通風(fēng)空調(diào)改造工程設(shè)計實(shí)例的分析

1 杭州美弘能源科技有限公司；2 浙江當(dāng)代建筑設(shè)計研究院有限公司

摘要：隨著我國城市發(fā)展步伐的不斷加快，高層建筑數(shù)量越來越多。本文主要針對建筑通風(fēng)空調(diào)改造工程設(shè)計方案進(jìn)行分析，通過工程設(shè)計實(shí)例和筆者多年工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計存在的不足及解決措施，為空調(diào)設(shè)計工作人員提供參考。

關(guān)鍵詞：商業(yè)建筑；通風(fēng)空調(diào)；解決方案

商業(yè)建筑由于日常人流量密集，建筑內(nèi)部環(huán)境將產(chǎn)生大量余熱，氣體流通不暢，空氣中含大量二氧化碳和其它有毒有害物質(zhì)，嚴(yán)重危害人體健康。因此，在建筑設(shè)計中通風(fēng)設(shè)計是確保建筑內(nèi)空氣質(zhì)量的重要保障，應(yīng)引起設(shè)計人員的充分重視。保證室內(nèi)環(huán)境良好的主要途徑是確保通風(fēng)量，通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)范中的要求，結(jié)合實(shí)際工程情況，采取合理的通風(fēng)設(shè)計方案，以促進(jìn)室內(nèi)氣流循環(huán)，將空氣中滯留的氣味和余熱通過氣體運(yùn)動驅(qū)散，為商業(yè)建筑內(nèi)部人員營造良好、健康的工作生活環(huán)境。由于各商業(yè)建筑具體用途不同，通風(fēng)設(shè)計還應(yīng)按照實(shí)際情況而定。

本文以某商業(yè)建筑通風(fēng)空調(diào)改造工程設(shè)計為例，原空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計存在不足，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量余熱仍停留在室內(nèi)，無法排除。需對其方案進(jìn)行進(jìn)一步修改，本文對該改造項目存在的問題和修改方案進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1工程概況

某商業(yè)建筑計劃于2000年組織方案設(shè)計，計劃建設(shè)高12m，二層建筑，室內(nèi)屋面高為3m。該建筑屋頂設(shè)有天窗，保持室內(nèi)通風(fēng)環(huán)境，但在實(shí)際運(yùn)行過程中，由于天窗受到損壞而無法滿足室內(nèi)自然通風(fēng)，因而增設(shè)室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)。該通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)包括八臺排風(fēng)機(jī)和四臺空調(diào)機(jī)組，每臺機(jī)組功率為每小時10萬大卡，為確保空調(diào)制冷效果，在室內(nèi)設(shè)置吊頂?？照{(diào)系統(tǒng)工作時，由建筑南側(cè)風(fēng)管抽取建筑內(nèi)部空氣進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)制冷，再通過屋頂送風(fēng)管將冷空氣送入室內(nèi)。換氣是由建筑頂部排風(fēng)口通過風(fēng)機(jī)抽取室內(nèi)空氣送入室外，再由建筑門窗在大氣壓力作用下送入新鮮空氣。但在建筑使用時發(fā)現(xiàn)，建筑內(nèi)部空氣流通量不足，導(dǎo)致室內(nèi)油煙氣味強(qiáng)烈，夏季室內(nèi)溫度很高，影響室內(nèi)人員舒適度。

2原因分析

2.1氣流組織不合理。在生產(chǎn)過程中，建筑內(nèi)散發(fā)大量的余熱和灰塵等污濁氣體，惡化了建筑內(nèi)部環(huán)境，必須通過有效地組織建筑通風(fēng)氣流，迅速排除余熱和污濁氣體而改善建筑內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量。而合理的氣流組織是提高建筑通風(fēng)效果的關(guān)鍵之一。原系統(tǒng)運(yùn)行前期由于回風(fēng)管在南墻，所以建筑北邊的空氣抽不過去，油霧很大。后來由于回風(fēng)管破損嚴(yán)重拆除，現(xiàn)改為空調(diào)機(jī)房的西墻上開百葉窗從建筑直接回風(fēng)，但變成建筑東邊的空氣抽不過去，夏季室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量很差，悶熱難當(dāng)?shù)牟涣紗栴}仍然存在。

