(浙江工業(yè)大學(xué) 工程設(shè)計集團有限公司，浙江 杭州 310014)

考慮到大空間場所空調(diào)負荷變化規(guī)律性比較明顯、溫濕度要求比較統(tǒng)一，為保證整個空間場所空氣氣流的合理分布，空調(diào)設(shè)計一般采用全空氣系統(tǒng)比較合理，空調(diào)設(shè)備采用大風(fēng)量空調(diào)機組更能適用于大空間場所對空調(diào)的要求。全空氣系統(tǒng)是指使用場所為了達到空調(diào)效果，其所需的冷源、熱源介質(zhì)不進入大空間場所而只是接送至為其服務(wù)的空調(diào)機房，使用場所內(nèi)的冷量和熱量全部由布置在空調(diào)機房內(nèi)的空調(diào)機組處理后的冷、熱空氣承擔，使用場所內(nèi)只有空調(diào)風(fēng)管布置，為了便于空調(diào)送風(fēng)管和回風(fēng)管的布置，空調(diào)機房一般布置在使用場所內(nèi)部位置。對于大空間場所，采用大風(fēng)量空調(diào)機組進行空氣處理的全空氣空調(diào)系統(tǒng)是經(jīng)濟、合理、適用的空調(diào)形式。

隨著時間的推移，歷史的變更，房間的使用功能也會隨之改變。原來是大空間場所使用功能，使用一段時間后會作為增加許多分隔墻的小房間使用。在設(shè)計過程中，投資單位往往會提出許多要求，包括不改變原來的空調(diào)設(shè)備，通過對空調(diào)系統(tǒng)的管路進行改造設(shè)計，增加相應(yīng)技術(shù)措施，以達到實際使用要求。用同一臺大風(fēng)量空調(diào)機組對各種不同功能的房間進行送風(fēng)回風(fēng)，組織合理的空調(diào)氣流，解決空調(diào)送風(fēng)量分配不均勻、各房間空調(diào)使用要求溫濕度不一致、空調(diào)使用時間不一致、各房間空調(diào)冷熱負荷差異性等一系列技術(shù)問題，從而實現(xiàn)不同使用功能房間的空調(diào)需求[1]，對研究者來說是一個新的課題。

1 大風(fēng)量空調(diào)機組應(yīng)用于小空間場所時存在問題

為了更好地研究大空間場所與有分隔墻的小房間兩種空調(diào)工作條件下的空調(diào)情況，找出兩種條件下存在的問題，特意把兩種情況設(shè)定為邊界條件一和邊界條件二。

邊界條件一：大空間場所、房間使用功能單一、空調(diào)使用時間穩(wěn)定、空調(diào)負荷和風(fēng)量恒定，采用一臺大風(fēng)量空調(diào)機組對整個大空間場所實施空調(diào)送風(fēng)回風(fēng)，平時使用時能夠滿足該場所空調(diào)溫濕度使用要求，運行情況穩(wěn)定。

邊界條件二：把大空間場所分隔成許多小面積房間，各房間使用功能不同，空調(diào)使用時間不同，各房間一天中出現(xiàn)空調(diào)最大冷熱負荷和風(fēng)量的時間段是不一致的，在這種前提下，采用原來一臺大風(fēng)量空調(diào)機組對眾多小面積房間送風(fēng)回風(fēng)，如何能滿足各房間空調(diào)使用要求。

邊界條件一的空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)過多年運行，一直運行穩(wěn)定，能夠滿足客戶期待的使用要求。邊界條件二采用同樣的一臺大風(fēng)量空調(diào)機組對眾多小面積房間送風(fēng)回風(fēng)，是否能夠滿足各房間的空調(diào)使用要求，或者說空調(diào)使用過程中會發(fā)生什么樣的問題。通過鴻業(yè)空調(diào)負荷軟件計算分析表明：盡管總建筑面積沒有發(fā)生變化，由于劃分為眾多功能不同的小房間，邊界條件二情況下的空調(diào)冷熱負荷與空調(diào)總送風(fēng)量值要比邊界條件一減少15%～20%，如果還是采用一臺大風(fēng)量空調(diào)機組運行，會產(chǎn)生以下問題[1-6]：

1) 大風(fēng)量空調(diào)機組運行成本會增加20%～30%，不利于建筑節(jié)能要求。

2) 邊界條件二中各房間空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)會非常不均勻，直接結(jié)果是各房間的溫濕度難以達到期望目標值要求。

