某办公大楼暖通设计浅析

俞华春

摘要：本文结合某办公大楼暖通设计实例，对该项目中的暖通设计情况进行简单阐述，并对本项目的一些设计方法进行分析与探讨，希望能为类似建筑的暖通设计提供参考。

关键词：暖通设计；新风系统；诱导通风；经济效益；建筑防排烟

中图分类号：TU83 文献标识码：A

1工程概况

本项目位于厦门市某重要交通大道旁，周边自然环境开阔优美，为城市开放空间景观的重要组成部分。对于立面设计，在表皮上采用金属幕墙与玻璃幕墙的组合，简洁明快、现代大方。地上建筑面积约46500㎡，建筑物总高度99.95m，地上25层，地下1层。地上为门厅、员工活动区、会议中心、办公室等；地下室平时为停车库及设备用房等。

2 暖通设计情况

2.1空调冷源

厦门市位于福建东南沿海，在我国建筑热工设计分区中属于夏热冬暖地区，夏季空调室外计算干球温度33.5 ℃，室外计算湿球温度27.5 ℃。对于空气调节系统本项目仅考虑夏季供冷。设计采用变频多联机中央空调系统，室外机置于室外专用平台。

2.2空调设计

（1）室内机根据房间布局、层高的不同选用天花暗藏风管式室内机、天花机、高静压风管机上送上回。

（2）新风：每层采用二或三套自带冷源的新风系统，室内机置于新风机房内，室外机置于室外专用平台。

2.3通风防排烟

（1）地上所有楼梯间和合用前室均采用自然防排烟；地下楼梯间为封闭楼梯间，采用自然防排烟，合用前室设机械加压送风系统。

（2）地下车库按防火分区设机械排风及排烟系统，排风、排烟量均按换气次数6次/h计算，其中排风系统按3米高度计算；排烟系统按实际高度计算换气体积。每个排风、排烟系统分别在机房内设一台箱式离心风机及一台高温排烟轴流风机。并在车库上空设若干台智能型诱导风机。除由车道自然进风外，其余防火分区均分别设置机械送风系统，平时送风机兼火灾补风用，送风量按平时排风量的80%及火灾排烟量的50%取大值。

（3）裙房四层员工综合活动区，每个房间设一个机械排烟系统，排烟量分别按房间面积乘以60m3/h.m2计算，每个排烟系统选用一台消防高温排烟轴流风机，置于屋面。

（4）主楼五~二十五层办公、会议室等及其内走道共设二个机械排烟系统，排烟风量以最大防烟分区面积乘以120m3/h.m2计算，每个排烟系统选用一台消防高温排烟轴流风机，置于屋面。其中大于100m2的房间设板式排烟口，其余排烟口设于内走道。

3项目设计过程中的一些分析与探讨

3.1新风系统的问题

本工程原设计考虑采用自带冷源的单向流新风系统，风机设于本层机房内，同时风机的进出风管上均设置消声器，以尽量减小或消除风机噪音对室内和室外人员的影响。然而在设计过程中业主要求采用全热交换新风系统，认为可以回收部分冷量，节约空调能源。当时笔者也与业主进行了一番探讨：依据《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005中5.3.14.2条：“设计新风量大于或等于4000m3/h的空气调节系统，且新风与排风温度差大于或等于8℃，宜设置排风热回收装置”。 而本项目位于厦门，空调室外计算干球温度为33.5℃，而《全国民用建筑工程设计技术措施》2009版暖通空调动力中表1.2.2规定一般办公室夏季空调设计计算温度为26~28℃，若取低值26℃，则新风与排风温度差为7.5℃<8℃；若取均值27℃，则新风与排风温度差为6.5℃<8℃，可以理解为该地区热回收效益较低，回收年限长，采用排风热回收意义不大。而带冷源新风系统，具有新风机组体积小，系统简单，易于安装，易于维护等特点。业主最终同意新风维持原设计。