2.2氣流短路問題。所謂進(jìn)氣短流，系指由進(jìn)氣口進(jìn)入建筑內(nèi)的新鮮空氣，在未進(jìn)入作業(yè)區(qū)范圍之前，就已經(jīng)被加熱而上升排出室外的現(xiàn)象。顯而易見，這樣的進(jìn)氣，沒有起到提高作業(yè)區(qū)空氣質(zhì)量和改善作業(yè)區(qū)熱環(huán)境的作用。因此，為提高建筑通風(fēng)效果，應(yīng)盡量避免這種進(jìn)氣短流的現(xiàn)象。吊頂上的排風(fēng)口距離送風(fēng)口比較近，氣流短路，且無多少新風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)，造成只有門口附近有新鮮空氣，但溫度較高，而大部分工作面仍然空氣污濁。顯而易見，這樣的進(jìn)氣，沒有起到提高作業(yè)區(qū)空氣質(zhì)量和改善作業(yè)區(qū)熱環(huán)境的作用。因此，為提高建筑通風(fēng)效果，應(yīng)盡量避免這種進(jìn)氣短流的現(xiàn)象。

2.3制冷量不足。四臺空調(diào)機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，共用一套送風(fēng)系統(tǒng)，因各機(jī)組運(yùn)行工況不一致，引起風(fēng)壓小的機(jī)組送風(fēng)量也小，使蒸發(fā)器結(jié)霜，制冷量減少，甚至機(jī)組無法運(yùn)行。造成炎熱天氣也只能同時開2臺機(jī)組，建筑內(nèi)溫度降不下來，清洗油的蒸發(fā)量增大，室內(nèi)空氣環(huán)境惡劣。

3解決方案

3.1補(bǔ)新風(fēng)。原系統(tǒng)建筑內(nèi)空氣由空調(diào)系統(tǒng)降溫，屋頂風(fēng)機(jī)排風(fēng)，由于建筑內(nèi)開窗面積極為有限，由門窗縫隙進(jìn)入的新風(fēng)量也不夠，加之氣流組織不合理，整個建筑的氣流不均勻、氣流短路。盡管建筑內(nèi)散發(fā)的生產(chǎn)余熱很小，但由于氣流組織不合理和通風(fēng)換氣不良，導(dǎo)致悶熱難當(dāng)，且油污氣味令人難忍。室內(nèi)空氣品質(zhì)惡劣，工人叫苦連天?，F(xiàn)考慮在空調(diào)機(jī)房直通建筑頂安裝一根新風(fēng)管，空調(diào)機(jī)組直接抽取建筑外新風(fēng)。此措施簡單省電，但風(fēng)管尺寸較大。如在建筑頂安裝一臺軸流風(fēng)機(jī)向空調(diào)機(jī)房送風(fēng)，則效果更好，風(fēng)管尺寸也小，只是多消耗一些電能?？紤]到機(jī)房空間及送風(fēng)效果，在屋頂安裝軸流送風(fēng)機(jī)，起到通風(fēng)換氣作用，其室內(nèi)熱環(huán)境明顯好得多。

3.2充分發(fā)揮空調(diào)機(jī)組的制冷能力。四臺機(jī)組共用一根風(fēng)管，在并聯(lián)風(fēng)管中風(fēng)速大，致使靜壓小，各并聯(lián)機(jī)組相互干擾，風(fēng)量不平衡?，F(xiàn)四臺機(jī)組拆成兩兩一組。即西南、西北一組，仍用原風(fēng)管系統(tǒng)送風(fēng)。東南、東北一組另接風(fēng)管和風(fēng)口沿吊頂下送風(fēng)。為使車間氣流組織合理，送、排風(fēng)口和機(jī)組送風(fēng)管的位置要根據(jù)工藝生產(chǎn)流水線和設(shè)備產(chǎn)生的熱量上升狀況布置，將熱量及時排至室外。管道送風(fēng)口應(yīng)向下，盡量避免橫向氣流干擾上升的熱氣流。送、排風(fēng)口還應(yīng)注意氣流短路問題。造成建筑進(jìn)氣短流現(xiàn)象的因素有多種，因此在進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)仔細(xì)分析、對癥下藥、采取有效措施，盡量避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象。

