张志豪
上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司 上海市 200437
摘要：园林式仿古建筑的暖通设计，因建筑的风格和构造特点，存在着一定的技术难点。本文以嵊州越剧小镇园林酒店项目为例，分析和论述了园林式仿古建筑暖通设计的特点和技术方法。
关键词：园林建筑 冷热源 防排烟 坡屋面
一、项目背景
1、项目概况
本项目为嵊州越剧小镇园林酒店，是绿城集团开发建设的以中式园林建筑风格为特色的酒店建筑，同时也是作为越剧发源地的浙江嵊州打造以越剧为主题的文旅产业的核心项目，建设地点位于浙江省嵊州市甘霖镇，项目总建筑面积为30406.07平方米，地上建筑面积20058.8平方米，地下建筑面积10347.27平方米，地上为三层，地下一层，建筑高度18.9米。
2、暖通设计范围
本项目暖通设计包括冷热源系统、空调系统、通风系统和防排烟系统。其中，根据项目的使用功能和特点，设计范围还包括部分工艺性的暖通系统，如泳池空调系统和洗衣房蒸汽系统。
二、暖通系统设计要点
1、冷热源系统
根据项目的功能和体量大小，以及项目建设地处于夏热冬冷地区的气候条件，空调冷热源的选择范围较广，在方案阶段，对空气源热泵系统、多联机系统和冷水机组+锅炉系统三个冷热源系统方案进行了比选，如下表：
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最终，根据比选分析和酒店运营策略，采用在酒店功能区域和优先入住的客房区域采用冷水机组+锅炉系统，在低入住区域采用多联机系统的冷热源方案。此方案确保了使用和高入住区域的空调系统能效和系统稳定性的同时，兼顾了系统灵活性，能够更好地应对酒店各种运营情况。
2、空调系统
本项目空调系统根据不同房间类型和功能，分别采用风机盘管(或多联机室内机)+新风系统和全空气系统。宴会厅、大堂等大空间区域采用变风量全空气系统；客房、娱乐、管理办公和餐饮等区域采用风机盘管+新风系统。在人员密度高且随时间变化大的公共空间区域，设置CO2浓度探测装置，对室内的二氧化碳浓度进行数据采集、分析，并与新风或全空气系统联动。泳池采用空气源泳池热泵机组进行空调和除湿，并将排风引至室外高空排放，避免氯气异味对周围环境和人员的影响。厨房采用全新风处理机组进行工位送风，以节省能耗。
3、通风系统
各类设备用房的通风系统根据房间功能要求和布置条件进行设置，锅炉房、制冷机房都设置事故通风系统。
地下车库通风换气装置与排烟装置合用，每个防烟分区设置一台高温双速排烟风机兼做排风机，平时风机采用低速模式机械排风，火灾时切换为高速模式排烟，采用车道自然补风。地下车库设置与排风设备联动的一氧化碳浓度监测装置，当地下车库的CO浓度大于30mg/m3时，由控制系统自动打开相应区域的排风机进行排风。地下停车库采用室外高空排放，避免汽车尾气对环境和人员造成影响。
厨房设置平时值班通风和事故通风，同时设置排油烟系统，油烟经油烟净化装置处理后高空排放。厨房采用机械补风。
洗衣房通风系统与工艺要求相结合，满足排除洗衣干衣设备散热和异味的要求，设置机械排风和补风。
大空间区域如宴会厅的排风采用一台变频轴流风机，采用压力控制，以适应变新风量运行或过渡季节全新风送风。
卫生间、餐厅等需要维持负压的房间，采用机械排风、自然补风的通风形式以确保气味和污染物串通到其他空间，其中客房卫生间排风分区域集中收集排放至高空，以减小对室外空间、人员和建筑外立面的影响。
4、防排烟系统
本项目地下一层，地上三层，疏散楼梯间主要设置封闭楼梯间，自然通风条件较好，封闭楼梯间防烟系统主要采用自然通风方式，地下一层封闭楼梯间在一层直通室外或在首层设置足够面积的可开启外窗；地上封闭楼梯间采用可开启外窗自然通风。个别没有自然通风条件的封闭楼梯间，采用机械加压送风系统，加压送风系统地上和地下部分分开设置。