空调新风的供给方式有很多种，各种新风处理方式有着不同的特点，应根据实际工程情况，经过对比和分析，尽量选用较为合理的新风方式。

3.2地下汽车库采用智能型诱导通风还是传统风管通风系统的问题

相对于风管通风系统，智能型诱导通风系统具有系统设计简单、占用空间少、造价低、空气净化效果好、维修保养简单等多方面优点。扩初设计时，业主比较偏向于采用传统通风方式，认为诱导风机实际工程中运用不是很广泛，主要担心通风效果不是很理想。笔者针对此项目的具体情况从各个方面进行充分的分析和比较，建议本项目车库设计采用诱导风机通风系统，并介绍业主考察了另外一个采用诱导通风系统且已投入运行的地下室。最后业主果断采纳了采用诱导风机通风系统的建议。事实证明，该项目投入使用后，其通风效果受到广泛的好评，同时少了庞大的通风管带来的压抑感，换来了地下室开阔的视觉感受（图1）。

据悉早在2000年左右，诱导通风系统已得到欧美等国家的认可，并作为地下车库的首选通风系统。当然从最初的设计，到品牌的选用，再到施工安装，每个环节都会产生不同的效果。虽然在国内的应用还不够普及，但诱导通风系统作为一种成熟的通风方式，因其具有的独特优势，相信随着设计、安装以及产品生产的逐步规范化，在今后的汽车库通风系统中会得到广泛的应用。这就少不了相关行业人员的共同努力。

图1：采用智能型诱导通风系统的视觉效果

3.3关于办公房间设置机械排烟的问题

随着2009年版《全国民用建筑工程设计技术措施》建筑部分之10.4.2条款“多层建筑（小于或等于六层）常采用外开或推拉，高层建筑不应采用外开窗，应采用内开或推拉”的实施，各地已陆续不在高层建筑中使用外平开窗。

而考虑立面的美观，本项目采用的是隐框玻璃幕墙（金属框隐蔽在玻璃的背面，室外看不见金属框（如图2）。而玻璃幕墙安全质量保障措施有规定:幕墙墙面活动部分面积不宜大于墙壁面面积15%，宜采用上悬窗，开启角度（图3中的α）不宜大于30°，开启后的宽度不宜大于300mm。而2009年版《全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调.动力》第4.9.6.2条款：当开窗角度小于70°时，其有效排烟面积为A=F×sinα，（F为窗面积）。其有限的通风面积根本无法满足《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005版）（以下简称《高规》）第8.2.2.4条：“需要排烟的房间可开启外窗面积不应小于该房间面积的2％”的要求。同时《高规》第8.4.1.2.条对需要排烟的部位的规定中：“面积超过100m2，且经常有人停留或可燃物较多的地上无窗房间或设固定窗的房间。”本项目面积超过100m2的房间较多，为了能优先采用自然防排烟，与建筑专业及幕墙设计单位进行多次沟通，最终没有更好的方案。只能在裙房以上的办公楼每层设置2个排烟系统，竖向共用竖井，排烟风机置于屋面。这就导致仅仅暖通专业，在办公房间上空除了空调新风管、空调媒管、冷凝管等，还设有庞大的排烟管。给原本层高就不高的办公空间控制净高造成很大的压力。

经过此过程，明白了随着社会文化的发展，艺术欣赏的需求，建筑设计考虑的不只是简单的功能需求，多元化的建筑美学在设计中考虑的比重也越来越大。希望不久的将来能有一种新型墙体，将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来。

