杭州市建筑设计研究院有限公司 浙江省杭州市 310000
摘要：本文介绍了杭州某高级中学空调冷热源、末端形式、通风系统、防排烟系统设计，针对中小学建筑的特点提出合理的解决方案及思考。
在以往的建筑设计中，学校建筑特别是中学建筑，较少设计空调系统。随着人民生活水平的提高和素质教育的推进，学校建筑规模形式不断更新发展，师生舒适度要求提高，对室内热湿环境提出更高的要求。本文结合设计实例，根据学校建筑设计的特点，介绍项目的空调冷热源、末端形式、通风系统、防排烟系统设计，为类似相关设计提供参考。
项目概况
项目为杭州某高级中中学新建工程设计，总建筑面积为146621m2.其中地上建筑面积为104761m2，主要功能为教学楼、实验楼、体育馆、泳池、宿舍、食堂餐厅、报告厅、图书馆、学生宿舍等。地下建筑面积为41860m2，主要功能为地下机动车库和非机动车库及设备用房等。
空调冷热源
项目冷热源确定过程中与校方充分沟通，根据学校使用特性及建筑立面形式、建筑空间特点合理选择空调冷热源，各单体空调冷热负荷及空调形式冷热源如下：
.png)
教室、实验室均为南北通透，外立面一侧为外走廊，一侧为百叶造型，百叶造型的设计为空调外机的设置提供了条件。考虑空调系统的灵活性及百叶造型的立面优势，教室、实验室根据房间设置独立的空调系统，采用一拖一或一拖二风管机，空调外机置于百叶造型与外墙的空间内。行政办公、食堂部分运行时间独立，各层功能用房均可独立集中运行，考虑分层设置独立的变冷媒流量系统。项目图书馆阅读区均为大开间设计，对噪音要求也比较高，为满足大开间低速全空气系统的要求，图书馆冷热源采用风冷热泵系统。体育馆篮球馆、报告厅为独立的高大空间，且单体面积较小，采用直接膨胀式屋顶空调机组。泳池区域池水散湿量较大，考虑泳池区域的除湿及节能需求，泳池区域设置2台除湿量为105kg/h的三合一除湿热泵机组（除湿、池水加热、空调）作为冷热源。
空调末端
图书馆、报告厅、泳池、体育馆等大空间设置全空气低速送风系统，气流组织上送上回或侧送上回，空调送风口采用旋流风口满足高大空间的送风需求，回风口采用，门铰式风口集中回风。篮球场馆空调风口沿篮球馆赛场周边布置，以减少送风气流对比赛场地的影响。图书馆、报告厅、泳池、体育馆均为高密集人员场所，需保证足够的通风换气以满足规范对新风量的要求，并保证过渡季节足够的通风换气。
食堂、行政楼采用变冷媒流量系统空调末端。室内机根据装修形式合理采用室内机，室内机形式食堂以四面出风天花机上送上回为主，行政办公以侧送上回为主。新风系统根据条件大部分采用全热交换器补充新风，通过室内外双向换气，空调的能量从排风中回收到新风中，既高效节能，又保证了各个房间的新风需求。新风、排风接室外防雨百叶，所有接入房间的送风风管均设置多叶调节阀。体育馆乒乓球室、舞蹈室、门厅等小空间区域设置风管式变冷媒流量末端，其中乒乓球室送风风口低速送风并避开比赛区域布置。
宿舍区域采用分体空调壁挂机形式，为保证宿舍内通风换气及良好的室内空气品质，应校方要求，与宿舍阳台门的上方设置壁式新风机，具备杀菌、过滤等功能。
教学楼、实验楼教室空调形式采用一拖一（3匹）或一拖二风管机（6匹）），并每层分区域设置直膨式集中设置新风系统（含中效过滤段），集中处理满足教室人员对新风及空气品质的要求，新风机组置于各层拖把间等辅助用房内。教室内设置吊顶，空调室内机置于落地柜的上方，侧送风口。如图1所示。
.png)
图1：教室侧送风空调布置
通风系统
根据规范要求，项目化学实验室、生物实验室、准备间设置机械通风系统。普通化学实验室、生物实验室侧墙窗下设置侧壁式排风机，以排除室内废气，换气次数为10次/小时。对于有毒化学实验室设置局部排风系统，风管接实验台上的万向排风罩，毒气由设置在屋顶的风机经由通风管道排入大气，有毒化学实验室置于一层，排风管结合地梁夹层内敷设，换气次数20次/小时，详见图2；准备室、药品室设置通风柜，通风柜排风经竖井由屋顶风机排至室外。风机均采用防腐型的玻璃钢风机。
.png)
图2：有毒化学实验室风管布置
设计思考
在早期的项目中教学建筑形式外立面比较单一，现在教学建筑立面追求形式多样化，建筑立面与空调形式的结合是空调设计面临的一个课题。本项目借用建筑外立面百叶造型的设计将外机位隐藏，减少外机对立面的影响。设计中发现，与高校建筑不同的是，中小学建筑教学楼实验楼的使用频率使用时间相对集中，因此在建筑立面不允许的情况下，可采用集中冷热源形式。由于中小学寒暑假时间较长，学校建筑极端天气下运行的频次较小，空气能在非极端天气下的制冷制热效率较高，因此可充分利用空气能作为系统的冷热源。冷却塔与水环多联机、风冷热泵可充分考虑作为教学建筑中的冷热源，布置时需充分考虑噪音的影响。
学校暖通空调设计需满足学校实际功能的需要，如本项目中的有毒化学实验室的通风系统设计。校方反映学生家长对室内空气品质愈加关注，新风的设置已成为学生择校的关注点，本项目在教室、宿舍、图书馆等人员密集的场所均设置的新风过滤除尘装置。尤其受到新冠肺炎疫情的影响后，学校建筑应合理设计新风系统减少交叉感染，以满足平疫结合、室内舒适度及空气品质的需要，建议可采用冰蓄冷低温送风的形式。
参考文献：
[1]GB50736-2012，民用建筑供暖通风与空气调节设计规范
[2]兰龙江，浅谈独立新风系统在学校建筑中的应用.