選擇方面均選用了高效節(jié)能的電機(jī)產(chǎn)品，并在進(jìn)行設(shè)備安裝的過(guò)程中加強(qiáng)了對(duì)設(shè)備以及相關(guān)管道的保暖設(shè)施，從而來(lái)降低電機(jī)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的能量損失。1)在這過(guò)程中將需要重點(diǎn)對(duì)熱泵機(jī)組的COP進(jìn)行控制，通常情況下將熱泵機(jī)組的夏季COP控制在3.1，冬季COP則控制在3.4；2)在進(jìn)行空調(diào)箱風(fēng)機(jī)的單位風(fēng)量消耗率的設(shè)計(jì)過(guò)程中，嚴(yán)格按照《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》DBJO 04—241—2016的設(shè)計(jì)要求來(lái)進(jìn)行，需要將空調(diào)箱風(fēng)機(jī)的單位風(fēng)量消耗功率控制在0.24以下，普通機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的單位風(fēng)量消耗功率這控制在0.27以下；3)本次設(shè)計(jì)中，空調(diào)的水系統(tǒng)的流速設(shè)計(jì)均采用經(jīng)濟(jì)流速，并且在設(shè)計(jì)中采用水阻合理的設(shè)備及閥門(mén)，通過(guò)這樣的方式來(lái)降低水系統(tǒng)的水阻力，從而來(lái)降低水泵的能耗；4)在冷凍水泵的節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)變頻控制的方式來(lái)進(jìn)行冷凍水泵的控制，通過(guò)這樣的方式能夠有效降低冷凍水泵在工作過(guò)程中的用電能耗以及新風(fēng)能耗。同時(shí)通過(guò)對(duì)冷熱源機(jī)房的補(bǔ)水管進(jìn)行計(jì)量表的安裝，能夠?qū)τ盟窟M(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，從而來(lái)降低對(duì)水資源的浪費(fèi)。冷凍泵的流量設(shè)計(jì)按照冷凍泵主機(jī)的額定流量來(lái)進(jìn)行，在這過(guò)程中不預(yù)留富裕的流量，并且將冷凍泵的揚(yáng)程控制在一個(gè)合理的范圍，使揚(yáng)程的富裕系數(shù)為10%；5)在進(jìn)行風(fēng)管，水管的保溫設(shè)計(jì)過(guò)程中，嚴(yán)格按照保溫設(shè)計(jì)要求來(lái)選取保溫材料以及保溫材料的厚度。從而來(lái)保證系統(tǒng)工作的過(guò)程中風(fēng)管與水管的熱量流失最小化。最后是對(duì)循環(huán)水泵的節(jié)能設(shè)計(jì)，將安裝在水源熱泵機(jī)房的循環(huán)水泵采取可變頻控制的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣能夠有效降低循環(huán)泵系統(tǒng)的電量消耗，從而降低整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。在這過(guò)程中通過(guò)將循環(huán)水泵系統(tǒng)與照明系統(tǒng)進(jìn)行分開(kāi)的電量計(jì)量，從而能夠在光線充足的情況下通過(guò)關(guān)閉照明系統(tǒng)來(lái)降低電量消耗。并且可以通過(guò)在空氣源熱泵機(jī)房?jī)?nèi)進(jìn)行氣候補(bǔ)償器以及供熱量測(cè)量控制裝置的設(shè)置能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)供熱系統(tǒng)的熱量需求進(jìn)行分析，從而做到對(duì)熱量的精準(zhǔn)控制[2]。

3 空調(diào)設(shè)計(jì)分析

3.1 空調(diào)冷熱源

本綜合樓通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中的空調(diào)設(shè)計(jì)的作用是對(duì)綜合樓進(jìn)行夏季供冷，所以在進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中使用水熱源泵機(jī)組來(lái)作為工程的供冷熱源，制冷制熱系統(tǒng)采用一次泵系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)流量進(jìn)行改變而進(jìn)行運(yùn)行?？照{(diào)的水系統(tǒng)由室外空氣源熱泵進(jìn)行冷水和熱水的供應(yīng)，冷水溫度為7～12℃，熱水溫度為50～55℃?？照{(diào)冷負(fù)荷(含新風(fēng)冷負(fù)荷)為472Kw，單位建筑的冷指標(biāo)為80W/m2。

3.2 空調(diào)水系統(tǒng)

