公共建筑改造項目中暖通設計相關問題分析

劉宇

河北省第四建筑工程有限公司 河北石家莊 050000

1 工程概況

某省政協辦公廳機關辦公樓局部改造項目，建筑高度23.95米，改造建筑面積5947平方米，新增建筑面積83平方米，改造后建筑面積6090平方米，改造內容為調整室內功能房間布局，增加會議室和備會室等功能房間，對原有建筑進行加固裝修，改造配套設施。

暖通設計內容包括：對空調系統、采暖系統、通風及防排煙系統進行重新設計?？照{采用多聯機系統，新風采用新風換氣機，采暖采用散熱器系統，根據建筑方案房間功能布局，合理布置空調室內機、散熱器及管道，布置新風、通風及防排煙設備及管道。

2 設計原則

2.1 滿足功能需求化

項目原有空調系統設計標準偏低，改造后使用人數較增多，原有空調負荷已不能滿足使用需要，需增加空調系統的總負荷。原有空調室內機常年使用，過濾網和熱交換器積聚大量灰塵，不僅嚴重危害人體健康，而且會降低空調的制冷效率，增加系統能耗，需對原有室內機進行清理和替換。在使用者需要方面考慮，空調系統需具有室內溫度精確控制、室內溫度顯示、連鎖控制等功能，同時滿足最小新風量需求，空調系統需配套相關功能模塊及增加新風系統。原有采暖散熱器系統采用單管水平串系統，不具備室內溫度調節功能，在使用者舒適性和節能方面考慮，采暖系統需改變為共用立管水平同程式采暖系統，散熱器增加高阻溫控閥[1]。結合建筑功能房間布局方案，對特殊房間加設通風系統及防排煙系統。

2.2 節約利舊最大化

項目原有空調系統為多聯機系統，由于設備老化，系統不能準確調控房間溫度，同時控制器不能顯示房間溫度，室內溫度無法保證，前期考慮進行維修和附加配套設施的方案，但經論證后發現采用維修方案費用并不低，估算投資成本達到全部替換空調系統總費用的60%，同時維修配件購買困難，維修后系統正常運行保證率不高，所以最終采用整體替換空調系統的方案，但需充分利用原有冷媒管管井、空調室外機基礎，原有空調設備進行重新組合移為他用。項目原有采暖系統采用散熱器系統，使用者普遍反映采暖效果不好，加之室內鍍鋅鋼管已被建設部列為嚴禁使用材料名錄，同時散熱器和管道銹蝕嚴重，若繼續使用室內采暖溫度無法保證，所以功能房間內管道和散熱器進行重新更換并改變系統形式。經技術論證換熱站系統具備繼續使用條件，采暖主立管利用原有水井閑置空間進行布置[2]。

2.3 設計節能綠色化

空調采暖系統考慮節能綠色設計，其設備及系統的能效比、耗電輸熱（冷）比、制冷綜合性能系數、風量耗功率等指標值滿足《公共建筑節能設計標準》中的限值要求。系統設備采用噪音小、振動小的產品，同時采取減震降噪措施，以達到噪聲控制要求。新增新風系統采用新風換氣機，最大化回收排風的冷熱量，同時在滿足最小新風量的前提下根據季節變換調節新、排風量，已達到綠色節能效果?？照{采暖系統加設冷熱計量裝置及室內溫度調節功能，通過主動調節實現節能降耗。該項目綠色設計嚴格按照《綠色建筑評價標準》執行，按項目設計實際情況對照標準進行逐項打分。

3 關鍵技術措施

3.1 冷熱源復核

項目改造前后所采用采暖和空調系統一致，需復核冷熱源是否滿足改造后系統所需供熱（冷）量。采暖系統改造后較改造前的室內設計溫度有所提高，另外室外開窗門洞面積加大，相應的冷風侵入和冷風滲透負荷增大，導致改造后系統總熱負荷有所增大，同時由于采暖系統形式的改變，造成改造后系統最不利環路加長，散熱器處增加高阻力溫控閥，導致改造后系統阻力有所增大。經核實，采暖系統熱源自市政熱力管網，經院區換熱站置換為75/50℃的熱水，換熱站容量還有600KW的余量，循環泵揚程為32m，換熱站的容量和壓力均可滿足采暖系統改造后的需求。由于空調系統全部更新，所以對冷源的富裕量不做核實。改造前后采暖系統容量對比表見表1。

表1 改造前后采暖系統容量對比表

3.2 凈高控制

我們對原有建筑現場勘查發現，建筑吊頂內設備管線標高普遍較低，各專業管線排布混亂，很大程度上壓低了吊頂高度，另外大部分房間采用了平吊頂方式，使得吊頂缺乏層次性的同時進一步壓低了吊頂高度，小房間內吊頂高度還可基本滿足使用要求，但是大空間低吊頂就會給使用者造成強烈的壓抑感。在與業主方充分溝通后，確定了實現室內凈高最大化的原則，為此我們制定了相應的技術措施：（1）優化管線排布，管線盡可能圍繞大房間周邊布置，支管最大程度錯開主梁；（2）結合精裝專業，合理布置空調室內機，大房間周邊布置的空調室內機采用側送方式，房間內部在梁窩內布置的空調室內機采用下送方式；（3）使用BIM技術，實現管道設計的可視化，利用漫游、碰撞檢查等功能查找系統的“錯漏碰缺”問題，及時對管道設備進行調整[3]。通過上述技術措施，在滿足使用性的同時實現了室內凈高最高化?？照{及管線典型布置見圖1，走廊管線綜合剖面見圖2，改造前后室內凈高對比見表2。

表3 自然排煙系統數據表

圖1 空調及管線典型布置圖

圖2 走廊管線綜合剖面圖

表2 改造前后室內凈高對比表

3.3 防排煙設計

此項目防排煙設計原則為盡量采取自然防排煙方式，若不能滿足要求，設置機械防排煙系統，相應增加風機房及豎井。經分析，原有建筑功能房間較為規則，窗墻比較大，原有防排煙系統采用自然方式，這給該項目采用自然防排煙方式創造了有力條件，同時此項目的建筑面積基本滿足使用，若增加機械防排煙系統相應就會增加風機房，造成實用面積減少，若需開洞口則相應進行局部加固，項目初投資就會提高。在結合建筑方案充分論證的基礎上，最終確定采用自然防排煙系統。自然防排煙系統技術措施：

（1）合理劃分防煙分區，在房間相應位置增加擋煙垂壁，使每個防煙分區具備自然排煙的洞口。

（2）調整開窗大小，增加開窗面積，對原有玻璃幕墻的局部固定扇窗改為可開啟扇。

（3）樓梯間外墻上增加可開啟窗，滿足每5層內設置可開啟外窗總面積不小于2平米，布置間距不大于3層的要求。自然排煙系統數據見表3。

4 結語

公共建筑改造項目暖通設計較新建項目需考慮的限制性因素較多，前期需對關鍵因素實地考察，經過論證核查從而識別設計條件，以確定最佳的暖通設計方案。公共建筑改造項目暖通設計首先應遵循項目設計原則，對于本文所提出的關鍵技術措施要重點推敲，最終通過項目投入使用的效果進行后評價，不斷總結和分析，以提高暖通設計水平。