某辦公大樓暖通設(shè)計淺析

俞華春

摘要：本文結(jié)合某辦公大樓暖通設(shè)計實例，對該項目中的暖通設(shè)計情況進行簡單闡述，并對本項目的一些設(shè)計方法進行分析與探討，希望能為類似建筑的暖通設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞：暖通設(shè)計；新風(fēng)系統(tǒng)；誘導(dǎo)通風(fēng)；經(jīng)濟效益；建筑防排煙

中圖分類號：TU83 文獻標(biāo)識碼：A

1工程概況

本項目位于廈門市某重要交通大道旁，周邊自然環(huán)境開闊優(yōu)美，為城市開放空間景觀的重要組成部分。對于立面設(shè)計，在表皮上采用金屬幕墻與玻璃幕墻的組合，簡潔明快、現(xiàn)代大方。地上建筑面積約46500㎡，建筑物總高度99.95m，地上25層，地下1層。地上為門廳、員工活動區(qū)、會議中心、辦公室等；地下室平時為停車庫及設(shè)備用房等。

2 暖通設(shè)計情況

2.1空調(diào)冷源

廈門市位于福建東南沿海，在我國建筑熱工設(shè)計分區(qū)中屬于夏熱冬暖地區(qū)，夏季空調(diào)室外計算干球溫度33.5 ℃，室外計算濕球溫度27.5 ℃。對于空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)本項目僅考慮夏季供冷。設(shè)計采用變頻多聯(lián)機中央空調(diào)系統(tǒng)，室外機置于室外專用平臺。

2.2空調(diào)設(shè)計

（1）室內(nèi)機根據(jù)房間布局、層高的不同選用天花暗藏風(fēng)管式室內(nèi)機、天花機、高靜壓風(fēng)管機上送上回。

（2）新風(fēng)：每層采用二或三套自帶冷源的新風(fēng)系統(tǒng)，室內(nèi)機置于新風(fēng)機房內(nèi)，室外機置于室外專用平臺。

2.3通風(fēng)防排煙

（1）地上所有樓梯間和合用前室均采用自然防排煙；地下樓梯間為封閉樓梯間，采用自然防排煙，合用前室設(shè)機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。

（2）地下車庫按防火分區(qū)設(shè)機械排風(fēng)及排煙系統(tǒng)，排風(fēng)、排煙量均按換氣次數(shù)6次/h計算，其中排風(fēng)系統(tǒng)按3米高度計算；排煙系統(tǒng)按實際高度計算換氣體積。每個排風(fēng)、排煙系統(tǒng)分別在機房內(nèi)設(shè)一臺箱式離心風(fēng)機及一臺高溫排煙軸流風(fēng)機。并在車庫上空設(shè)若干臺智能型誘導(dǎo)風(fēng)機。除由車道自然進風(fēng)外，其余防火分區(qū)均分別設(shè)置機械送風(fēng)系統(tǒng)，平時送風(fēng)機兼火災(zāi)補風(fēng)用，送風(fēng)量按平時排風(fēng)量的80%及火災(zāi)排煙量的50%取大值。

（3）裙房四層員工綜合活動區(qū)，每個房間設(shè)一個機械排煙系統(tǒng)，排煙量分別按房間面積乘以60m3/h.m2計算，每個排煙系統(tǒng)選用一臺消防高溫排煙軸流風(fēng)機，置于屋面。

（4）主樓五~二十五層辦公、會議室等及其內(nèi)走道共設(shè)二個機械排煙系統(tǒng)，排煙風(fēng)量以最大防煙分區(qū)面積乘以120m3/h.m2計算，每個排煙系統(tǒng)選用一臺消防高溫排煙軸流風(fēng)機，置于屋面。其中大于100m2的房間設(shè)板式排煙口，其余排煙口設(shè)于內(nèi)走道。

