公共建筑改造項目中暖通設(shè)計相關(guān)問題分析

劉宇

河北省第四建筑工程有限公司 河北石家莊 050000

1 工程概況

某省政協(xié)辦公廳機關(guān)辦公樓局部改造項目，建筑高度23.95米，改造建筑面積5947平方米，新增建筑面積83平方米，改造后建筑面積6090平方米，改造內(nèi)容為調(diào)整室內(nèi)功能房間布局，增加會議室和備會室等功能房間，對原有建筑進行加固裝修，改造配套設(shè)施。

暖通設(shè)計內(nèi)容包括：對空調(diào)系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、通風(fēng)及防排煙系統(tǒng)進行重新設(shè)計。空調(diào)采用多聯(lián)機系統(tǒng)，新風(fēng)采用新風(fēng)換氣機，采暖采用散熱器系統(tǒng)，根據(jù)建筑方案房間功能布局，合理布置空調(diào)室內(nèi)機、散熱器及管道，布置新風(fēng)、通風(fēng)及防排煙設(shè)備及管道。

2 設(shè)計原則

2.1 滿足功能需求化

項目原有空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低，改造后使用人數(shù)較增多，原有空調(diào)負荷已不能滿足使用需要，需增加空調(diào)系統(tǒng)的總負荷。原有空調(diào)室內(nèi)機常年使用，過濾網(wǎng)和熱交換器積聚大量灰塵，不僅嚴重危害人體健康，而且會降低空調(diào)的制冷效率，增加系統(tǒng)能耗，需對原有室內(nèi)機進行清理和替換。在使用者需要方面考慮，空調(diào)系統(tǒng)需具有室內(nèi)溫度精確控制、室內(nèi)溫度顯示、連鎖控制等功能，同時滿足最小新風(fēng)量需求，空調(diào)系統(tǒng)需配套相關(guān)功能模塊及增加新風(fēng)系統(tǒng)。原有采暖散熱器系統(tǒng)采用單管水平串系統(tǒng)，不具備室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)功能，在使用者舒適性和節(jié)能方面考慮，采暖系統(tǒng)需改變?yōu)楣灿昧⒐芩酵淌讲膳到y(tǒng)，散熱器增加高阻溫控閥[1]。結(jié)合建筑功能房間布局方案，對特殊房間加設(shè)通風(fēng)系統(tǒng)及防排煙系統(tǒng)。

2.2 節(jié)約利舊最大化

項目原有空調(diào)系統(tǒng)為多聯(lián)機系統(tǒng)，由于設(shè)備老化，系統(tǒng)不能準(zhǔn)確調(diào)控房間溫度，同時控制器不能顯示房間溫度，室內(nèi)溫度無法保證，前期考慮進行維修和附加配套設(shè)施的方案，但經(jīng)論證后發(fā)現(xiàn)采用維修方案費用并不低，估算投資成本達到全部替換空調(diào)系統(tǒng)總費用的60%，同時維修配件購買困難，維修后系統(tǒng)正常運行保證率不高，所以最終采用整體替換空調(diào)系統(tǒng)的方案，但需充分利用原有冷媒管管井、空調(diào)室外機基礎(chǔ)，原有空調(diào)設(shè)備進行重新組合移為他用。項目原有采暖系統(tǒng)采用散熱器系統(tǒng)，使用者普遍反映采暖效果不好，加之室內(nèi)鍍鋅鋼管已被建設(shè)部列為嚴禁使用材料名錄，同時散熱器和管道銹蝕嚴重，若繼續(xù)使用室內(nèi)采暖溫度無法保證，所以功能房間內(nèi)管道和散熱器進行重新更換并改變系統(tǒng)形式。經(jīng)技術(shù)論證換熱站系統(tǒng)具備繼續(xù)使用條件，采暖主立管利用原有水井閑置空間進行布置[2]。

2.3 設(shè)計節(jié)能綠色化

空調(diào)采暖系統(tǒng)考慮節(jié)能綠色設(shè)計，其設(shè)備及系統(tǒng)的能效比、耗電輸熱（冷）比、制冷綜合性能系數(shù)、風(fēng)量耗功率等指標(biāo)值滿足《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中的限值要求。系統(tǒng)設(shè)備采用噪音小、振動小的產(chǎn)品，同時采取減震降噪措施，以達到噪聲控制要求。新增新風(fēng)系統(tǒng)采用新風(fēng)換氣機，最大化回收排風(fēng)的冷熱量，同時在滿足最小新風(fēng)量的前提下根據(jù)季節(jié)變換調(diào)節(jié)新、排風(fēng)量，已達到綠色節(jié)能效果?？照{(diào)采暖系統(tǒng)加設(shè)冷熱計量裝置及室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)功能，通過主動調(diào)節(jié)實現(xiàn)節(jié)能降耗。該項目綠色設(shè)計嚴格按照《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行，按項目設(shè)計實際情況對照標(biāo)準(zhǔn)進行逐項打分。