3) 大風(fēng)量空調(diào)機組長期在大風(fēng)量狀態(tài)下運行，不僅風(fēng)量難以消耗，還會產(chǎn)生較大的運行噪聲，不利于各房間舒適性空調(diào)對房間噪聲環(huán)境的要求。

4) 眾多小房間的吊頂空間中有大尺寸風(fēng)管、大截面風(fēng)管的存在，不利于房間吊頂造型的布置，不利于建筑空間的有效利用。

綜上因素，邊界條件二大風(fēng)量空調(diào)機組運行時，如果不采取相應(yīng)安全可靠的技術(shù)措施，空調(diào)系統(tǒng)的運行達不到舒適性空調(diào)要求的經(jīng)濟、適用、安全、環(huán)境等目標期望值。

2 設(shè)計策略

在邊界條件二設(shè)定條件情況下，如何使空調(diào)運行工況能夠達到目標期望值，針對這一問題筆者分別從以下幾個方面進行策略研究，并采取相應(yīng)的技術(shù)措施以達到設(shè)定的目標。

2.1 空調(diào)負荷及風(fēng)量計算

空調(diào)負荷及風(fēng)量的正確計算是分析邊界條件二空調(diào)系統(tǒng)情況的基礎(chǔ)，本研究采用的軟件是“鴻業(yè)空調(diào)負荷計算軟件”(9.0版)。邊界條件二與邊界條件一相比，建筑圍護結(jié)構(gòu)條件是一樣的，不同條件是邊界條件二情況下，房間人員數(shù)量、燈光照明指標、空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)指標不同。計算結(jié)果是邊界條件二情況下的總冷熱負荷和空調(diào)送風(fēng)量要比邊界條件一少15%～20%，以此空調(diào)負荷及風(fēng)量計算確定設(shè)定目標數(shù)據(jù)。

2.2 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計策略

筆者從空調(diào)負荷和風(fēng)量匹配、采用風(fēng)機變頻技術(shù)、定風(fēng)量閥的應(yīng)用等幾個方面分析，考慮空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計策略。

2.2.1 空調(diào)負荷和風(fēng)量匹配

通過對邊界條件二中各房間進行分析、計算和研究，邊界條件二整個區(qū)域空調(diào)的逐時冷熱負荷及與之相適應(yīng)的風(fēng)量是一個確定值，在對各房間實施空調(diào)設(shè)計時，需要送入的空調(diào)冷熱負荷和風(fēng)量也是一個確定值，這兩者之間只需考慮管路損耗和熱效率就能確定空調(diào)設(shè)備的負荷及風(fēng)量要求，在空調(diào)設(shè)備的選配時應(yīng)盡量避免產(chǎn)生“大馬拉小車”的情況。邊界條件二要求的空調(diào)設(shè)備參數(shù)要求比邊界條件一要小15%～20%。

2.2.2 風(fēng)機變頻技術(shù)

風(fēng)機變頻是空調(diào)行業(yè)中應(yīng)用于大風(fēng)量空調(diào)機組不太常見的技術(shù)措施，主要原理是根據(jù)空調(diào)場所所需實際風(fēng)量的要求改變風(fēng)機轉(zhuǎn)速，從而可以改變空調(diào)機組中風(fēng)機的運行曲線，隨著風(fēng)機轉(zhuǎn)速的變化，風(fēng)機的風(fēng)量、風(fēng)壓和電機耗功率值都會有明顯的變化。圖1為風(fēng)機特性曲線。圖1中：Q為風(fēng)機風(fēng)量；p為風(fēng)機風(fēng)壓；Q—p風(fēng)機特性曲線是風(fēng)機在不同速度條件下運行時的風(fēng)壓—風(fēng)量特性曲線；管網(wǎng)特性曲線是管網(wǎng)在不同風(fēng)量條件下運行時的管網(wǎng)風(fēng)管阻力特性曲線。

