郭颖盼
(太原供水设计研究院有限公司，山西 太原 030000)
为配合城市的快速发展，配套市政建设工程项目层出不穷，其中，集营销管理、办公、库房等多功能为一体的多层办公楼成为主打建筑，用来服务城市市政相关单位管理办公需求。因其功能多样、结构复杂，对通风、空调及防排烟系统的设计要求严格，本文通过实例进行剖析，依据规范，紧密联系专业知识的基础上，介绍设计过程的各个环节，对工程的经济性、节能性、可靠性以及运营的经营和管理都有重要的意义[1]。
1.1 项目简介
本工程项目为某水厂的综合办公楼、车库和管销管理，建筑面积为5906.70m2，其中A区综合楼的总建筑面积为5023.66m2，基底面积为801.54m2，出屋面楼梯间及设备间面积为66.76m2。A区综合楼地上共计5层，地下一层，其中地上一层为厨房、餐厅、办公室、档案室、候梯厅、门厅和卫生间，2～5层为办公室、候梯厅、会议室、楼梯、电梯以及卫生间等。屋顶为楼梯间、水箱间以及排烟机房。地下一层为设备用房和丙类库房。B区为车库，面积为425.57m2。C区为管销管理，建筑面积为457.47m2。本工程所进行的通风空调系统设计主要包括该建筑物的夏季中央空调设计，整个建筑的通风设计、排烟设计以及整个建筑的冬季供暖设计。
1.2 室外参数
本工程所在地的气象参数如下：夏季空气调节室外计算干球的温度为31.5℃，计算湿球的温度为23.8℃，夏季空气调节室外计算平均温度为26.1℃，通风室外计算温度为27.8℃，室外平均风速为1.8m/s，风向为西北。冬季室外采暖计算温度为-13℃，空气调节室外计算温度为-13.8℃，相对湿度为58%。通风室外计算温度为-8℃，冬季室外平均风速为2.0m/s，风向为西北，冬季最大冻土深度为109cm。
1.3 室内参数
本工程室内参数设计如表1所示。
表1 综合楼室内参数设计表
2.1 建筑节能设计分析
由于该地区属于寒冷地区，所以在进行建筑设计的过程中将A区综合楼的体形系数设计为2.3.然后在进行窗户设计的过程中对窗墙比进行严格的控制，建筑南向的墙的窗墙比例为0.29，北向墙的窗墙比为0.26，西向墙和东向墙的窗墙比为0.15。B区和C区的建筑体形系数为0.41，B，C区的建筑只在南向和北向的墙体进行窗户设计，窗墙比分别为0.24和0.22。同时在进行建筑建设的过程中对建筑采用保温设计，通过保温设计来降低建筑内外的热量传递。建筑保温设计如表2所示。同时在进行门窗设计的过程中所有的门窗均采用Low-E中空玻璃(12mm空气间隔层)，同时将门窗的传热系数设计为2.56W/(m2·K)，设计极限值为2.70W/(m2·K)。
表2 综合楼建筑节能设计表
2.2 暖通节能设计分析
本综合办公楼通风空调系统设计在进行暖通节能设计的过程中首先在电机产品的选择方面均选用了高效节能的电机产品，并在进行设备安装的过程中加强了对设备以及相关管道的保暖设施，从而来降低电机设备在运行过程中所产生的能量损失。1)在这过程中将需要重点对热泵机组的COP进行控制，通常情况下将热泵机组的夏季COP控制在3.1，冬季COP则控制在3.4；
2)在进行空调箱风机的单位风量消耗率的设计过程中，严格按照《公共建筑节能设计标准》DBJO 04—241—2016的设计要求来进行，需要将空调箱风机的单位风量消耗功率控制在0.24以下，普通机械通风系统的单位风量消耗功率这控制在0.27以下；