3.3全新風(fēng)運(yùn)行。原空調(diào)系統(tǒng)為再循環(huán)空氣系統(tǒng)，所處理的空氣大部分來自建筑本身，只有極少量的新風(fēng)通過門窗縫隙進(jìn)入。室內(nèi)新風(fēng)量不足，直接影響了建筑內(nèi)的空氣品質(zhì)。現(xiàn)將機(jī)房西墻百葉回風(fēng)口堵住，改為直流式全新風(fēng)系統(tǒng)，即系統(tǒng)處理的空氣全部來自室外，室外空氣經(jīng)空調(diào)機(jī)組處理后送入建筑內(nèi)，提高了建筑內(nèi)的空氣質(zhì)量。八臺屋頂軸流式排風(fēng)機(jī)不開，只做備用排風(fēng)機(jī)，在過渡季節(jié)和冬季空調(diào)機(jī)組停機(jī)時向建筑內(nèi)通風(fēng)換風(fēng)。

3.4對清洗機(jī)增設(shè)局部排風(fēng)系統(tǒng)。建筑內(nèi)的油霧是由清洗機(jī)產(chǎn)生，所以對其進(jìn)行局部排風(fēng)。局部排風(fēng)系統(tǒng)利用局部氣流直接在有害物質(zhì)產(chǎn)生地點(diǎn)對其加以控制或補(bǔ)集，避免污染物擴(kuò)散到車間作業(yè)地帶。具有排風(fēng)量小、控制效果好等優(yōu)點(diǎn)。另外還需加強(qiáng)清洗機(jī)管理，防止清洗液過多地噴濺出來。清洗機(jī)排風(fēng)機(jī)布置在屋頂，需注意排風(fēng)口盡量設(shè)在送風(fēng)口的下風(fēng)側(cè)，且高于送風(fēng)口。

4效果分析

工程空調(diào)系統(tǒng)改造后，空調(diào)系統(tǒng)送入室內(nèi)的空氣為全新風(fēng)，室外空氣通過空調(diào)機(jī)組抽入再送入室內(nèi)，室內(nèi)陳舊空氣升入屋頂，熱氣由屋頂天窗排出。因改造后的空調(diào)系統(tǒng)大量輸送新鮮室外空氣進(jìn)入室內(nèi)，確保了室內(nèi)新風(fēng)的量，室內(nèi)空氣不再單純依靠內(nèi)部循環(huán)，排出的空氣帶走建筑內(nèi)部大量熱，很大程度上降低了室內(nèi)溫度。在對室內(nèi)油煙味來源進(jìn)行分析可知，油霧主要由于清洗機(jī)產(chǎn)生，空調(diào)將該處空氣送入室內(nèi)其他位置，污染了建筑內(nèi)部整體空氣環(huán)境。考慮將該處改造為局部排風(fēng)，室內(nèi)空氣環(huán)境得到大幅度改善。八臺風(fēng)機(jī)可根據(jù)季節(jié)變化有選擇性開啟，以滿足室內(nèi)空氣需要。

5結(jié)束語

綜上所述，為保證商業(yè)建筑室內(nèi)空氣環(huán)境健康良好，降低能源消耗，保護(hù)自然環(huán)境，自然通風(fēng)是最經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的方式，在建筑通風(fēng)設(shè)計中應(yīng)重點(diǎn)考慮該種方式。在設(shè)計建筑自然通風(fēng)系統(tǒng)時，應(yīng)綜合分析建筑布局、季節(jié)變化等方面因素，選擇合理的天窗位置及面積。在實(shí)際設(shè)計工作中，由于規(guī)劃或其他原因，使得建筑群密集，建筑周圍被堵死，無法順利進(jìn)行空氣流動，建筑進(jìn)風(fēng)量降低，無法滿足建筑通風(fēng)設(shè)計規(guī)范要求，因而借助機(jī)械設(shè)備促進(jìn)空氣流動，提高自然進(jìn)風(fēng)量及室內(nèi)空氣的流動強(qiáng)度。本文建筑通風(fēng)量前期設(shè)計不合理，使得建筑內(nèi)部空氣流動量不足。加之項目所在地夏季溫度高，建筑室內(nèi)生產(chǎn)運(yùn)行產(chǎn)生的余熱無法及時排出，室內(nèi)溫度高于人體所能承受的溫度。經(jīng)過對空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，增設(shè)了局部排風(fēng)系統(tǒng)，并在原空調(diào)系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加室外進(jìn)風(fēng)量，提高了建筑內(nèi)部空氣環(huán)境。

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