北京市某辦公建筑裝修改造項目暖通空調設計

郝亮 李秋菊 耿永偉 易偉文 馬增

1 中國建筑科學研究院有限公司建研科技股份有限公司

2 北京市建筑設計研究院有限公司

1 項目概況及改造設計范圍

本項目為既有建筑裝修改造項目。原有建筑于1996 年竣工，地上22 層，地下2 層，建筑高度70.8 m，總建筑面積：23522 m2。地上功能為辦公，地下一層為設備用房，地下二層為人防。本次改造設計建筑范圍為地下一層至屋頂層，不包含地下二層人防。改造設計暖通空調范圍包括冷熱源，通風防排煙及空調系統。改造設計后建筑功能房間分布情況，如圖1 所示。

圖1 建筑功能房間分布情況

2 改造設計后辦公建筑冷熱源系統

2.1 冷熱負荷計算

改造設計后建筑各功能房間冷熱負荷，具體如表1 所示。

表1 各功能房間冷熱負荷

2.2 冷源設計

本項目夏季空調供冷采用集中冷源。制冷機房設置在B1 層。設3 臺770 kW 電制冷螺桿機組，可滿足10%值班負荷工況下的機組開啟及運行。冷水機組冷凍水供、回水溫度為7/12 ℃。空調冷凍水系統采用一級泵變流量系統，冷機側及負荷側均為變流量，設置3臺開式橫流冷卻塔，設備布置在裙房屋面，冷卻水供、回水溫度為32/37 ℃，冷卻塔配置自動加藥除垢系統，冷凍水補水定壓采用高位膨脹水箱，補水為軟化水。改造設計后辦公建筑制冷系統原理圖，如圖2 所示。

圖2 制冷系統原理圖

2.3 熱源設計

本項目冬季熱源沿用既有供熱系統，采用市政供熱。根據原市政熱力竣工圖，市政熱力一次水水溫125/70 ℃，本次改造設計市政熱力站經設備更新后，設置板式換熱器熱交換成60/45 ℃二次熱水供各建筑功能區域冬季空調使用。空調熱水補水定壓進行設備更新，設置在市政換熱站內，采用變頻補水泵定壓補水，補水為軟化水。

本次改造設計辦公建筑樓內供熱系統新增為大堂服務的低溫熱水地面輻射供暖系統，在B1 層制冷機房內單獨設置一套板式換熱器將市政熱力站提供的60/45 ℃二次熱水換成50/40 ℃供新增的熱水地面輻射供暖系統，本系統總供熱量58 kW，熱水地面輻射供暖系統用戶側熱水補水定壓采用閉式膨脹罐，補水為軟化水。改造設計后辦公建筑熱水地面輻射供暖系統原理圖，如圖3 所示。

圖3 熱水地面輻射供暖系統原理圖

3 改造設計后辦公建筑空調水系統

空調水系統設計為一級泵變流量系統，負荷側和主機側均采用變流量，水泵變頻，螺桿冷水機組需滿足水量50%的負荷變化范圍。本項目空調系統采用兩管制系統，空調水從B1 層制冷機房內分集水器上按照裙房、塔樓分別設置主干管，考慮風機盤管和空調機組的阻力差異及便于管理，裙房、塔樓的風機盤管與空調（新風）機組水系統主干管分別從分集水器引出。改造設計后辦公建筑空調水系統示意圖，如圖4 所示。

圖4 空調水系統示意圖

4 改造設計后辦公建筑空調風系統

4.1 風機盤管+新風系統

裙房F1-F4 層配套服務用房、F2 層食堂、餐廳、辦公等獨立小空間，為方便控制和管理采用風機盤管+新風系統，新風系統設置變頻。

塔樓F5-F20 層辦公區采用風盤+新風熱回收系統，新風熱回收機組設置變頻。辦公考慮房間人數的變化，新風系統設置變頻。

在每層辦公的人員密集場所設置CO2濃度探測器，根據CO2濃度的變化控制新風機組的變頻。

4.2 全空氣系統

首層大堂、裙房F3 層多功能廳等大空間采用全空氣系統。全空氣系統為單風道低速系統。空調系統設置空調回風（排風）機，設計為雙風機系統，在過渡季節采用可變新風比或者全新風運行，空調機組風機設置變頻，適應不同負荷下風量調整，節能運行。

