某展館局部改造工程暖通設計

鄔佳佳

上海建筑設計研究院有限公司

1 工程概況

該工程位于上海市浦東新區，是一個多功能、現代化和開放型的文獻展示中心。總建筑面積約41000 m2，主體建筑高27.8 m。地下一層為汽車庫、設備用房和健身房。一層為檔案庫房、微縮、膠片庫及珍品展覽等。二層為前廳咖啡廳、會議及400 人報告廳，三層為閱覽室及展覽區。四層為大跨度、大空間的展覽大廳，附樓辦公區共10 層。

應業主要求，本次改造范圍為四層展覽大廳，面積約7000 m2，層高7.4 m，四周為玻璃幕墻，頂部有大面積的采光天窗。現計劃利用四層展廳建設“城市運行管理中心”，滿足多種功能的辦公需求，改造后的四層變身為設有夾層的開場式辦公場所，其中四層的主要功能為開敞式辦公區（120 辦公、安監局辦公、網格辦辦公）及其獨立辦公區和指揮大廳，四夾層為值班休息、獨立辦公區以及區領導應急指揮大廳，改造后的四層及四夾層平面見圖1。

圖1 改造后的四層及四夾層平面圖

2 原空調系統概況

原項目冷源采用2 臺750 RT 離心式冷水機組和1 臺300 RT 螺桿式冷水機組，機組及其配套水泵等置于地下室冷凍機房內。熱源選用2 臺1850 kW 的燃氣熱水鍋爐，板式換熱器，熱水泵及相配套的水處理設備置于地下室鍋爐房內。空調水系統采用兩管制閉式循環系統，一次泵定流量，二次泵變流量。

原建筑四層為大跨度、大空間的展覽大廳，采用定風量全空氣低速空調系統，展廳的室內負荷由四臺雙風機全新風空調機組負擔，空調箱設于地下一層集中空調機房內，空調送風管分區接至地板夾層，通過地板散流器向展廳送風，吊頂條縫平頂回風，回風管兼作排煙管。同時在外圍護四周地板下及吊頂內設風機盤管，負擔窗和屋頂引起的外圍護結構負荷。

因改造后整個空間布局及功能都發生變化，所以需要對四層的暖通空調系統進行重新設計。本次暖通專業改造的工作內容包括：改造區域冷熱負荷的重新計算。冷熱源及水系統的改造設計。空調風系統的設計。排煙系統的設計。

3 空調冷熱源及水系統

3.1 空調室內設計參數

空調室內設計參數見表1[1-2]。

表1 空調室內設計參數

3.2 冷熱源系統方案

結合裝修改造的實際情況，項目提出了兩個冷熱源方案：

方案一采用熱泵型變制冷劑流量分體多聯式空調系統（下稱VRV 系統），此方案對原有空調系統改動較少，布置靈活，使用方便，對建筑空間影響較小。方案二冷熱源仍以利用原建筑集中式空調冷熱源系統為主，指揮大廳、120 急救調度中心、區總值班室考慮使用時間增設VRV 系統作為備用。

經計算，改造區域的夏季空調冷負荷為1706 kW，冬季空調熱負荷為1208 kW。若采用方案一則VRV 系統的總用電量超過可供用電量，同時結構專業進行荷載分析后提供放置室外機的位置也偏小，此方案被否定。考慮到原四層展廳采用的全新風直流系統，空調箱的供冷供熱量較大，使得方案二成為可能，在查閱原設計圖紙后計算得原四層設備總供冷量為1954 kW，總供熱量為1435 kW，利用原冷熱源系統完全滿足改造區域的供冷供熱需求,因此確定采用方案二，由原冷凍機房提供空調冷凍水，供回水溫度為7～12 ℃，由原鍋爐房提供空調熱水,供回水溫度為60～50 ℃。