图2：隐框玻璃幕墙

图3：上悬窗剖面示意图

3.4关于消防梯下地下室的加压送风

本项目上部消防电梯平时作为客梯下地下室，而地下楼梯间为封闭楼梯间，满足自然排烟要求。因此扩初阶段后，笔者与地方消防部门沟通，希望地下楼梯间和消防电梯的合用前室按电梯厅处理，不考虑机械加压送风系统。笔者认为：消防电梯主要是火灾时，由于楼高使得消防人员通过楼梯到达起火点的时候消耗了太多的体力（体力仅能到达九层）和时间而专门为消防人员设置的，其在火灾时仅供消防人员使用。当地下室着火时，消防人员通过楼梯就可以很方便快捷地到达起火点，没必要通过消防电梯下去。《高规》6.3.3条文解释四：为保证消防电梯前室（也可能是日常使用的候梯厅）的安全可靠性，前室的门必须是防火门或防火卷帘。可见：加压送风不是保证消防电梯安全的必要条件。根据《全国民用建筑工程设计技术措施-规划.建筑.景观》2009版，防火设计要点，第9.5.4相关规定：“消防电梯不下到地下室”。

笔者认为，可以通过消防电气模块控制，平时消防梯当客梯下地下室；火灾时控制消防梯不下地下室，这样电梯前室实际为电梯厅，无需机械加压送风。由于消防部门坚持电气控制很难完全保证消防梯火灾时不下地下室。施工图阶段，该地下室前室最终设计采用机械加压送风系统。

3.5综合活动区软环境的价值

裙房四层为员工综合活动区，因偶尔组织大型会议，为避免串音，原设计考虑：平时送排风系统每个区域独立设置；排烟系统各个区域共用一个系统，每个厅的排烟口前设置平时常闭排烟阀，以节省造价。后期，业主要求每个厅的排烟系统也独立设置，以达到更高的隔音要求，创造更高的人文软环境。当然这样屋顶就多出了好几台排烟风机，增加了投资成本，但是相信：由于建设舒适，给公司带来的效益，必定深有体会。

3.6室外绿化空间通风竖井的问题

对于要求塑造高品质的室外绿化空间，地下建筑出地面的通风井是一大制约因素，当时该项目的业主曾以美观作为第一指标，要求把地下室出绿化地面的所有通风井“隐形”处理。而该项目室外绿化均以矮灌木及草坪为主，竖井不管以何种形式突出地面，视觉上均会显得很“突兀”。经过与水专业及室外景观设计专业多次沟通后，达成一致方案：通过结合路面排水沟暗装把竖井给予“隐身”。如图4所示，把通风竖井及防雨百叶隐藏在地平线以下，并且在竖井周边的水沟上方设置铁箅子，以防止垃圾掉入。这种处理方式适用于竖井布置在室外绿地且无人员活动的区域，以保证进入地下进风竖井的空气品质；排风竖井排出的地下污浊空气不会对人体健康造成影响。且达到了业主所需要“干净”的室外空间，给室外的景观设计创造了有利的条件。

需要说明的是，雨天水沟积水较大时，雨水有可能通过百叶风口进入竖井内，应配合水专业在地下室竖井底部设置集水坑作为预防措施。

图4：某竖井出地面做法

结语

暖通设计，同世界上的诸多事物一样，追求的是规范、美学及各种效益之间的有机平衡。在这三者当中，规范无疑放在首位，尤其是消防规范，因为它对应的是大于天的安全保证，同时在满足规范的前提下，消防设计也并不是越复杂越好，我们也要考虑实际的可操作性和效率。在设计过程中，大家面对最多的便是美学及各种效益之间的权衡。在市场经济下，当长期的环境效益遇到了眼前的经济效益，取舍之间，责任二字不能丢在一边。如今，我市高端的大型办公综合体，如雨后春笋般纷纷上马。为了响应国家节能减排号召，作为公共建筑耗能大户的暖通空调，自然应以舍我其谁的心态，为未来美好的城市低碳环境，承担应有的责任与义务。

参考文献

[1]刘春华.空调系统新风方式及其节能的探讨[J].城市建设，2012.

[2]徐剑平.关于诱导通风系统的研究与应用探讨[J].制冷空调，2011.

[2]柴慧娟.高层建筑空调设计[M].北京：中国建筑工业出版社，1995.

[3]张吉光，等.高层建筑和地下建筑通风与防排烟[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.