本项目地下室区域的排烟系统以机械排烟为主，按防火分区分别设置机械排烟系统并设置机械补风；地下停车库排烟与平时排风系统合用，平时低速排风，火警时，由消防控制中心强制切换到高速运行状态排烟。地上区域的自然排烟条件好，主要以自然排烟为主；个别没有自然排烟条件的走道与高大空间采用机械排烟系统。
5、绿建节能设计
本项目暖通设计中，在冷热源、输配系统、末端系统、监测控制与计量等各方面都应用了大量的绿色节能技术，以满足节能、环保、舒适和健康的需求。
(1). 采用高能效的冷热源设备，螺杆式冷水机组的COP值不小于5.94，综合部分负荷性能系数（IPLV）不小于6.30。燃气锅炉的热效率不小于90。
(2). 螺杆式冷水机组空调系统的电冷源综合制冷性能系数（SCOP）不小于4.4。
(3). 变频多联空调机组在名义制冷工况和规定条件下的制冷综合性能系数IPLV(C)比现行国家标准公共建筑节能设计标准》(GB50189－2015)提高16 %。
(4). 变冷媒流量多联机空调机组在系统冷媒管等效长度满足对应制冷工况下满负荷的性能系数不低于2.8；多联机空调系统的夏季供冷量修正系数不小于0.85，室内机与室外机的配比不超过1.3。
(5). 高效率风机的选择：新风系统所选风机的单位风量耗功率不高于0.24W/(m3/h)；通风系统的风机单位风量耗功率不高于0.27W/(m3/h)；酒店建筑全空气系统的风机单位风量耗功率不高于0.30W/(m3/h)。
(6). 全空气系统新风口设置调节风阀，最大新风引入量可实现过渡季节全新风运行。
(7). 循环冷却水系统设置微晶旁通水处理器进行循环水水处理；各冷却塔集水盘之间设置连通管，避免冷却水泵停泵时冷却水溢出。
(8). 保温保冷材料的节能选择：冷媒管、冷凝水管保温材料均为难燃B1级橡塑保温材料，70℃时导热系数≤0.038W/(m.K)密度为60~70kg/m3；空调风管保温均采用离心玻璃棉，密度为32~48Kg/m3，70℃时的导热系数≤0.046W/(m.K)。保温厚度不小于30mm，热阻为0.81m2.K/W。
(9). 空调冷热水及冷却水补水的用水量分别独立计量。
(10). 在人员密度高且随时间变化大的公共空间区域，设置CO2浓度探测装置，对室内的二氧化碳浓度进行数据采集、分析，并与新风或全空气系统联动。
(11). 地下车库设置与排风设备联动的一氧化碳浓度监测装置，当地下车库的CO浓度大于30mg/m3时，由控制系统自动打开相应区域的排风机排风。
(12). 选用高效率、低噪声、低振动的空调、通风设备, 所有通风、空调系统的设备安装均采用消声隔声、减振隔振措施，满足环保要求。
(13). 热源系统采用一套气候补偿器作为供热量控制装置，根据室外温度调节热源系统电动调节阀开度，从而调节供水流量，实现节能的目的。
三、设计难点分析
本项目平面布局复杂、地下空间利用率高、房间功能类型多、使用要求高，结合园林式建筑的特殊构造特点，使得暖通设计中存在不少难以需要在技术上加以攻克。
1、地下防排烟设计