3.3 冷熱水系統

裝修改造區域的空調冷、熱水系統仍采用與原系統一致的兩管制閉式循環系統，空調冷熱水仍采用二級泵變流量系統，因四層及四夾層的空調負荷和空調末端設備的設置方式與原系統不同，所以對部分二級泵以及水管路進行了調整。原接至供4F 展廳的四臺空調箱的水管切斷或永久關斷空氣箱的水管閥門，同時切斷接至4F 展廳的地送風風機盤管的水管，并拆除后續的管道跟設備。并在四個核心筒區域管井重新立四組立管，供四層末端設備。

4 空調風系統

4.1 開敞式辦公區、指揮大廳

采用定風量全空氣低速空調系統，噴口側送風，側面或頂面回風，新風經處理后直接送入室內。同時沿外幕墻地板下設置風機盤管，主要負擔了外圍護結構負荷。

4.1.1 空調機房平面布置

因改造后房間主要功能為辦公，對噪聲要求較高，同時考慮到結構承重以及建筑布局等問題，本方案摒棄了常規的空調機房的布置方式，在與建筑專業溝通后最終在每個開敞式辦公區布置6 臺緊湊超薄型空調箱，見圖2，每臺空調箱風量為7000 m3/h，為滿足房間的噪聲要求，機組出風口噪聲要求≤55 dB(A)。

圖2 4F 局部空調風管平面圖

4.1.2 新排風設計

由于展館外立面不允許設置任何百葉，因此改造區域的進排風點只能設置在屋面，同時因為展館屋面結構承載力有限以及屋頂的美觀問題，本次改造依然遵循屋面不放置任何空調設備的原則。經與建筑結構專業協調，最終在主走廊的上方設置夾層空調機房，改造區域的新風空調箱統一設置在夾層機房內，機房頂部屋面設新風井取風，新風經空調箱處理后送入各房間。整個改造區域的集中排風由設置在夾層排煙兼排風機房的四臺排風機分別排至屋面排風井，見圖3。

圖3 屋面管井排布圖

4.1.3 送回風設計

開敞式辦公區及指揮大廳為挑高的大空間，主要采用側送下回氣流組織形式，送風通過消聲靜壓箱接至末端環形噴口，噴口設置在中部獨立辦公區外側離地3.8 m 高度的位置，為了滿足建筑吊頂高度要求，與結構專業協商最終在夾層樓板外側邊梁上預留噴口留洞，見圖4。回風根據建筑構造采用側回跟頂回相結合的方式。

圖4 現場噴口預留洞

4.2 獨立辦公區、值班休息區

獨立辦公區、值班休息區均采用風機盤管加新風的空調系統形式，其中四層的獨立辦公區及夾層的值班休息區有建筑吊頂，采用臥式風機盤管，夾層辦公因房間分割不到頂，所以采用立式風機盤管，空調水管接管在四層吊頂內完成。

5 排煙系統

主要房間的排煙方式及排煙量見表2，其中開敞式辦公面積均大于500 m2，排煙量按照上海市《建筑防排煙技術規程》規定防煙分區的排煙量需計算確定[3]，需注意的是開敞式辦公排煙的燃料面到煙層底部的高度不僅需滿足本空間最小清晰高度兼需滿足夾層的清晰高度要求，夾層的最小清晰高度為1.9 m，考慮門的高度為2.2 m，所以定夾層的燃料面到煙層底部的高度為2.3 m，則開敞式辦公區的燃料面到煙層底部的高度定為6.4 m，見圖5。

表2 排煙系統的方式與風量

圖5 開敞式辦公區排煙示意圖

6 結語

裝修改造項目區別于新建項目，受制約因素較多，施工周期、初投資、土建現狀等這些因素都對設計改造工作產生影響，設計人員在進行設計時要充分權衡各種利弊，結合項目實際情況因地制宜，盡可能多利用原系統的設備管道，節約投資及減少改造工作量。

本項目采用超薄緊湊型空調箱，不僅降低了設備噪音對辦公空間的影響，同時也節省了空調機房面積，經計算按照一個開敞式辦公為例，采用超薄緊湊型空調箱的機房總面積約為18 m2，而采用常規組合式空調箱的機房面積約為30 m2，節省了約40%的空調機房面積，因此在遇到機房面積受限的情況下可以考慮采用這種形式的空調機組。