摘要:在我国的建筑领域中,通常都是建筑设计院对建筑项目进行总体设计与研究,而在整个建筑项目的设计中,对于暖通的设计也是十分重要的。在建筑项目中的暖通设计是指项目中的采暖、通风和空调系统,被人称之为暖通。有关通风部分与防排烟的设计在整个暖通空调系统中起到了至关重要的作用,因此,本文通过对通风空调系统与防排烟系统的基本组成与形式加以叙述,并提出在整个暖通空调系统中通风设计中所需要注意的问题。
关键词:暖通空调;通风系统;防排烟设计
前言:
随着我国国民的生活水平不断提高,对于生活环境的要求也越发严格,尤其是在建筑领域这一方面,国民对于安全、舒适的生活和办公环境更为渴望,但在传统单元式空调系统中存在着众多不足之处,而中央空调的出现能够极大程度上解决了这一问题。国民可以通过中央空调营造出一个安全、舒适、温暖的高品质环境。由于单元式空调系统无法同时做到温湿度控制,相关设计研发人员在进行暖通空调系统的设计过程中将空调的温湿度以及人员所需最小新风量放在首位,以确保国民的人体热湿平衡,有效的解决当前存在的空调系统问题。
一、空调系统与防排烟系统的基本组成与形式
(一)空调系统的基本组成与形式
空调系统的基本组成有冷热源、管道输配系统、末端空调装置。
冷热源形式多种多样,设计当中最常用到的冷源有多联机,风冷热泵以及冷水机组,其中多联机适用于层高不高且需要分区域控制和计量的办公式建筑,风冷热泵既可以制冷也可以制热,多用于小型厂房建筑,而对于大型机加工厂房和洁净厂房,基本都采用冷水机组作为冷源,根据厂房规模大小选择螺杆式或离心式冷水机组;至于热源的选择,工程设计当中常见的有热水锅炉、蒸汽锅炉以及市政蒸汽加汽水板换组成的形式,热水锅炉在民用公共建筑或无蒸汽需求的工业厂房当中采用较多,而对于有工艺蒸汽需求的工业厂房,在有市政蒸汽的条件下,优先采用市政蒸汽加汽水板换的热源形式,但工业园区没有市政蒸汽的时候,则需要采用蒸汽锅炉满足工艺蒸汽需求和热水需求。在美乐家(南通)健康科技有限公司食品生产项目中,由于南通经济开发区工业园区已有市政蒸汽,故采用了市政蒸汽加两台汽水板换的形式作为厂房工艺设备蒸汽来源和热水需求。而在2019年设计的位于上海奉贤区的美乐家日用清洁用品及化妆品研发、生产项目中,工业园区无市政蒸汽来源,所以采用3台额定蒸发量为5T/H的蒸汽锅炉提供工业蒸汽给工艺设备以及空调热水。
在从业暖通设计的八年当中,由于大部分项目中负荷性质比较单一和稳定,管道输配系统设计当中采用最多的还是一级泵系统,而在2019年设计的位于上海奉贤区的美乐家日用清洁用品及化妆品研发、生产项目中,由于系统较大、各环路负荷特性和水流阻力相差较大,采用了变流量二级泵系统,有利于整个水泵的合计装机容量的减少,也使得空调运行的时候更加节能。
不论在之前的一般机加工工业厂房,还是电子洁净厂房或者医药洁净厂房当中,除了厂房辅助办公用房和设备用房采用风机盘管加新风机组的形式之外,末端空调装置基本采用全空气形式的空调箱系统,由于厂房空间较大,当吊顶比较高或者没有吊顶的时候,一般工业厂房会采用侧送风形式,高低位各设置射流风口,回风采用百叶上回风,以达到空调送风和控制温湿度的效果。而在洁净厂房千级区和万级区当中,送风通过FFU或高效送风口HEPA送,回风通过设置回风夹道进行下回风形式,在CFD模拟当中能直观的看到空调气流组织的流向,实际工程运行当中也满足了洁净的要求,通过了洁净验证。
(二)防排烟系统的基本组成与形式