3項目設(shè)計過程中的一些分析與探討

3.1新風(fēng)系統(tǒng)的問題

本工程原設(shè)計考慮采用自帶冷源的單向流新風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)機設(shè)于本層機房內(nèi)，同時風(fēng)機的進出風(fēng)管上均設(shè)置消聲器，以盡量減小或消除風(fēng)機噪音對室內(nèi)和室外人員的影響。然而在設(shè)計過程中業(yè)主要求采用全熱交換新風(fēng)系統(tǒng)，認(rèn)為可以回收部分冷量，節(jié)約空調(diào)能源。當(dāng)時筆者也與業(yè)主進行了一番探討：依據(jù)《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005中5.3.14.2條：“設(shè)計新風(fēng)量大于或等于4000m3/h的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，且新風(fēng)與排風(fēng)溫度差大于或等于8℃，宜設(shè)置排風(fēng)熱回收裝置”。 而本項目位于廈門，空調(diào)室外計算干球溫度為33.5℃，而《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施》2009版暖通空調(diào)動力中表1.2.2規(guī)定一般辦公室夏季空調(diào)設(shè)計計算溫度為26~28℃，若取低值26℃，則新風(fēng)與排風(fēng)溫度差為7.5℃<8℃；若取均值27℃，則新風(fēng)與排風(fēng)溫度差為6.5℃<8℃，可以理解為該地區(qū)熱回收效益較低，回收年限長，采用排風(fēng)熱回收意義不大。而帶冷源新風(fēng)系統(tǒng)，具有新風(fēng)機組體積小，系統(tǒng)簡單，易于安裝，易于維護等特點。業(yè)主最終同意新風(fēng)維持原設(shè)計。

空調(diào)新風(fēng)的供給方式有很多種，各種新風(fēng)處理方式有著不同的特點，應(yīng)根據(jù)實際工程情況，經(jīng)過對比和分析，盡量選用較為合理的新風(fēng)方式。

3.2地下汽車庫采用智能型誘導(dǎo)通風(fēng)還是傳統(tǒng)風(fēng)管通風(fēng)系統(tǒng)的問題

相對于風(fēng)管通風(fēng)系統(tǒng)，智能型誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)具有系統(tǒng)設(shè)計簡單、占用空間少、造價低、空氣凈化效果好、維修保養(yǎng)簡單等多方面優(yōu)點。擴初設(shè)計時，業(yè)主比較偏向于采用傳統(tǒng)通風(fēng)方式，認(rèn)為誘導(dǎo)風(fēng)機實際工程中運用不是很廣泛，主要擔(dān)心通風(fēng)效果不是很理想。筆者針對此項目的具體情況從各個方面進行充分的分析和比較，建議本項目車庫設(shè)計采用誘導(dǎo)風(fēng)機通風(fēng)系統(tǒng)，并介紹業(yè)主考察了另外一個采用誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)且已投入運行的地下室。最后業(yè)主果斷采納了采用誘導(dǎo)風(fēng)機通風(fēng)系統(tǒng)的建議。事實證明，該項目投入使用后，其通風(fēng)效果受到廣泛的好評，同時少了龐大的通風(fēng)管帶來的壓抑感，換來了地下室開闊的視覺感受（圖1）。

據(jù)悉早在2000年左右，誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)已得到歐美等國家的認(rèn)可，并作為地下車庫的首選通風(fēng)系統(tǒng)。當(dāng)然從最初的設(shè)計，到品牌的選用，再到施工安裝，每個環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生不同的效果。雖然在國內(nèi)的應(yīng)用還不夠普及，但誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)作為一種成熟的通風(fēng)方式，因其具有的獨特優(yōu)勢，相信隨著設(shè)計、安裝以及產(chǎn)品生產(chǎn)的逐步規(guī)范化，在今后的汽車庫通風(fēng)系統(tǒng)中會得到廣泛的應(yīng)用。這就少不了相關(guān)行業(yè)人員的共同努力。

圖1：采用智能型誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)的視覺效果

3.3關(guān)于辦公房間設(shè)置機械排煙的問題

隨著2009年版《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施》建筑部分之10.4.2條款“多層建筑（小于或等于六層）常采用外開或推拉，高層建筑不應(yīng)采用外開窗，應(yīng)采用內(nèi)開或推拉”的實施，各地已陸續(xù)不在高層建筑中使用外平開窗。