首先是地下一层的防排烟系统，本项目地下一层建筑面积大，功能涵盖设备用房、车库、酒店管理办公、厨房、员工餐厅、娱乐(SPA、健身、泳池)等，共分为9个防火分区。新版《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017的实施对建筑防排烟系统设计提出了更高的要求，尤其是对地下空间的防排烟要求更为细致和严格，本项目设计工作的开展恰逢新标准实施后不久，地下一层布局复杂，而与此同时，新标准对建筑设计所产生的影响和新要求，建筑专业设计人员也未能及时了解，因此防排烟系统在地下楼梯间防烟条件、机房设置、管道走向、管井和室外风口位置、补风系统设置等方面都存在着很大的设计难度。在实际设计过程中，从方案阶段开始，本人便积极与方案设计人员充分沟通，在平面布局中预留好地下一层防排烟设计所需的布置条件，在准确进行防排烟设计计算的前提下，对机房位置、管井、楼梯间可开启外窗和室外风口等合理规划，在后续初步设计和施工图设计过程中，针对各种错综复杂的平面调整，始终认真贯彻防排烟设计的标准要求，把握好技术状态，相应做出符合要求的设计优化，确保防排烟设计合理到位，满足规范要求。
2、坡屋面对暖通设备和室外风口布置的影响
本项目为园林式仿古建筑，为配合其建筑风格的一致性，其屋面整体为构造精巧复杂的坡屋面，这给暖通设备和室外风口的布置造成了困难。按常规的设计思路，按本项目的系统设置要求，加压送风机房和风口、排烟机房和风口、空气处理机组和新风机组及其新风口、卫生间排风机和风口、冷却塔、厨房油烟净化设备及风口、多联机室外机、锅炉烟囱等设备和风口需要利用平屋面进行布置，但对于本项目只能采取其他设计方法来解决此技术难点。在实际设计过程中，本人根据各系统和设备的实际要求，采取不同的技术方案进行布置。对于冷却塔、大型空气处理机组、多联机室外机和部分排烟风机等设备，和建筑专业协调，设置局部的平屋面来布置；对于部分防排烟风机则在室内设置风机房；卫生间集中排风机采用屋面下吊装的方案；而对于室外风口和烟囱口，在满足风量和面积要求的前提下，采用和屋面造型和装饰相结合的方法来设计。
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图2_坡屋面新风口
3、空调冷热源机房位置选择
本项目平面布局范围广，采用冷水机组+锅炉作为冷热源的主体空间空调区域东西向跨度有200米长，因此冷热源机房的位置选择对于空调系统设备和输配管路的设计影响很大，对整个空调系统的节能运行也起到关键的作用。但是本项目地下一层平面空间紧张，锅炉房的设置需要考虑安全要求，经过方案比选，最终将制冷机房和热水二次水供水设备设置在靠近空调区域中心的位置，锅炉房设置在满足安全要求的区域，因锅炉所提供的锅炉一次水温差大、流量小，故输送距离稍长所损失的能耗相对较小。
4、客房设计要求
本项目作为高端酒店项目，建设方和酒店管理公司对客房的舒适性和装修效果要求很高，在实际设计过程中，空调送风口的位置选择充分配合房间内家具布置，卫生间排风口采用暗装形式，同时在卫生间设置了风机盘管（或室内机）。这对有限的吊顶空间内的管路和设备布置带来了挑战，为实现这些要求，本人对空调和通风管路系统进行了大量优化，最终圆满完成了布置。
四、总结与改进
本项目的暖通设计因园林式仿古建筑风格的构造特点、地下空间的布局、新防排烟系统设计国标的生效、暖通系统设置的复杂性和建设方和酒店管理公司对项目的要求等原因，存在着相当大的难度。从设计成果来看，还是取得了比较理想的效果。同时也有一些可以改进的地方，包括楼梯间防烟设计、锅炉房设计、新风系统按照房间使用功能的合理划分等，在设计前期可以与建筑专业更好地配合争取更为合理的布置方案，为后续阶段的设计创造条件。
本项目的设计工作给仿古公共建筑的暖通设计提供了宝贵的经验，其设计方法和解决问题所采取的技术措施值得同类项目借鉴。
参考文献：
[1]李志浩,张永铨. 空调冷热源系统的选择[J]. 暖通空调, 1996, 026(004):3-10.
[2]罗强,赵慧娣. 绿色建筑暖通空调设计方法探讨[J]. 四川水泥, 2017, 000(008):350-350.