內蒙古某建筑暖通設計

吳 毅 王曉亮

內蒙古某建筑暖通設計

吳 毅1王曉亮2

（1.四川省醫藥設計院 成都 610041；2.西南民族大學城市規劃與建筑學院 成都 610041）

本項目位于內蒙古自治區赤峰市，建筑面積9837.81m2，地上4層。把本工程分為5個防火分區，設計系統有防排煙，空調，部分房間冬季采暖。該空調設計冷負荷1224kW，空調設計熱負荷704kW。采用吊頂空調器空調采暖，夏天供回水溫度為12℃/7℃；冬天供回水溫度為60℃/50℃。每層設集中新風機。室內氣流組織采用散流器器送風。冷熱源為水冷螺桿式冷水機組2臺，每臺制冷量是707.6kW。冬季熱源為熱交換器一臺，接市政管網，市政管網供回水溫度為95℃/70℃。部分房間設散熱器采暖，水管直接接市政管網。每個防排煙系統屋頂設置風機，樓梯間與前室考慮正壓送風，其系統也在屋頂設置風機。

空調；采暖；設計

0 引言

本項目位于內蒙古自治區赤峰市，本項目左右兩側為配套建筑。占地面積14313m2，總建筑面積10618.11m2。其中本子項建筑面積9837.81m2，建筑高度24.6m，地上4層，1-4層中部為共享中 庭。

設計范圍包括1-4層的空調系統，采暖系統，防排煙通風系統。使用時間為9:00—18:00。

1 設計參數和基礎資料[1-5]

1.1 室內外設計參數

夏季空氣調節室外計算干球溫度：32.6℃；夏季空氣調節室外計算濕球溫度：22.3℃。

夏季室外空氣計算相對濕度：=65%；冬季空氣調節室外計算干球溫度：-20℃。

冬季空氣調節室外計算相對濕度：=44%。

表1 空調室內設計參數

表2 冬季采暖設計參數

1.2 土建資料

本建筑為鋼筋混凝土框架結構，壁厚370mm，傳熱系數=1.50W/m·K，屋面構造類型為水泥膨脹珍珠巖Ⅱ型，傳熱系數=0.55W/m·K。

1.3 冷熱負荷

夏天冷負荷采用逐時冷負荷系數法計算，使用時間9:00—18:00；冬天熱負荷采用穩態傳熱理論計算[1-3,5]。各負荷計算匯總表如表3所示。

表3 空調負荷匯總表

2 空調系統的設計

2.1 冷熱源的選擇[5,10]

該空調設計冷負荷1224kW，空調設計熱負荷704kW。制冷機/換熱器設在專用機房，位于該建筑室外東南角。

夏天冷熱源為水冷螺桿式冷水機組2臺，每臺制冷量是707.6kW，供回水溫度為12℃/7℃；冷卻塔1臺設置在制冷機房旁。冷凍水泵及冷卻水泵各為二用一備。

冬季熱源采用板式換熱器一臺提供熱水制熱，制熱量為0.7MW，換熱器水泵為兩臺，一用一備，市政熱力管網提供的95℃/70℃一次市政熱水經換熱器后換成60℃/50℃二次空調用熱水。

2.2 空調系統方案

2.2.1空氣處理方案

本工程由于建筑是全封閉的，需引進新風，且負荷大，故確定選擇半集中式空調，也就是空氣—水系統形式，吊頂空氣處理器（風機盤管）+新風。對于衛生間樓梯間等不做空調設計，冬季考慮采暖。

每層采用獨立的新風系統供新風。大房間采用空氣處理器+新風系統，大房間新風直接進入室內。小房間采用風機盤管+新風系統，新風與回風混合后再送入房間。夏季空氣處理方案如圖1所示，新風處理后與室內空氣含濕量相等。采用這種方式，新風承擔一部分室內空調負荷。