而考慮立面的美觀，本項目采用的是隱框玻璃幕墻（金屬框隱蔽在玻璃的背面，室外看不見金屬框（如圖2）。而玻璃幕墻安全質(zhì)量保障措施有規(guī)定:幕墻墻面活動部分面積不宜大于墻壁面面積15%，宜采用上懸窗，開啟角度（圖3中的α）不宜大于30°，開啟后的寬度不宜大于300mm。而2009年版《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施-暖通空調(diào).動力》第4.9.6.2條款：當(dāng)開窗角度小于70°時，其有效排煙面積為A=F×sinα，（F為窗面積）。其有限的通風(fēng)面積根本無法滿足《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045-95（2005版）（以下簡稱《高規(guī)》）第8.2.2.4條：“需要排煙的房間可開啟外窗面積不應(yīng)小于該房間面積的2％”的要求。同時《高規(guī)》第8.4.1.2.條對需要排煙的部位的規(guī)定中：“面積超過100m2，且經(jīng)常有人停留或可燃物較多的地上無窗房間或設(shè)固定窗的房間?！北卷椖棵娣e超過100m2的房間較多，為了能優(yōu)先采用自然防排煙，與建筑專業(yè)及幕墻設(shè)計單位進行多次溝通，最終沒有更好的方案。只能在裙房以上的辦公樓每層設(shè)置2個排煙系統(tǒng)，豎向共用豎井，排煙風(fēng)機置于屋面。這就導(dǎo)致僅僅暖通專業(yè)，在辦公房間上空除了空調(diào)新風(fēng)管、空調(diào)媒管、冷凝管等，還設(shè)有龐大的排煙管。給原本層高就不高的辦公空間控制凈高造成很大的壓力。

經(jīng)過此過程，明白了隨著社會文化的發(fā)展，藝術(shù)欣賞的需求，建筑設(shè)計考慮的不只是簡單的功能需求，多元化的建筑美學(xué)在設(shè)計中考慮的比重也越來越大。希望不久的將來能有一種新型墻體，將建筑美學(xué)、建筑功能、建筑節(jié)能和建筑結(jié)構(gòu)等因素有機地統(tǒng)一起來。

圖2：隱框玻璃幕墻

圖3：上懸窗剖面示意圖

3.4關(guān)于消防梯下地下室的加壓送風(fēng)

本項目上部消防電梯平時作為客梯下地下室，而地下樓梯間為封閉樓梯間，滿足自然排煙要求。因此擴初階段后，筆者與地方消防部門溝通，希望地下樓梯間和消防電梯的合用前室按電梯廳處理，不考慮機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。筆者認(rèn)為：消防電梯主要是火災(zāi)時，由于樓高使得消防人員通過樓梯到達(dá)起火點的時候消耗了太多的體力（體力僅能到達(dá)九層）和時間而專門為消防人員設(shè)置的，其在火災(zāi)時僅供消防人員使用。當(dāng)?shù)叵率抑饡r，消防人員通過樓梯就可以很方便快捷地到達(dá)起火點，沒必要通過消防電梯下去?！陡咭?guī)》6.3.3條文解釋四：為保證消防電梯前室（也可能是日常使用的候梯廳）的安全可靠性，前室的門必須是防火門或防火卷簾?？梢姡杭訅核惋L(fēng)不是保證消防電梯安全的必要條件。根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施-規(guī)劃.建筑.景觀》2009版，防火設(shè)計要點，第9.5.4相關(guān)規(guī)定：“消防電梯不下到地下室”。

筆者認(rèn)為，可以通過消防電氣模塊控制，平時消防梯當(dāng)客梯下地下室；火災(zāi)時控制消防梯不下地下室，這樣電梯前室實際為電梯廳，無需機械加壓送風(fēng)。由于消防部門堅持電氣控制很難完全保證消防梯火災(zāi)時不下地下室。施工圖階段，該地下室前室最終設(shè)計采用機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。

