公共建筑改造项目中暖通设计相关问题分析

刘宇

河北省第四建筑工程有限公司 河北石家庄 050000

1 工程概况

某省政协办公厅机关办公楼局部改造项目，建筑高度23.95米，改造建筑面积5947平方米，新增建筑面积83平方米，改造后建筑面积6090平方米，改造内容为调整室内功能房间布局，增加会议室和备会室等功能房间，对原有建筑进行加固装修，改造配套设施。

暖通设计内容包括：对空调系统、采暖系统、通风及防排烟系统进行重新设计。空调采用多联机系统，新风采用新风换气机，采暖采用散热器系统，根据建筑方案房间功能布局，合理布置空调室内机、散热器及管道，布置新风、通风及防排烟设备及管道。

2 设计原则

2.1 满足功能需求化

项目原有空调系统设计标准偏低，改造后使用人数较增多，原有空调负荷已不能满足使用需要，需增加空调系统的总负荷。原有空调室内机常年使用，过滤网和热交换器积聚大量灰尘，不仅严重危害人体健康，而且会降低空调的制冷效率，增加系统能耗，需对原有室内机进行清理和替换。在使用者需要方面考虑，空调系统需具有室内温度精确控制、室内温度显示、连锁控制等功能，同时满足最小新风量需求，空调系统需配套相关功能模块及增加新风系统。原有采暖散热器系统采用单管水平串系统，不具备室内温度调节功能，在使用者舒适性和节能方面考虑，采暖系统需改变为共用立管水平同程式采暖系统，散热器增加高阻温控阀[1]。结合建筑功能房间布局方案，对特殊房间加设通风系统及防排烟系统。

2.2 节约利旧最大化

项目原有空调系统为多联机系统，由于设备老化，系统不能准确调控房间温度，同时控制器不能显示房间温度，室内温度无法保证，前期考虑进行维修和附加配套设施的方案，但经论证后发现采用维修方案费用并不低，估算投资成本达到全部替换空调系统总费用的60%，同时维修配件购买困难，维修后系统正常运行保证率不高，所以最终采用整体替换空调系统的方案，但需充分利用原有冷媒管管井、空调室外机基础，原有空调设备进行重新组合移为他用。项目原有采暖系统采用散热器系统，使用者普遍反映采暖效果不好，加之室内镀锌钢管已被建设部列为严禁使用材料名录，同时散热器和管道锈蚀严重，若继续使用室内采暖温度无法保证，所以功能房间内管道和散热器进行重新更换并改变系统形式。经技术论证换热站系统具备继续使用条件，采暖主立管利用原有水井闲置空间进行布置[2]。

2.3 设计节能绿色化

空调采暖系统考虑节能绿色设计，其设备及系统的能效比、耗电输热（冷）比、制冷综合性能系数、风量耗功率等指标值满足《公共建筑节能设计标准》中的限值要求。系统设备采用噪音小、振动小的产品，同时采取减震降噪措施，以达到噪声控制要求。新增新风系统采用新风换气机，最大化回收排风的冷热量，同时在满足最小新风量的前提下根据季节变换调节新、排风量，已达到绿色节能效果。空调采暖系统加设冷热计量装置及室内温度调节功能，通过主动调节实现节能降耗。该项目绿色设计严格按照《绿色建筑评价标准》执行，按项目设计实际情况对照标准进行逐项打分。

3 关键技术措施

3.1 冷热源复核

项目改造前后所采用采暖和空调系统一致，需复核冷热源是否满足改造后系统所需供热（冷）量。采暖系统改造后较改造前的室内设计温度有所提高，另外室外开窗门洞面积加大，相应的冷风侵入和冷风渗透负荷增大，导致改造后系统总热负荷有所增大，同时由于采暖系统形式的改变，造成改造后系统最不利环路加长，散热器处增加高阻力温控阀，导致改造后系统阻力有所增大。经核实，采暖系统热源自市政热力管网，经院区换热站置换为75/50℃的热水，换热站容量还有600KW的余量，循环泵扬程为32m，换热站的容量和压力均可满足采暖系统改造后的需求。由于空调系统全部更新，所以对冷源的富裕量不做核实。改造前后采暖系统容量对比表见表1。

表1 改造前后采暖系统容量对比表

3.2 净高控制

我们对原有建筑现场勘查发现，建筑吊顶内设备管线标高普遍较低，各专业管线排布混乱，很大程度上压低了吊顶高度，另外大部分房间采用了平吊顶方式，使得吊顶缺乏层次性的同时进一步压低了吊顶高度，小房间内吊顶高度还可基本满足使用要求，但是大空间低吊顶就会给使用者造成强烈的压抑感。在与业主方充分沟通后，确定了实现室内净高最大化的原则，为此我们制定了相应的技术措施：（1）优化管线排布，管线尽可能围绕大房间周边布置，支管最大程度错开主梁；（2）结合精装专业，合理布置空调室内机，大房间周边布置的空调室内机采用侧送方式，房间内部在梁窝内布置的空调室内机采用下送方式；（3）使用BIM技术，实现管道设计的可视化，利用漫游、碰撞检查等功能查找系统的“错漏碰缺”问题，及时对管道设备进行调整[3]。通过上述技术措施，在满足使用性的同时实现了室内净高最高化。空调及管线典型布置见图1，走廊管线综合剖面见图2，改造前后室内净高对比见表2。

表3 自然排烟系统数据表

图1 空调及管线典型布置图

图2 走廊管线综合剖面图

表2 改造前后室内净高对比表

3.3 防排烟设计

此项目防排烟设计原则为尽量采取自然防排烟方式，若不能满足要求，设置机械防排烟系统，相应增加风机房及竖井。经分析，原有建筑功能房间较为规则，窗墙比较大，原有防排烟系统采用自然方式，这给该项目采用自然防排烟方式创造了有力条件，同时此项目的建筑面积基本满足使用，若增加机械防排烟系统相应就会增加风机房，造成实用面积减少，若需开洞口则相应进行局部加固，项目初投资就会提高。在结合建筑方案充分论证的基础上，最终确定采用自然防排烟系统。自然防排烟系统技术措施：

（1）合理划分防烟分区，在房间相应位置增加挡烟垂壁，使每个防烟分区具备自然排烟的洞口。

（2）调整开窗大小，增加开窗面积，对原有玻璃幕墙的局部固定扇窗改为可开启扇。

（3）楼梯间外墙上增加可开启窗，满足每5层内设置可开启外窗总面积不小于2平米，布置间距不大于3层的要求。自然排烟系统数据见表3。

4 结语

公共建筑改造项目暖通设计较新建项目需考虑的限制性因素较多，前期需对关键因素实地考察，经过论证核查从而识别设计条件，以确定最佳的暖通设计方案。公共建筑改造项目暖通设计首先应遵循项目设计原则，对于本文所提出的关键技术措施要重点推敲，最终通过项目投入使用的效果进行后评价，不断总结和分析，以提高暖通设计水平。