3)本次设计中，空调的水系统的流速设计均采用经济流速，并且在设计中采用水阻合理的设备及阀门，通过这样的方式来降低水系统的水阻力，从而来降低水泵的能耗；
4)在冷冻水泵的节能设计过程中，通过变频控制的方式来进行冷冻水泵的控制，通过这样的方式能够有效降低冷冻水泵在工作过程中的用电能耗以及新风能耗。同时通过对冷热源机房的补水管进行计量表的安装，能够对用水量进行准确的判断，从而来降低对水资源的浪费。冷冻泵的流量设计按照冷冻泵主机的额定流量来进行，在这过程中不预留富裕的流量，并且将冷冻泵的扬程控制在一个合理的范围，使扬程的富裕系数为10%；
5)在进行风管，水管的保温设计过程中，严格按照保温设计要求来选取保温材料以及保温材料的厚度。从而来保证系统工作的过程中风管与水管的热量流失最小化。最后是对循环水泵的节能设计，将安装在水源热泵机房的循环水泵采取可变频控制的方式进行设计，这样能够有效降低循环泵系统的电量消耗，从而降低整个系统的运行能耗。在这过程中通过将循环水泵系统与照明系统进行分开的电量计量，从而能够在光线充足的情况下通过关闭照明系统来降低电量消耗。并且可以通过在空气源热泵机房内进行气候补偿器以及供热量测量控制装置的设置能够有效地实现对供热系统的热量需求进行分析，从而做到对热量的精准控制[2]。
3.1 空调冷热源
本综合楼通风空调系统中的空调设计的作用是对综合楼进行夏季供冷，所以在进行空调系统的设计过程中使用水热源泵机组来作为工程的供冷热源，制冷制热系统采用一次泵系统，通过对流量进行改变而进行运行。空调的水系统由室外空气源热泵进行冷水和热水的供应，冷水温度为7～12℃，热水温度为50～55℃。空调冷负荷(含新风冷负荷)为472Kw，单位建筑的冷指标为80W/m2。
3.2 空调水系统
空调水系统的总干管敷设在地下室内，其中供回水干管和主立管采用双管制异程式系统，末端风机盘管与吊顶式新风机组采用独立的水系统，并且每层的风机盘管水系统采用相同的程式。同时在回水管上设置了静态水力平衡阀，空调的冷凝水通过积水盘进行收集，然后通过冷凝水管道进行集中排放处理，排放到卫生间或者管井地漏的位置。空调的供水管、冷却水管均采用热镀锌钢管和无缝钢管，无缝钢管的规格如表3所示。冷凝水排水管则采用热镀锌钢管，并且在每层回水主管上进行设置静态水力平衡阀，立管和干管管路的最高处进行了DN20的铜质自动排气阀门的设置。在进行管道连接的过程中，管径不大于DN50的采用热镀锌管并通过焊丝连接的方式进行连接，管径50 表3 空调采用无缝钢管的规格 完成水压测试后需要对管道进行防腐保温工作，首先需要进行防腐工作。对无缝钢管进行除锈和刷防锈漆，同时对管道吊支架和管件也需要进行刷防锈漆，在刷漆之前需要做好对其表面的灰尘的清理工作。通过两次刷漆之后再进行保温处理。本工程在进行保温处理的过程中对空调系统的供回水管线采用难燃级(B1级)的柔性橡塑绝热材料来进行保温，管道直径不大于DN40的管道，保温材料的厚度为30mm，管道直径为50≤DN≤125的管道，保温材料的厚度为35mm，管道直径≥DN150的管道保温厚度为40mm。同时管道在穿越墙壁或者楼板的位置需要进行管制套管的设置，在这过程中安装在楼板处的管制套管需要高出地面20mm，安装在墙壁处的管制套管需要两端保持与墙壁齐平[4]。 根据《建筑设计防火规范》和《建筑防排烟系统设计标准》的相关规定，本工程在进行防排烟和通风设计的过程中。建筑的内走道采用机械排烟系统来进行排烟设计，地上走道采用自然补风，并将排烟风机设置在机房层的专用机房内部。