某市政辦公樓暖通優(yōu)化設(shè)計(jì)

王淼

江蘇綠色都建建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 江蘇 南京 210000

1 工程概況

本項(xiàng)目為南京市江北新區(qū)某市政辦公樓，位于南京市江北新區(qū)五橋板塊，項(xiàng)目總用地面積34864.87m2，總建筑面積147752m21#2#單體地上建筑面積：91453.24m2，地下建筑面積53397m2；建筑密度47.13%，容積率2.62，綠地率15.03%，人均公共綠地面積1.5m2；地上塔樓23層，裙房6層，地下2層，屋面標(biāo)高99.35m；地上主要功能為辦公及各功能區(qū)域配套用房，地下室主要的功能為停車庫以及設(shè)備用房。

2 空調(diào)冷熱源設(shè)計(jì)

2.1 空調(diào)冷熱負(fù)荷

本建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)按65%節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，采用HDY-SMAD（V1.9.2版）軟件進(jìn)行空調(diào)負(fù)荷計(jì)算 詳細(xì)負(fù)荷見表1。

表1 空調(diào)冷熱負(fù)荷

2.2 冷熱源

2.2.1 本工程冷熱源由能源站提供。能源站夏季提供的空調(diào)供回水溫度為6/13℃，冬季提供的供回水溫度為46/40℃，供回水溫度結(jié)合室外氣溫，實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)。用戶側(cè)末端空調(diào)器夏季額定供回水溫度為7/14℃，冬季為45/39℃。

2.2.2 熱交換機(jī)房設(shè)計(jì)三臺板式換熱器，其中一臺整體機(jī)組換熱量2000kW，單板1000kW，一次側(cè)13/6℃，二次側(cè)14/7℃，承壓1.6MPa；二臺整體機(jī)組換熱量5000kW，單板2500kW，一次側(cè)13/6℃，二次側(cè)14/7℃，承壓1.6MPa，水阻70Kpa。

2.3 空調(diào)水系統(tǒng)

2.2.1 板換一次側(cè)采用二次泵二管制變水量系統(tǒng)，空調(diào)循環(huán)泵采用變頻控制，二次泵揚(yáng)程用來克服能源站出口至本工程熱交換站沿程阻力、局部阻力及設(shè)備阻力；板換二次側(cè)空調(diào)水系統(tǒng)均采用一次泵二管制變水量系統(tǒng)，空調(diào)循環(huán)泵采用變頻控制；空調(diào)循環(huán)泵變頻控制范圍內(nèi)根據(jù)供回水干管壓差變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)水量，供回水總管間設(shè)置壓差旁通控制，空調(diào)循環(huán)泵變頻控制范圍外根據(jù)供回水壓差旁通一部分水量。根據(jù)功能區(qū)空調(diào)負(fù)荷特點(diǎn)與要求的不同，同時(shí)考慮管理因素，集水器匯合的各路回水管均設(shè)置平衡調(diào)節(jié)閥，用來系統(tǒng)平衡初調(diào)節(jié)以及各管路流量的測量；

2.2.2 空調(diào)水系統(tǒng)垂直干管為同程，局部異程布置，各支路采用靜態(tài)平衡閥等措施保證水系統(tǒng)的水力平衡，空調(diào)水系統(tǒng)水平干管為同程，局部為異程系統(tǒng)布置，各組立管頂端設(shè)自動(dòng)排氣閥（型號E121），最低點(diǎn)設(shè)泄水閥門；

2.2.3 空調(diào)水系統(tǒng)采用落地式膨脹水箱定壓補(bǔ)水，設(shè)置于換熱機(jī)房；

2.2.4 空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水采用微米級微泡排氣除污裝置進(jìn)行水質(zhì)處理。

圖1 空調(diào)水系統(tǒng)原理圖

2.3 空調(diào)系統(tǒng)

本工程選用的空調(diào)均為高效、節(jié)能的設(shè)備，空調(diào)冷熱源[1-5]均右能源站集中供應(yīng)，節(jié)省占地面積，釋放更多使用空間，同時(shí)可以更好地滿足建筑功能的需求。門廳、中庭等高大空間采用全空氣屋頂機(jī)配置溫控型旋流風(fēng)口，底部回風(fēng)使得高大空間有很好的氣流組織，保證人員活動(dòng)區(qū)溫度較為舒適；非高大空間空調(diào)的房間空調(diào)室內(nèi)機(jī)采用風(fēng)機(jī)盤管，其中送風(fēng)口為散流器回風(fēng)口為單層百葉，風(fēng)機(jī)盤管避開梁設(shè)置基本可以保證風(fēng)機(jī)盤管不占用凈高空間，根據(jù)房間的功能不同合理的分設(shè)系統(tǒng)，每臺室內(nèi)機(jī)設(shè)獨(dú)立控制器，使得各房間均能實(shí)現(xiàn)溫度的獨(dú)立自動(dòng)控制。

新風(fēng)采用全熱回收效率不低于65%的屋頂柜式全熱新風(fēng)換氣機(jī)，在核心筒對角分別設(shè)置一個(gè)新風(fēng)井、一個(gè)排風(fēng)井；并在排風(fēng)井上距地500mm處設(shè)置百葉用于排風(fēng)；分系統(tǒng)布置新風(fēng)系統(tǒng)有助于減小主管管道的高度，且減少最遠(yuǎn)末端與主機(jī)的距離，從而可以降低主機(jī)的壓頭配置。通過熱濕交換作用，在夏季制冷期運(yùn)行時(shí)，新風(fēng)從室內(nèi)的排風(fēng)中獲得冷量，新風(fēng)溫度降低的同時(shí)也被干燥，使?jié)穸容^高的的室外新風(fēng)濕度降低；在冬季運(yùn)行時(shí)新風(fēng)從室外排風(fēng)中獲得熱量，新風(fēng)溫度升高的同時(shí)使干燥的室外新風(fēng)被排風(fēng)加濕；經(jīng)過進(jìn)排風(fēng)的全熱交換既滿足了室內(nèi)的通風(fēng)換氣要求，又充分回收了部分廢熱廢濕。

