淺談水利項(xiàng)目通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及與民用暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的差異

譚家駿

摘 要：通過(guò)探討水電站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，比較與民用暖通設(shè)計(jì)的差異。主要是系統(tǒng)服務(wù)的對(duì)象、場(chǎng)所，采用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等差異帶來(lái)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的差異。

關(guān)鍵詞：水電站 通風(fēng)空調(diào) 民用暖通

1.前言

同為通風(fēng)空調(diào)專業(yè)，在不同的行業(yè)里所處的位置也不相同。在水利項(xiàng)目中，通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)一般作為其中的一個(gè)附屬系統(tǒng) ，也較容易被忽視，很多水利項(xiàng)目在這方面設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)易，甚至沒(méi)有設(shè)置，相對(duì)較重視水機(jī)、電氣及金屬結(jié)構(gòu)等專業(yè)。通風(fēng)空調(diào)有時(shí)只能尷尬地被歸屬到水機(jī)專業(yè)里。僅當(dāng)?shù)叵聫S房項(xiàng)目時(shí)，通風(fēng)空調(diào)專業(yè)才體現(xiàn)其專業(yè)性和重要性，但因地下廠房項(xiàng)目較少而以地面廠房及半地下廠房居多，所以通風(fēng)空調(diào)專業(yè)在水利項(xiàng)目里往往充當(dāng)次要角色。

與之相反，在民用項(xiàng)目中，暖通空調(diào)在機(jī)電的占有相當(dāng)重要的地位。

以下通過(guò)探討水利項(xiàng)目中的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)來(lái)比較與工民建暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的區(qū)別。（由于水電站較為代表性，以下章節(jié)均以水電站為代表）

2.服務(wù)對(duì)象和場(chǎng)所的的差異

水電站通風(fēng)空調(diào)的主要服務(wù)對(duì)象是設(shè)備，主要場(chǎng)所是廠房、車(chē)間。電站里的主要設(shè)備有水輪發(fā)電機(jī)及其附屬系統(tǒng)、各種電氣及控制設(shè)備、閘門(mén)等。而場(chǎng)所具體可分為主廠房、副廠房，設(shè)備用房及中控室，按高程分又有電機(jī)層、水泵層、集水廊道層等，如果是地下廠房還有各種交通洞，出渣洞、通風(fēng)洞及排煙洞。這些場(chǎng)所基本以設(shè)備為主，人員密度小，甚至基本無(wú)人值班（檢修時(shí)除外）。值班人員通常集中在中控室面積為80～200m2的空間內(nèi)。水電站的總建筑面積一般在5000 m2以下，較大型的一般也在1萬(wàn)m2左右。

而民用暖通空調(diào)的服務(wù)對(duì)象是人，場(chǎng)所是辦公樓、商場(chǎng)、餐飲、娛樂(lè)等，人員密度大，有時(shí)可達(dá)到0.5人/m2甚至1人/m2，而且空調(diào)面積大，通常都在1萬(wàn)m2～數(shù)萬(wàn)m2之間。

3.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的差異

由于服務(wù)對(duì)象和場(chǎng)所的差異，必然帶來(lái)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范上的差異。水電站的標(biāo)準(zhǔn)主要考慮對(duì)生產(chǎn)的安全保障、可靠性及經(jīng)濟(jì)性，而民用項(xiàng)目更多的是考慮人員的感受，講究舒適性，所以采用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較高。以室內(nèi)溫度為例，水電站廠房?jī)?nèi)各車(chē)間溫度一般在33～35℃之間，中控室26～28℃，而民用暖通的室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度在22～28℃之間，實(shí)際多為26℃。

4.通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)形式

服務(wù)對(duì)象、場(chǎng)所、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)上的差異也決定了系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的差異。

通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)通常有以下幾種形式：

4.1通風(fēng)

（1）自然通風(fēng)

利用室外溫度與室內(nèi)溫度差，通過(guò)加大開(kāi)窗及設(shè)置透氣屋頂、設(shè)置屋頂風(fēng)帽等形式讓氣流自然流通達(dá)到通風(fēng)換熱效果。

（2）機(jī)械通風(fēng)

利用設(shè)置風(fēng)機(jī)設(shè)備，連接風(fēng)管、設(shè)置風(fēng)口等來(lái)達(dá)到通風(fēng)換熱效果。

4.2空調(diào)

（1）分體空調(diào)