防烟系统分为自然通风和机械加压送风两种形式,一般用于防烟楼梯间、独立前室、共用前室、合用前室以及消防电梯前室。除了建筑高度大于50m的公共建筑、工业建筑和建筑高度大于100m的住宅建筑的以上区域应采用机械加压送风系统之外,其他建筑当外墙能满足自然通风开窗要求时,优先采用自然通风防烟方式;若无法达到自然通风要求时,则应采用机械加压送风方式进行防烟,防烟的目的是为了当人员从着火点跑到疏散点时,能有效的将烟气阻隔在疏散点之外,保证人员的有效撤离和安全。
在工程消排烟设计中,排烟系统同样也有自然排烟和机械排烟之分,自然排烟则是由可开启的自然排烟窗组成,而自然排烟为了能达到排烟效果,排烟窗设置的面积、数量和位置应满足国家规范的要求;机械排烟系统则是由排烟风管和排烟风口、管井、排烟风机、以及防火阀共同组成的,排烟风机和防火阀需要接进消控中心进行控制,当发生火灾时,能第一时间启动排烟系统进行消防排烟。除地上建筑的走道或建筑面积小于500㎡的房间之外,排烟系统还需要相应的设置补风系统,另外需要注意的是,医药洁净工厂厂房由于其特殊性,丙类医药厂房建筑面积超过300㎡的房间应设置排烟设施;且设置排烟系统时,应同时设置补风系统。之所以在建筑的暖通系统中设计防排烟系统,其目的主要是为了当建筑中出现火灾时,用户或相关人员能够通过对防排烟系统的控制,达到防烟排烟的效果,从而确保用户在发生火灾时的生命安全,不至于被烟气导致伤亡。
二、暖通系统中的通风设计概述
(一)暖通空调系统中的通风设计的目的
暖通空调系统中进行通风设计的主要目的就是为了确保建筑内的空气质量达到预期要求,为用户营造出舒适清新的室内环境。在空调系统中通过对通风部分的相关设计,能够极大程度上改善建筑内部的空气环境。
用户在使用暖通空调系统时,常常会出现轻微的胸闷气短情况出现,其原因是空调的长时间使用,人员新风量不够导致整个封闭房间内部的空气变得浑浊,使其无法满足用户的正常呼吸,而且还无法将其进行净化,以致于用户出现身体不适[3]。在这时,通风设计能够将整个房间内循环的空气排出,并引进室外的新风,以达到净化房间空气的目的,比如全热交换机组,或者全新风机组和卫生间排风的组合。这就是暖通空调系统的通风过程,能够引进室外新风和排出室内空气,为办公和生活环境的改善起到极大的促进作用。
(二)暖通空调系统中的通风设计的方式与用途
在整个暖通空调系统中可以将通风方式分为两种,也就是全面通风模式和局部通风模式。由于两种通风模式所能使用的范围不同,因而用户在进行暖通空调系统的通风工作时要合理使用两种通风模式,以确保不会出现资源无端浪费情况。全面通风模式的覆盖范围较广,通常被用在整个建筑物内空气环境相对复杂的情况下,由于空气中的杂质会每时每刻无不在进行不规则运动,这一性质决定了它们并不会安稳的待在某一处或某几处固定地方,当空气中漂浮的杂质遍布在整个空气环境中,这时便需要范围较广的全面通风模式对其进行空气排出处理。而局部通风模式相比于全面通风模式所覆盖范围要小很多,通常都是作用在室内房间中需要集中局部排风的区域,比如厨房、实验室中的万向排气罩以及工艺设备的局部排风,因此只有确定该区域排风较为集中或有工艺排风需求时才会使用局部通风模式。
三、暖通防排烟设计需要注意的问题
(一)自然排烟的外窗设计问题
为了防止自然排烟外窗高度过低,排烟效果不佳,影响用户顺利疏散的情况发生,在自然排烟的外窗设计过程中应当遵循相关规定,将自然排烟的外窗安装在建筑内部排烟区域的储烟仓内。换句话说,对于自然排烟外窗的安装标准应当是在发生火灾时高于人员疏散所需的最小清晰高度。而且在进行自然排烟的外窗设计时,设计人员应当确保外窗能够在火灾时被顺利打开,并在进行草图设计时确认外窗的具体属性,禁止固定窗被当作排烟窗的情况出现[4]。要知道,排烟外窗并不是装饰物,而是火灾时用户生命安全不受威胁的保障。除此之外,在外窗进行自然排烟的过程中不排除会出现外界风力不足的情况,或者外界风力压强大于建筑内的流动风力强度,这时就需要在外窗附近添加有助于排烟的机械设备,以确保在发生火灾时建筑内部的烟能够第一时间被排出,为用户争取足够的逃离时间。