4.3 多聯機空調系統

因與集中空調系統使用時間的不同或須保證24小時安全運行，在下列房間單獨設計多聯機空調系統：地下B1 層業管打印機房，消防控制室，弱電進線間及運營商機房等。

4.4 機房空調系統

F8 層數據機房設置恒溫恒濕機房空調機組，數據機房空調室外機設置在F8 層數據機房外側，室外機設置導風筒，保證排熱效果。

4.5 分體式空調系統

B1 層制冷機房值班室、F8 層機房值班室設置分體式空調。

屋頂電梯機房設置分體式空調降溫、屋頂水箱間設置冷暖型分體式空調保證冬季室內溫度。

綜上所述，改造設計后辦公建筑空調風系統示意圖，如圖5 所示。

圖5 空調風系統示意圖

5 改造設計后辦公建筑防排煙系統

5.1 防煙系統設計

本項目防煙系統的設計采用機械加壓送風系統方式[1-2]。防煙樓梯間及其合用前室分別設機械加壓送風系統，消防電梯前室單設機械加壓送風系統。防煙樓梯間和其前室分別加壓送風。機械加壓送風系統，樓梯間設置常開風口，前室設置常閉風口，正壓送風超壓措施采用設置壓差旁通閥。

5.2 排煙系統設計

本項目自然排煙系統設置區域：F1 層南側入口大堂。F2 層員工餐廳。F3 層閱覽室、F4 層健身房。F5-F20層大于100 m2的辦公室。F5-F20 層內走廊及對應開敞休息區。

機械排煙系統設置區域：B1 層內走廊及儲藏間。F1-F4 層內走廊。F1 層東側大堂、對外辦事大廳、南側休息區及中庭。F2 層廚房、F3 層多功能廳。F1-F4 層內走廊。

6 既有辦公建筑改造設計體會

6.1 改造設計前期對既有辦公建筑現場勘察

圖紙繪制初期，在對照原有存檔施工圖時，發現存檔施工圖紙與既有辦公建筑存在不用程度的差異，一部分通過存檔變更圖紙有據可查，還有一部分并無依據可查，根據現場從事物業管理多年的工作人員回憶，由于后期使用者的不同，會對最初的設計進行了裝修更改，所以，設計人員需要經常去工地現場勘察。

6.2 合理設計新風熱回收系統

既有辦公建筑原設計是在塔樓每層都設置新風空調機房，并設計豎向新風井取新風后經過新風空調機組處理后送入每層辦公室，考慮到現行節能規范對新風熱回收風量有最小風量限值要求時[3]，在分析對比每層設置新風空調機房與集中設置新風熱回收方案機房的方案后，確定由原既有辦公建筑每層設置新風空調機房調整為改造設計后的集中設置新風熱回收機房，節約了機房建筑使用面積。

6.3 與室內精裝專業配合設計

本項目在方案初期，業主就提出較高的精裝要求，為此，暖通專業對于辦公標準層設計出風機盤管頂送+新風、風機盤管側送+地板對流器+新風、地板送風三種空調方案。在分析裝修后的凈高要求，風口氣流組織形式，以及精裝費用等之后，最終確定辦公標準層采用臥式風機盤管頂送+新風這一性價比最高的方案。

7 結論

7.1 既有辦公建筑改造設計項目的特點

既有辦公建筑經過多年的運營，使用方積累大量的運行經驗，因此改造設計時應與使用方充分溝通，進行大量的調查研究，充分了解既有辦公建筑各區域、各部位的使用情況，了解存在的問題或不足。在調查研究的基礎上，既有辦公建筑運行良好的系統可維持原設計系統形式，存在問題或不足的要找出原因并進行改造設計。

既有辦公建筑改造設計相對于新建項目資金有限，因此改造設計時應盡量配合建筑、結構等專業減少土建大規模拆改，以節約資金。

7.2 既有辦公建筑改造設計項目的難點

由于既有辦公建筑現有狀況、條件的限制，暖通空調設計施工圖繪制難度很大。部分原有圖紙與現狀不符，有的部位根本沒有圖紙。增加的消防系統、空調通風系統擠占了有限的空間，為保證吊頂下凈高的要求，吊頂內管線綜合需進行多次調整。

用于辦公建筑的設施較多，需連接各種線路，要考慮留出吊頂內綜合布線的空間。施工階段設計人員去現場的頻繁程度比新建項目大很多，許多問題必須到現場實地察看才能解決。