圖1 空氣處理方案

新風機入口裝設密閉閥，與新風機同時啟停。密閉閥是以免冬季冷空氣入侵，使新風機組水系統結冰而造成新風機的損壞。在回風處裝設靜壓箱，空調器、風機出口設置消聲器和70℃防火閥。發生火災時，70℃防火閥關閉，同時關閉機組。

整個空調系統采用自然排風，底層由大門處排，而2-4層可以由廁所、樓梯間等排放。

2.2.2空氣處理設備的選型

本設計末端采用美的風機盤管。采用了FP-51，FP-85，FP-102三種風機盤管；空調機組采用超薄型吊頂空調機組，采用了TFD-050，TFD-030S，TFD-070C，TFD-040S，TFD-070D。

2.2.3空氣輸送及氣流組織[4,11]

風管采用鍍鋅鐵皮風管。風管水力計算采用假定流速法。經校核，空調器余壓能夠克服風管阻力。

送風口采用散流器氣流流型為平送貼附射流，布置散流器時，散流器之間的間距及離墻的距離，一方面應使射流有足夠射程，另一方面又應使射流擴散效果好，布置時應考慮建筑結構的特點，散流器平送方向不得有障礙物，氣流組織采用上送上回式。回風口采用單層百葉風口，新風送風口采用雙層百葉送風口下送。

在要求較高的房間應較低的送風速度，一般的取值范圍為2～5m/s，本設計取3m/s，散流器的頸部流速4m/s。回風口的風速一般限制在4m/s以下，本設計取2m/s。本設計散流器每4m布置一個，有部分散流器根據房間大小，布局來調整風口。本系統選用的散流器射程為2.1m，送風末端風速為0.5m/s，風口的有效面積數取的0.8。

2.3 空調水系統方案[7-9,15]

本設計空調水系統包括冷熱水系統、冷卻水系統、冷凝水系統和補水系統。冷熱水冷采用閉式系統，供水立管與室內都采用異程式，冷卻水采用開式系統；冷源側采用定流量系統，負荷側采用變流量系統；一次泵、雙管制、變流量系統，空調冷熱水管道共用。用氣壓補水罐定壓。

水管管徑，水泵揚程通過水力計算確定，水力計算采用假定流速法[5,15]。

補水系統直接接自來水系統，故有一套補水裝置進行各系統的補水。補水量為空調系統水量的2%左右。而軟水裝置一般就按補水量的30%左右選擇。

冷凝水管一般根據現場布置要求實際情況布管，1-2層冷凝水管統一接到新風機房內的水井排出；3-4層從廁所和機房里的水井排放。冷凍水管與冷卻水管主管都由新風機房水井引入。

3 采暖系統的設計[1,6,7,9]

由于本工程處于北方，冬季溫度過低，某些區域沒設置空調，必須設置采暖設備，例如樓梯間，電梯前室，衛生間，機房。由于過廳停留時間短，周圍都設有空調或采暖設施，故此可不設采暖設備。另外在值班室，保安監控室雖然安設了空調，但是由于夜間大型設備不開啟，這樣必須設置采暖裝置。采暖供回水為95℃/70℃，供回水管道接市政管網。值班室，保安監控室采暖設計溫度為20℃，樓梯間，電梯前室和衛生間采暖設計溫度為16℃，機房設計溫度為8℃。本設計散熱器采用M-132散熱片。

采暖負荷包括基本傳熱量和修正傳熱量，基本傳熱量按一維穩態傳熱過程計算。采暖負荷總計65kW。采暖水力計算采用平均比摩阻方法。本設計采用的是雙管異程式，壓力允許損失差值小于25%。

4 防排煙及通風系統的設計[11-14]

4.1 防火分區的劃分

根據規范：高層建筑面積超過100m2、非高層公共建筑中建筑面積大于300m2，且經常有人停留或可燃物較多的地上房間。可以將本設計實際情況把整個建筑分為了5個防火分區，每個防火分區單獨為一個防煙分區，具體分區見圖紙。