(二)防排烟风机的设计问题
在进行防排烟风机的使用过程中,通常会出现排烟风机无法正常工作或者其排烟能力无法满足预期效果的情况发生,导致这一情况发生的原因则是因为防排烟风机的进出风管出现了损坏,从而导致漏风的情况发生。所以,在我国有关于防排烟系统的设计要求中,国家规范GB51251-2017中的第4.6.1条指出:排烟系统的设计风量不应小于该系统计算风量的1.2倍。排烟风机以此为最小选型风量。另外,由于防排烟风机的设计不宜改动,因此设计人员在进行设计时需要进行谨慎细致的规划,对整个排烟系统的排烟量进行详细计算,并在原有基础上不断改进,不断完善,从而使整个防排烟风机的综合数据具有精确性与合理性。
(三)防火阀的设置问题
顾名思义,防火阀在暖通空调系统中对火灾起到至关重要的控制作用,当火灾发生时,消防系统启动,消防防排烟风机开始工作,同时关闭空调和通风等非消防系统的送、排风机,而且相关人员在进行280℃防火阀的设计过程中应当将耐火性考虑进去。防火阀的耐火性是这一暖通空调系统组件的核心所在,耐火性越高用户的生命安全也就越发得到保障,280℃防火阀应能和排烟风机一样在280℃时连续工作30min。防火阀在暖通空调中一直都处于开启状态,在设置280℃防火阀的过程中,连锁排烟风机关闭的防火阀应安装在风机的入口处,当排烟温度达到280℃以上,防火阀就会自动关闭。
四、暖通空调中通风与防排烟设计的改进建议
(一)提高设计人员的专业意识
想要对暖通空调中的通风以及防排烟设计进行改进,相关建筑企业应当提高设计人员对于暖通空调的专业认知。因此,建筑企业需要对设计人员进行专业性的培养,并要加深设计人员对于通风与防排烟设计的理解,从而加深对于这两项内容的注重程度。除此之外,建筑企业要想提高设计人员的专业意识,还应要求相关设计人员严格遵循国家规范的设计要求,以此来提高对于暖通空调中的通风以及防排烟的设计水平。
(二)严格规范设计环节
在整个建筑工程施工中,设计工作是尤为重要的,尤其是在暖通空调的通风与防排烟安装过程中,相关设计工作更是至关重要的。但是,在当前设计工作中,在暖通空调的设计过程中常常会出现设计不规范的情况发生,比如防排烟风机的安装并没有放置在排烟专用机房,而是被随意放置在离人员活动范围较近的位置,这种情况会导致整个建筑存在一定程度的安全隐患,一旦火灾发生,用户的生命财产安全得不到保障。因此,这需要建筑企业严格规范设计环节,并将其重视起来,以此确保暖通空调系统的质量不会受到影响。
(三)加强排烟与通风空调系统中的管道设计
对于排烟系统的设计就是为了确保当火灾发生时防止烟气从火灾区向相邻人员活动区蔓延,尤其是担心烟气会向着人员用来逃生的安全通道蔓延,所以在整个暖通空调系统工作进程中,管道严密性出现问题后会导致整个暖通空调系统达不到预期标准,因而需要设计人员在进行管道设计时应设计不低于国家规范GB50243-2016中的规定,这不仅能更好的发挥排烟系统的作用,还能确保用户的人员生命健康不会受到火灾影响。
结论
综上所述,暖通空调中通风与防排烟的设计在整个建筑工程中起到了至关重要的作用,更是用户生命安全的保障。
参考文献
[1]程俊.浅析暖通空调中通风与防排烟设计探究[J].中国室内装饰装修天地,2018, 000(016):202.
[2]段胜辉.浅析暖通空调系统的防排烟设计常见问题[J].大科技,2014, 000(001):300-300,301.