分體式空調(diào)是根據(jù)各空調(diào)場(chǎng)所單元分別設(shè)置空調(diào)的形式，為冷媒式，一般一臺(tái)室外機(jī)+一臺(tái)室內(nèi)機(jī)的形式，也有一臺(tái)室外機(jī)拖帶2臺(tái)室內(nèi)機(jī)的形式分體機(jī)。

（2）中央空調(diào)

中央空調(diào)是采用集中式制冷系統(tǒng)，利用冷凍水管將冷源輸送到各空調(diào)場(chǎng)所，再通過(guò)各種末端換熱達(dá)到降溫目的。中央空調(diào)系統(tǒng)按冷卻形式又分風(fēng)冷式和水冷式。

4.3水電站通風(fēng)空調(diào)的系統(tǒng)形式

水電站由于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較低，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)也是相對(duì)簡(jiǎn)單，一般采用自然通風(fēng)+機(jī)械通風(fēng)形式為主，以空調(diào)為輔，僅在局部設(shè)分體式空調(diào)。有些水電站甚至沒(méi)有設(shè)機(jī)械通風(fēng)完全靠自然通風(fēng)。

民用暖通因?yàn)槊娣e大，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較高，需要營(yíng)造舒適的環(huán)境來(lái)吸引顧客，所以一般采用中央空調(diào)系統(tǒng)，以通風(fēng)為輔，僅對(duì)一些設(shè)備房及地下停車(chē)場(chǎng)、走廊、衛(wèi)生間等設(shè)置機(jī)械通風(fēng)。

4.4水電站各場(chǎng)所的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（1）地面式及半地下式廠房

①主廠房

主廠房空間較大，可以考慮自然通風(fēng)也可以設(shè)置機(jī)械通風(fēng)。水電站通風(fēng)條件較好時(shí)，為了節(jié)能也可以采用自然通風(fēng)。但自然通風(fēng)也有缺點(diǎn)，遇到悶熱天氣時(shí)，室內(nèi)空氣流通不暢，氣溫升高，會(huì)給工作人員帶來(lái)不適。所以較理想的方式應(yīng)該是自然通風(fēng)+機(jī)械通風(fēng)。

主廠房的機(jī)械通風(fēng)風(fēng)量，一般按照廠房容積的4倍～6倍全新風(fēng)換氣計(jì)算，而民用暖通空調(diào)由于是采用中央空調(diào)，其送風(fēng)大部分是循環(huán)使用，換氣量是按照?qǐng)鏊鶅?nèi)人員數(shù)量（15～30 m3/h）來(lái)計(jì)算的，或者按總風(fēng)量的15%～30%。

②副廠房

水電站副廠房因?yàn)樵O(shè)備用房有較多設(shè)備，發(fā)熱量相對(duì)較大，一般都會(huì)設(shè)置機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，換氣次數(shù)按6～7次計(jì)算。這一點(diǎn)民用暖通與之相似，只是個(gè)別情況下，由于民用項(xiàng)目的設(shè)備房有條件利用的冷氣場(chǎng)所的排風(fēng)進(jìn)行降溫。

③高程較低的水泵層或集水廊道層

水泵層及集水廊道層，這是水電站特有的場(chǎng)所。因?yàn)楦叱梯^低，自然通風(fēng)難以保證通風(fēng)效果，所以必須設(shè)置機(jī)械通風(fēng)，而且因?yàn)榭諝鉂穸容^大，計(jì)算風(fēng)量要考慮除濕，這與民用暖通有很大區(qū)別。

較低高程層一般采用豎向風(fēng)管把污濁空氣抽出地面達(dá)到新風(fēng)換氣效果。由于空間較狹窄，設(shè)計(jì)時(shí)盡量會(huì)把豎向風(fēng)管埋藏于砼體墻中，而民用暖通空調(diào)一般多采用明管或隱藏于天花吊頂，有豎向水管時(shí)則采用管井方式。

④中控室

中控室面積通常在200m2以下，人員在10人左右，其空調(diào)形式也是較為簡(jiǎn)單的分體式，規(guī)模稍大的水電站，有其他辦公用房的，可以一起設(shè)計(jì)成多聯(lián)體系統(tǒng)或者是一個(gè)小型的中央空調(diào)，類似VRV形式。

（2）地下式廠房

地下式廠房因?yàn)樯硖幍叵?，不可能采用自然通風(fēng)系統(tǒng)，所以一般采用機(jī)械通風(fēng)+中央空調(diào)系統(tǒng)。由于地下環(huán)境有冬暖夏涼而又比較潮濕的特點(diǎn)，水電站中散熱降溫不是主要目的，除濕才是主要，所以通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)主要是按照除濕進(jìn)行設(shè)計(jì)，而民用暖通基本只考慮降溫而不考慮除濕。