3 關(guān)鍵技術(shù)措施

3.1 冷熱源復(fù)核

項目改造前后所采用采暖和空調(diào)系統(tǒng)一致，需復(fù)核冷熱源是否滿足改造后系統(tǒng)所需供熱（冷）量。采暖系統(tǒng)改造后較改造前的室內(nèi)設(shè)計溫度有所提高，另外室外開窗門洞面積加大，相應(yīng)的冷風(fēng)侵入和冷風(fēng)滲透負荷增大，導(dǎo)致改造后系統(tǒng)總熱負荷有所增大，同時由于采暖系統(tǒng)形式的改變，造成改造后系統(tǒng)最不利環(huán)路加長，散熱器處增加高阻力溫控閥，導(dǎo)致改造后系統(tǒng)阻力有所增大。經(jīng)核實，采暖系統(tǒng)熱源自市政熱力管網(wǎng)，經(jīng)院區(qū)換熱站置換為75/50℃的熱水，換熱站容量還有600KW的余量，循環(huán)泵揚程為32m，換熱站的容量和壓力均可滿足采暖系統(tǒng)改造后的需求。由于空調(diào)系統(tǒng)全部更新，所以對冷源的富裕量不做核實。改造前后采暖系統(tǒng)容量對比表見表1。

表1 改造前后采暖系統(tǒng)容量對比表

3.2 凈高控制

我們對原有建筑現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，建筑吊頂內(nèi)設(shè)備管線標(biāo)高普遍較低，各專業(yè)管線排布混亂，很大程度上壓低了吊頂高度，另外大部分房間采用了平吊頂方式，使得吊頂缺乏層次性的同時進一步壓低了吊頂高度，小房間內(nèi)吊頂高度還可基本滿足使用要求，但是大空間低吊頂就會給使用者造成強烈的壓抑感。在與業(yè)主方充分溝通后，確定了實現(xiàn)室內(nèi)凈高最大化的原則，為此我們制定了相應(yīng)的技術(shù)措施：（1）優(yōu)化管線排布，管線盡可能圍繞大房間周邊布置，支管最大程度錯開主梁；（2）結(jié)合精裝專業(yè)，合理布置空調(diào)室內(nèi)機，大房間周邊布置的空調(diào)室內(nèi)機采用側(cè)送方式，房間內(nèi)部在梁窩內(nèi)布置的空調(diào)室內(nèi)機采用下送方式；（3）使用BIM技術(shù)，實現(xiàn)管道設(shè)計的可視化，利用漫游、碰撞檢查等功能查找系統(tǒng)的“錯漏碰缺”問題，及時對管道設(shè)備進行調(diào)整[3]。通過上述技術(shù)措施，在滿足使用性的同時實現(xiàn)了室內(nèi)凈高最高化?？照{(diào)及管線典型布置見圖1，走廊管線綜合剖面見圖2，改造前后室內(nèi)凈高對比見表2。

表3 自然排煙系統(tǒng)數(shù)據(jù)表

圖1 空調(diào)及管線典型布置圖

圖2 走廊管線綜合剖面圖

表2 改造前后室內(nèi)凈高對比表

3.3 防排煙設(shè)計

此項目防排煙設(shè)計原則為盡量采取自然防排煙方式，若不能滿足要求，設(shè)置機械防排煙系統(tǒng)，相應(yīng)增加風(fēng)機房及豎井。經(jīng)分析，原有建筑功能房間較為規(guī)則，窗墻比較大，原有防排煙系統(tǒng)采用自然方式，這給該項目采用自然防排煙方式創(chuàng)造了有力條件，同時此項目的建筑面積基本滿足使用，若增加機械防排煙系統(tǒng)相應(yīng)就會增加風(fēng)機房，造成實用面積減少，若需開洞口則相應(yīng)進行局部加固，項目初投資就會提高。在結(jié)合建筑方案充分論證的基礎(chǔ)上，最終確定采用自然防排煙系統(tǒng)。自然防排煙系統(tǒng)技術(shù)措施：

（1）合理劃分防煙分區(qū)，在房間相應(yīng)位置增加擋煙垂壁，使每個防煙分區(qū)具備自然排煙的洞口。

（2）調(diào)整開窗大小，增加開窗面積，對原有玻璃幕墻的局部固定扇窗改為可開啟扇。

（3）樓梯間外墻上增加可開啟窗，滿足每5層內(nèi)設(shè)置可開啟外窗總面積不小于2平米，布置間距不大于3層的要求。自然排煙系統(tǒng)數(shù)據(jù)見表3。

4 結(jié)語

公共建筑改造項目暖通設(shè)計較新建項目需考慮的限制性因素較多，前期需對關(guān)鍵因素實地考察，經(jīng)過論證核查從而識別設(shè)計條件，以確定最佳的暖通設(shè)計方案。公共建筑改造項目暖通設(shè)計首先應(yīng)遵循項目設(shè)計原則，對于本文所提出的關(guān)鍵技術(shù)措施要重點推敲，最終通過項目投入使用的效果進行后評價，不斷總結(jié)和分析，以提高暖通設(shè)計水平。