3.5綜合活動區(qū)軟環(huán)境的價值

裙房四層為員工綜合活動區(qū)，因偶爾組織大型會議，為避免串音，原設(shè)計考慮：平時送排風(fēng)系統(tǒng)每個區(qū)域獨立設(shè)置；排煙系統(tǒng)各個區(qū)域共用一個系統(tǒng)，每個廳的排煙口前設(shè)置平時常閉排煙閥，以節(jié)省造價。后期，業(yè)主要求每個廳的排煙系統(tǒng)也獨立設(shè)置，以達(dá)到更高的隔音要求，創(chuàng)造更高的人文軟環(huán)境。當(dāng)然這樣屋頂就多出了好幾臺排煙風(fēng)機，增加了投資成本，但是相信：由于建設(shè)舒適，給公司帶來的效益，必定深有體會。

3.6室外綠化空間通風(fēng)豎井的問題

對于要求塑造高品質(zhì)的室外綠化空間，地下建筑出地面的通風(fēng)井是一大制約因素，當(dāng)時該項目的業(yè)主曾以美觀作為第一指標(biāo)，要求把地下室出綠化地面的所有通風(fēng)井“隱形”處理。而該項目室外綠化均以矮灌木及草坪為主，豎井不管以何種形式突出地面，視覺上均會顯得很“突?！薄＝?jīng)過與水專業(yè)及室外景觀設(shè)計專業(yè)多次溝通后，達(dá)成一致方案：通過結(jié)合路面排水溝暗裝把豎井給予“隱身”。如圖4所示，把通風(fēng)豎井及防雨百葉隱藏在地平線以下，并且在豎井周邊的水溝上方設(shè)置鐵箅子，以防止垃圾掉入。這種處理方式適用于豎井布置在室外綠地且無人員活動的區(qū)域，以保證進入地下進風(fēng)豎井的空氣品質(zhì)；排風(fēng)豎井排出的地下污濁空氣不會對人體健康造成影響。且達(dá)到了業(yè)主所需要“干凈”的室外空間，給室外的景觀設(shè)計創(chuàng)造了有利的條件。

需要說明的是，雨天水溝積水較大時，雨水有可能通過百葉風(fēng)口進入豎井內(nèi)，應(yīng)配合水專業(yè)在地下室豎井底部設(shè)置集水坑作為預(yù)防措施。

圖4：某豎井出地面做法

結(jié)語

暖通設(shè)計，同世界上的諸多事物一樣，追求的是規(guī)范、美學(xué)及各種效益之間的有機平衡。在這三者當(dāng)中，規(guī)范無疑放在首位，尤其是消防規(guī)范，因為它對應(yīng)的是大于天的安全保證，同時在滿足規(guī)范的前提下，消防設(shè)計也并不是越復(fù)雜越好，我們也要考慮實際的可操作性和效率。在設(shè)計過程中，大家面對最多的便是美學(xué)及各種效益之間的權(quán)衡。在市場經(jīng)濟下，當(dāng)長期的環(huán)境效益遇到了眼前的經(jīng)濟效益，取舍之間，責(zé)任二字不能丟在一邊。如今，我市高端的大型辦公綜合體，如雨后春筍般紛紛上馬。為了響應(yīng)國家節(jié)能減排號召，作為公共建筑耗能大戶的暖通空調(diào)，自然應(yīng)以舍我其誰的心態(tài)，為未來美好的城市低碳環(huán)境，承擔(dān)應(yīng)有的責(zé)任與義務(wù)。

參考文獻

[1]劉春華.空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)方式及其節(jié)能的探討[J].城市建設(shè)，2012.

[2]徐劍平.關(guān)于誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用探討[J].制冷空調(diào)，2011.

[2]柴慧娟.高層建筑空調(diào)設(shè)計[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1995.

[3]張吉光，等.高層建筑和地下建筑通風(fēng)與防排煙[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.