空調(diào)水系統(tǒng)的總干管敷設(shè)在地下室內(nèi)，其中供回水干管和主立管采用雙管制異程式系統(tǒng)，末端風(fēng)機(jī)盤(pán)管與吊頂式新風(fēng)機(jī)組采用獨(dú)立的水系統(tǒng)，并且每層的風(fēng)機(jī)盤(pán)管水系統(tǒng)采用相同的程式。同時(shí)在回水管上設(shè)置了靜態(tài)水力平衡閥，空調(diào)的冷凝水通過(guò)積水盤(pán)進(jìn)行收集，然后通過(guò)冷凝水管道進(jìn)行集中排放處理，排放到衛(wèi)生間或者管井地漏的位置?？照{(diào)的供水管、冷卻水管均采用熱鍍鋅鋼管和無(wú)縫鋼管，無(wú)縫鋼管的規(guī)格如表3所示。冷凝水排水管則采用熱鍍鋅鋼管，并且在每層回水主管上進(jìn)行設(shè)置靜態(tài)水力平衡閥，立管和干管管路的最高處進(jìn)行了DN20的銅質(zhì)自動(dòng)排氣閥門(mén)的設(shè)置。在進(jìn)行管道連接的過(guò)程中，管徑不大于DN50的采用熱鍍鋅管并通過(guò)焊絲連接的方式進(jìn)行連接，管徑50

表3 空調(diào)采用無(wú)縫鋼管的規(guī)格

完成水壓測(cè)試后需要對(duì)管道進(jìn)行防腐保溫工作，首先需要進(jìn)行防腐工作。對(duì)無(wú)縫鋼管進(jìn)行除銹和刷防銹漆，同時(shí)對(duì)管道吊支架和管件也需要進(jìn)行刷防銹漆，在刷漆之前需要做好對(duì)其表面的灰塵的清理工作。通過(guò)兩次刷漆之后再進(jìn)行保溫處理。本工程在進(jìn)行保溫處理的過(guò)程中對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的供回水管線采用難燃級(jí)(B1級(jí))的柔性橡塑絕熱材料來(lái)進(jìn)行保溫，管道直徑不大于DN40的管道，保溫材料的厚度為30mm，管道直徑為50≤DN≤125的管道，保溫材料的厚度為35mm，管道直徑≥DN150的管道保溫厚度為40mm。同時(shí)管道在穿越墻壁或者樓板的位置需要進(jìn)行管制套管的設(shè)置，在這過(guò)程中安裝在樓板處的管制套管需要高出地面20mm，安裝在墻壁處的管制套管需要兩端保持與墻壁齊平[4]。