3 通風(fēng)系統(tǒng)

通風(fēng)系統(tǒng)依據(jù)不同的建筑形態(tài)因地制宜，選擇適合的通風(fēng)方式。過渡季節(jié)采用自然通風(fēng)來獲取室外自然的、免費(fèi)的冷熱源以達(dá)到節(jié)能減排的目的。

自然通風(fēng)是利用室內(nèi)外溫度差所造成的熱壓或風(fēng)力作用造成的壓差來實(shí)現(xiàn)換氣的一種通風(fēng)方式，在建筑方案中應(yīng)結(jié)合各地方的氣候環(huán)境綜合考慮。通過合理布局與設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)良好通風(fēng)是目前最經(jīng)濟(jì)、最有效的通風(fēng)方式，在環(huán)境適宜的過渡季節(jié)，應(yīng)優(yōu)先采用自然通風(fēng)設(shè)計(jì)。

本工程裙樓部分大空間內(nèi)部由挑高中庭上下貫穿，過渡季節(jié)中庭利用煙囪效應(yīng)進(jìn)行自然通風(fēng)，密度較低的熱空氣不斷在中庭的高處聚集，通過中庭的高窗排出室外；而密度較低的室外空氣通過中庭下部的低窗補(bǔ)充沉于中庭底部，不斷為室內(nèi)提供新鮮、舒適的空氣。

4 防排煙系統(tǒng)

由于本工程外墻均為玻璃幕墻，可開啟外窗面積有限，所以各層均按《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB51251-2017中4.2.4要求分成若干個(gè)防煙分區(qū)進(jìn)行機(jī)械排煙，由于該規(guī)范4.6.3及4.6.4要求：當(dāng)一個(gè)排煙系統(tǒng)[6-10]負(fù)擔(dān)多個(gè)防煙分區(qū)進(jìn)行排煙時(shí)，其系統(tǒng)排煙量計(jì)算對于6m以下場所應(yīng)按同一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)任意兩個(gè)相鄰的防煙分區(qū)的排煙量之和的最大值計(jì)算排煙量，排煙量按不小于60m3/（h*m2）計(jì)算且每個(gè)防煙分區(qū)機(jī)械排煙量取值不小于15000m3/h；為了控制排煙風(fēng)機(jī)風(fēng)量及風(fēng)管管徑，將每個(gè)防煙面積控制在200～250m2，在核心筒對角設(shè)置兩個(gè)排煙井，然后將兩個(gè)排煙井用風(fēng)管圍繞核心筒連接成環(huán)如圖2所示（假設(shè)同一防火分區(qū)內(nèi)任意兩個(gè)相鄰的防煙分區(qū)排煙量之和的最大值為30000m3/h，而環(huán)狀風(fēng)管管徑只需要按15000m3/h風(fēng)量計(jì)算，即僅需1000mm×250mm的風(fēng)管就能滿足規(guī)范要求的管道風(fēng)速，而屋頂僅需一臺風(fēng)量為36000m3/h（排煙風(fēng)機(jī)風(fēng)量按照1.2倍的計(jì)算排煙量設(shè)計(jì)）的排煙風(fēng)機(jī)分成兩個(gè)支管分別接至兩個(gè)排煙豎井即可，如圖3所示；將每個(gè)防煙分區(qū)支管接至環(huán)狀風(fēng)管即可。

圖3 屋頂接管平面示意圖

排煙系統(tǒng)采用上述設(shè)計(jì)方案與常規(guī)的設(shè)計(jì)方案對比，此設(shè)計(jì)方案及常規(guī)的單豎井設(shè)計(jì)方案相比，可以在滿足管道設(shè)計(jì)風(fēng)速要求的基礎(chǔ)上，有效減小水平干管的截面積、減小排煙豎井立管的截面積及排煙風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量；除此之外，上述設(shè)計(jì)方案比常規(guī)的設(shè)計(jì)方案節(jié)省排煙管道材料，同時(shí)還能減少配套的閥門、配電裝置及相關(guān)消防控制系統(tǒng)的成本。

5 結(jié)束語

暖通工程在整個(gè)辦公樓建設(shè)設(shè)計(jì)中作為非常重要的部分，其能耗費(fèi)非常大，因此在進(jìn)行暖通設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意降低在施工過程中的能耗。以“為室內(nèi)人員提供健康、舒適、的使用環(huán)境”，最大限度地實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生的可持續(xù)發(fā)展為最終目標(biāo)，最大限度節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材），保護(hù)環(huán)境和減少污染，形成的綠色建筑技術(shù)方案菜單，選擇最優(yōu)化方案，體現(xiàn)人與社會(huì)的和諧、建筑與環(huán)境的和諧。通過分散布置新風(fēng)系統(tǒng)、采用雙豎井排煙內(nèi)部連成環(huán)等優(yōu)化措施，使得項(xiàng)目凈高得到最大化，同時(shí)能達(dá)到在全生命周期內(nèi)最大限度地“節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材”。