本工程走道内的排烟量计算方式根据《建筑防排烟系统设计标准》中的4.6.3、4.6.6～4.6.13的计算标准来进行计算。并按照系统排烟量的最大值来进行排烟设计。每层走道进行了常闭多叶排烟口的设置，并在排烟支管的位置进行了防火阀的设置。排烟系统在遇到火灾的过程中能够快速地实现关闭排烟风机，然后在确认火灾区域后，能够快速打开对应分区的排烟口，以及相应的排烟风机进行排烟处理。在这过程中如果烟气的温度超过280℃，排烟支管和风机入口处的排烟防火阀就会自动熔断关闭，并使排烟风机停止工作，从而停止排烟。对于房间面积超过100m2的房间采用自然排烟窗的方式来进行排烟，但是在这里需要对房间净高在6m以下的房间的自然排烟窗的有效面积为房间建筑面积的2%以上。在进行采用自然通风的封闭式楼梯间的防排烟设计中，需要在楼梯间的最高位置进行可开启外窗或者开口的设置，并且需要保证其面积在1m2以上。如果建筑的高度超过10m就需要在楼梯间每间隔3层进行可开启外窗或者开口的设置，并且保证其总面积大于2m2。机械加压送风系统以及排烟系统均设置在管道内部，起重机械加压送风管如果是竖向设置时，需要进行独立设置在管道井内，如果没有设置在管道井内或者与其他管道共用管道井，就需要保证其耐火等级大于1.0h。水平设置的送风管道如果设置在吊顶内部，需要保证其耐火等级大于0.5h，未设置在吊顶内的送风管其耐火等级需要大于1.0h。机械排烟风管竖向设置在管道井内部时，其耐火等级需要大于0.5h，水平设置的排烟风管设置在吊顶内，其耐火等级需要大于0.5h，未设置在吊顶内则耐火等级需要大于1.0h。同时设置在吊顶内的排烟风管和送风管穿越防火分区的管道的耐火等级需要大于1.0h。如果吊顶内存在可燃物，就需要采用不燃材料来进行排烟风管和通风管的设置，同时需要做好与可燃物的隔热处理，与可燃物保持150mm以上的距离。防排烟风管在进行设置的过程中需要做好防火隔热措施，从而来保证防排烟风管满足上述的设计要求，防排烟风管的隔热材料选择CAS铝镁质防火隔热毡毯，防火隔热标准如表4所示。 表4 防排烟风管防火设计标准 在进行防排烟及通风系统的管道设计过程中，排烟风管均选用镀锌钢板，并通过角钢法兰进行连接。风管相关规格如表5所示。在进行防排烟及通风系统管道设计的过程中需要在边长大于500mm的弯管处进行导流片的设置，从而来保证风管内的风能够按照相应的设计而进行流动。在进行管道连接的过程中需要尽量保持风管连接的垂直，从而降低在连接过程中通过螺栓拧紧的过程中对法兰的损坏。同时在进行连接的过程中需要采用4mm的阻燃闭孔海绵垫来对法兰连接处进行密闭处理，保证法兰连接处的密闭性。同时需要对防排烟及通风系统的管道进行防腐处理，钢板风管的破损接口处进行除锈处理，同时需要对风管的部件、吊支架以及基础钢构件记行除锈防腐处理，完成除锈后进行两次防腐漆的涂抹。同时对埋在混凝土中风管的固定部分需要进行除油污处理，但是不需要进行涂防腐漆[5-10]。 表5 防排烟及通风系统管道设计标准 综上所述，某六层在进行空调系统的设计时，必须进行空调制冷与热源的经济性、技术比较，确定空调系统设计方案，优化自动控制节能设计，从而减少初期建设成本和运行管理年费用。并结合实际案例，对某六层综合办公楼的通风和空调进行了剖析和归纳，为今后同类六层综合办公楼的通风和空调系统的开发工作具有借鉴意义。
4.1 防排烟及通风系统设计
4.2 防排烟及通风系统管道设计