4 防排煙及通風(fēng)設(shè)計(jì)分析

4.1 防排煙及通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定，本工程在進(jìn)行防排煙和通風(fēng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中。建筑的內(nèi)走道采用機(jī)械排煙系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行排煙設(shè)計(jì)，地上走道采用自然補(bǔ)風(fēng)，并將排煙風(fēng)機(jī)設(shè)置在機(jī)房層的專用機(jī)房?jī)?nèi)部。本工程走道內(nèi)的排煙量計(jì)算方式根據(jù)《建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中的4.6.3、4.6.6～4.6.13的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。并按照系統(tǒng)排煙量的最大值來(lái)進(jìn)行排煙設(shè)計(jì)。每層走道進(jìn)行了常閉多葉排煙口的設(shè)置，并在排煙支管的位置進(jìn)行了防火閥的設(shè)置。排煙系統(tǒng)在遇到火災(zāi)的過(guò)程中能夠快速地實(shí)現(xiàn)關(guān)閉排煙風(fēng)機(jī)，然后在確認(rèn)火災(zāi)區(qū)域后，能夠快速打開(kāi)對(duì)應(yīng)分區(qū)的排煙口，以及相應(yīng)的排煙風(fēng)機(jī)進(jìn)行排煙處理。在這過(guò)程中如果煙氣的溫度超過(guò)280℃，排煙支管和風(fēng)機(jī)入口處的排煙防火閥就會(huì)自動(dòng)熔斷關(guān)閉，并使排煙風(fēng)機(jī)停止工作，從而停止排煙。對(duì)于房間面積超過(guò)100m2的房間采用自然排煙窗的方式來(lái)進(jìn)行排煙，但是在這里需要對(duì)房間凈高在6m以下的房間的自然排煙窗的有效面積為房間建筑面積的2%以上。在進(jìn)行采用自然通風(fēng)的封閉式樓梯間的防排煙設(shè)計(jì)中，需要在樓梯間的最高位置進(jìn)行可開(kāi)啟外窗或者開(kāi)口的設(shè)置，并且需要保證其面積在1m2以上。如果建筑的高度超過(guò)10m就需要在樓梯間每間隔3層進(jìn)行可開(kāi)啟外窗或者開(kāi)口的設(shè)置，并且保證其總面積大于2m2。機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)以及排煙系統(tǒng)均設(shè)置在管道內(nèi)部，起重機(jī)械加壓送風(fēng)管如果是豎向設(shè)置時(shí)，需要進(jìn)行獨(dú)立設(shè)置在管道井內(nèi)，如果沒(méi)有設(shè)置在管道井內(nèi)或者與其他管道共用管道井，就需要保證其耐火等級(jí)大于1.0h。水平設(shè)置的送風(fēng)管道如果設(shè)置在吊頂內(nèi)部，需要保證其耐火等級(jí)大于0.5h，未設(shè)置在吊頂內(nèi)的送風(fēng)管其耐火等級(jí)需要大于1.0h。機(jī)械排煙風(fēng)管豎向設(shè)置在管道井內(nèi)部時(shí)，其耐火等級(jí)需要大于0.5h，水平設(shè)置的排煙風(fēng)管設(shè)置在吊頂內(nèi)，其耐火等級(jí)需要大于0.5h，未設(shè)置在吊頂內(nèi)則耐火等級(jí)需要大于1.0h。同時(shí)設(shè)置在吊頂內(nèi)的排煙風(fēng)管和送風(fēng)管穿越防火分區(qū)的管道的耐火等級(jí)需要大于1.0h。如果吊頂內(nèi)存在可燃物，就需要采用不燃材料來(lái)進(jìn)行排煙風(fēng)管和通風(fēng)管的設(shè)置，同時(shí)需要做好與可燃物的隔熱處理，與可燃物保持150mm以上的距離。防排煙風(fēng)管在進(jìn)行設(shè)置的過(guò)程中需要做好防火隔熱措施，從而來(lái)保證防排煙風(fēng)管滿足上述的設(shè)計(jì)要求，防排煙風(fēng)管的隔熱材料選擇CAS鋁鎂質(zhì)防火隔熱氈毯，防火隔熱標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。

表4 防排煙風(fēng)管防火設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

4.2 防排煙及通風(fēng)系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)

在進(jìn)行防排煙及通風(fēng)系統(tǒng)的管道設(shè)計(jì)過(guò)程中，排煙風(fēng)管均選用鍍鋅鋼板，并通過(guò)角鋼法蘭進(jìn)行連接。風(fēng)管相關(guān)規(guī)格如表5所示。在進(jìn)行防排煙及通風(fēng)系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要在邊長(zhǎng)大于500mm的彎管處進(jìn)行導(dǎo)流片的設(shè)置，從而來(lái)保證風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)能夠按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)而進(jìn)行流動(dòng)。在進(jìn)行管道連接的過(guò)程中需要盡量保持風(fēng)管連接的垂直，從而降低在連接過(guò)程中通過(guò)螺栓擰緊的過(guò)程中對(duì)法蘭的損壞。同時(shí)在進(jìn)行連接的過(guò)程中需要采用4mm的阻燃閉孔海綿墊來(lái)對(duì)法蘭連接處進(jìn)行密閉處理，保證法蘭連接處的密閉性。同時(shí)需要對(duì)防排煙及通風(fēng)系統(tǒng)的管道進(jìn)行防腐處理，鋼板風(fēng)管的破損接口處進(jìn)行除銹處理，同時(shí)需要對(duì)風(fēng)管的部件、吊支架以及基礎(chǔ)鋼構(gòu)件記行除銹防腐處理，完成除銹后進(jìn)行兩次防腐漆的涂抹。同時(shí)對(duì)埋在混凝土中風(fēng)管的固定部分需要進(jìn)行除油污處理，但是不需要進(jìn)行涂防腐漆[5-10]。

表5 防排煙及通風(fēng)系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，某六層在進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，必須進(jìn)行空調(diào)制冷與熱源的經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)比較，確定空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化自動(dòng)控制節(jié)能設(shè)計(jì)，從而減少初期建設(shè)成本和運(yùn)行管理年費(fèi)用。并結(jié)合實(shí)際案例，對(duì)某六層綜合辦公樓的通風(fēng)和空調(diào)進(jìn)行了剖析和歸納，為今后同類六層綜合辦公樓的通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工作具有借鑒意義。