4.2 防排煙系統設計

每個防煙分區設置排煙風口，通過豎井在屋頂設排煙風機排煙，同時設置機械補風系統，補風風量按排煙量的50%進行補風。排煙風機入口處的排煙防火閥是常開的，280℃自動熔斷關閉，同時連鎖關閉風機。末端的280℃排煙閥是常閉的，發生火災時，排煙閥打開，同時啟動屋頂排煙機打開，啟動相應送風機進行補風。火災發生時，只開相鄰防煙分區內的排煙閥，其他的末端均不開，以保證需要排煙的區域的排煙量。送風機裝設70℃常開防火閥，止回閥，火災時熔斷器控制關閉，關閉送風機，傳出信號。除中庭外的4個防煙分區，每個防煙分區有單獨的排煙、送風井，中庭頂層排煙。在每個防火分區分別設一個常閉型排煙口、多葉送風口。5個防火分區的排煙按6次/h計（中庭面積小于17000m2）。

4.3 正壓送風系統

該建筑的樓梯間、前室設置加壓送風系統。前室采用多葉常閉正壓送風口，每層設置一個，有效面積按1/3系統總風量確定，平時常閉，發生火災時，開啟著火層及相鄰層的正壓送風口，聯鎖送風機開啟。樓梯間采用自垂式百葉風口，隔一層設置一個風口（在1、3層分別設置一個）。每層樓梯間與前室、前室與走廊之間隔壁墻上加余壓閥，余壓閥出口設70℃防火閥，火災時熔斷關閉，手動復位。加壓送風量計算方法有兩種：壓差法和風速法。壓差法和風速法計算出來的加壓送風量取其大值。

4.4 衛生間的通風設計

由于每層衛生間排風量小，不考慮設置排風豎井和屋頂集中的總排風機排風，衛生間排風可通過衛生間排氣扇直接排到室外，因該建筑只有兩層設廁所，各廁所設單獨的排氣扇即可滿足要求，本設計中衛生間換氣次數按每小時6次計算。

4.5 各系統風速的選擇

風井風速取14m/s，加壓送風口風速不宜大于7m/s，本設計取5m/s。排煙系統風管取7m/s，排煙風口取4m/s，送風系統風管取7m/s，送風風口取4m/s。

4.6 風機選擇

采用低噪音風機，各系統的風機選擇見表4。

表4 防排煙風機以及風量匯總表

續表4 防排煙風機以及風量匯總表

5 結語

根據建筑功能及相關規范，設計了空調系統，采暖系統，防排煙系統，且基本達到施工標準。

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HVAC Design for a Mongolia

Wu Yi1Wang Xiaoliang2

( 1.Sichuan pharmaceutical design institute, Chengdu, 610041;2.Architecture and urban planning college, Southwest Minzu university, chengdu, 610041 )

This project is located in Chifeng city, inner Mongolia. The building area is 9837.81 m2, and there are 4 floors above ground. The building is divided into 5 fire compartments. Air conditioning systems, smokecontrol systems are designed, and heating system is designed for part spaces. The air-conditioning cooling load is 1224kW, and heating load is 704kW. The cooling water temperature is 12℃/7℃ and heating water temperature is 60℃/50℃. Ceiling-mounted air handling units are used. Fresh air handling unit is designed for every floor. Diffuser is used for air distribution. Two water cooled screw chillers are selected, of which capacity is 707.6kW. Plate heat exchanger is designed, which is connected to municipal heating system. Radiator heating system is designed for some rooms. Smoke exhaust system is designed for exhibit hall and smoke control system is designed for staircase, and fans are mounted on the roof.

air-conditioning; heating; design

TU83

A

1671-6612（2020）03-348-04

吳 毅（1988-），女，碩士研究生，E-mail：302979449@qq.com

王曉亮（1988-），男，博士，講師，E-mail：xiao_liangwang@126.com

2019-09-03