另外，地面式及半地下式水電站一般不設(shè)防排煙，僅當(dāng)?shù)叵聫S房時(shí)才設(shè)置防排煙，而民用暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)一般與防排煙設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)。相對(duì)而言，因?yàn)樘幱诘叵碌木壒?，地下廠房的防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)較民用暖通的防排煙系統(tǒng)難度要大些。

5.設(shè)備的選用

5.1通風(fēng)設(shè)備

通風(fēng)設(shè)備一般有軸流式和離心式風(fēng)機(jī)，以風(fēng)量、風(fēng)壓、噪音等參數(shù)作為選用條件。軸流式風(fēng)機(jī)具有流量大風(fēng)壓小，耗電少、效率高，噪音較大的特點(diǎn)。而離心風(fēng)機(jī)風(fēng)壓較大，噪音較小，耗電功率較大。

民用項(xiàng)目因?yàn)閺?qiáng)調(diào)舒適性，對(duì)噪音有等級(jí)要求，不能高于60分貝，軸流風(fēng)機(jī)噪音基本都高于這個(gè)數(shù)值，所以基本不被采用，一般選用離心風(fēng)機(jī)，若風(fēng)量較大時(shí)還需加設(shè)消音器。水電站在對(duì)噪音要求相對(duì)較低，廠房各種設(shè)備噪音已經(jīng)高于風(fēng)機(jī)噪音，不存在噪音問(wèn)題，故可以采用軸流風(fēng)機(jī)。如果是地下廠房項(xiàng)目還需設(shè)置隧道風(fēng)機(jī)，這種風(fēng)機(jī)噪音遠(yuǎn)高于普通的軸流風(fēng)機(jī)。

在風(fēng)壓方面，水電站的風(fēng)口設(shè)置靈活度較大，風(fēng)管路程短，所需風(fēng)壓較小，選用軸流風(fēng)機(jī)足可滿足要求。民用項(xiàng)目由于外墻風(fēng)口的位置所限，一般不適宜較多設(shè)置，所以往往一個(gè)出風(fēng)口連接有較多的風(fēng)管，而且線路長(zhǎng)，彎角多，阻力損失大，這就要求有較大的風(fēng)壓，往往要達(dá)到250Pa～350Pa以上。這是一般軸流風(fēng)機(jī)達(dá)不到的，所以民用暖通一般選用離心風(fēng)機(jī)。

5.2空調(diào)設(shè)備

水電站采用空調(diào)的場(chǎng)所一般僅限于有人經(jīng)?；顒?dòng)的中控室，面積較小，計(jì)算冷量小，所以通常選用分體式空調(diào)機(jī)即可解決，而且易于維修及更換，成本低。僅當(dāng)?shù)叵聫S房項(xiàng)目時(shí)，因需要設(shè)置中央空調(diào)系統(tǒng)，才配置冷水機(jī)組、冷卻塔和各種末端設(shè)備等。

而民用暖通由于空調(diào)面積較大，范圍廣，兼考慮檔次和舒適性，故采用中央空調(diào)形式，設(shè)置專用的冷水機(jī)房，末端空調(diào)機(jī)房，冷卻塔系統(tǒng)等，還要設(shè)置冷水管井、冷水管管道、風(fēng)管等，系統(tǒng)較為復(fù)雜，設(shè)計(jì)計(jì)算工作量大，造價(jià)高（通常遠(yuǎn)高于電氣及給排水專業(yè)），維護(hù)技術(shù)及成本也高得多。此外暖通還有采暖方面內(nèi)容，限于篇幅不在本文討論。

6.結(jié)論

由以上幾點(diǎn)比較可知道，由于服務(wù)對(duì)象及場(chǎng)所的差異、采用標(biāo)準(zhǔn)的差異，造成水利項(xiàng)目的通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)與民用暖通空調(diào)設(shè)計(jì)差異甚大。

參考文獻(xiàn)：

[1]工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范. GB50019-2015.

[2]水電站通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析研究——以卡魯瑪水電站項(xiàng)目為例.工業(yè)設(shè)計(jì).

[3]蘇先鋒.中國(guó)水利水電第八工程局有限公司， 2015年第11期.

[4]水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)-采暖通風(fēng)與空調(diào).水 電機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組.水利電力出版社，1987年.