圖1 風(fēng)機特性曲線Fig.1 Fan characteristic curve

工作點A是滿足邊界條件一前提下空調(diào)機組的運行工作點，此時空調(diào)機組風(fēng)機轉(zhuǎn)速為n1，風(fēng)量為Q1，風(fēng)壓為p1。工作點B是滿足邊界條件一前提下空調(diào)機組的運行工作點，此時空調(diào)機組風(fēng)機轉(zhuǎn)速為n2，風(fēng)量為Q2，風(fēng)壓為p2。當空調(diào)機組風(fēng)機工作點由A變至B時，風(fēng)機風(fēng)量、風(fēng)壓在風(fēng)機轉(zhuǎn)速變動下作相應(yīng)變化，此時風(fēng)管管網(wǎng)阻力也隨著風(fēng)機風(fēng)量、風(fēng)壓的改變而變化[7-13]。

為了達到邊界條件二的運行條件，通過對空調(diào)機組設(shè)置風(fēng)機變頻器，采取改變風(fēng)機運行轉(zhuǎn)速的技術(shù)措施，改變風(fēng)機電機運轉(zhuǎn)頻率來實現(xiàn)空調(diào)機組風(fēng)量、風(fēng)壓的最優(yōu)化運行，在滿足空調(diào)場所風(fēng)量、風(fēng)壓要求前提下同時滿足風(fēng)管管路阻力要求。通過對空調(diào)場所的風(fēng)量和風(fēng)管系統(tǒng)的水力進行分析計算，空調(diào)機組的工作點從A改變?yōu)锽時，工作點B狀態(tài)下空調(diào)機組風(fēng)機的風(fēng)量Q2能夠滿足邊界條件二情況下各小空間房間空調(diào)風(fēng)量要求，風(fēng)機的風(fēng)壓p2也可以克服空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)阻力，達到每個送風(fēng)口對送風(fēng)量和送風(fēng)風(fēng)速的要求，從而滿足各個房間設(shè)定空調(diào)的目標。

流體力學(xué)公式表明風(fēng)機風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速n成線性關(guān)系，風(fēng)機風(fēng)壓p與轉(zhuǎn)速n成二次方正比，風(fēng)機軸功率Nz與轉(zhuǎn)速n成三次方正比[7-13]，即

(1)

式中：Q1為轉(zhuǎn)速n1時的風(fēng)機流量，m3/h；Q2為轉(zhuǎn)速n2時的風(fēng)機流量，m3/h；p1為轉(zhuǎn)速n1時的風(fēng)機風(fēng)壓，Pa；p2為轉(zhuǎn)速n2時的風(fēng)機風(fēng)壓，Pa；Nz1為轉(zhuǎn)速n1時的風(fēng)機軸功率，kW；Nz2為轉(zhuǎn)速n2時的風(fēng)機軸功率，kW。

采取風(fēng)機變頻技術(shù)后，風(fēng)機在轉(zhuǎn)速變化情況下，空調(diào)機組本身的節(jié)能效率變化也是比較明顯的。在空調(diào)機組風(fēng)機工作點B狀態(tài)下，空調(diào)機組風(fēng)量為Q2，風(fēng)壓為p2，Q2和p2均能滿足房間空調(diào)風(fēng)量、風(fēng)壓要求，根據(jù)式(1)，風(fēng)機軸功率Nz與轉(zhuǎn)速n成三次方正比，從理論上可以很容易計算出空調(diào)機組風(fēng)機轉(zhuǎn)速降低20%，其節(jié)能效率能夠達到40%以上。

2.2.3 定風(fēng)量閥的應(yīng)用

定風(fēng)量閥是一種因特定的空調(diào)場所風(fēng)量恒定所需而設(shè)置的風(fēng)管閥門，它可以確保該場所空調(diào)效果，本研究采用的是機械式自力定風(fēng)量閥，主要是根據(jù)定風(fēng)量閥前后的壓差來確定閥門的開啟度，從而保證送入房間的風(fēng)量值。定風(fēng)量閥的優(yōu)點是安裝位置不受限制，風(fēng)量精度可以根據(jù)需要自動平衡調(diào)節(jié)，不會受水力計算不平衡導(dǎo)致風(fēng)量不平衡的影響，區(qū)域回風(fēng)口設(shè)置在房間門或墻體的底部。其缺點是空調(diào)房間對空調(diào)的使用時間不能隨意，溫濕度控制只能服從于空調(diào)機組服務(wù)的整個區(qū)域[14-17]。

邊界條件一是大空間場所，邊界條件二是劃分為許多使用功能的小空間場所。為了保證邊界條件二前提下各小空間場所的空調(diào)使用效果，在送入各小房間空調(diào)風(fēng)管支管上設(shè)置定風(fēng)量閥，根據(jù)風(fēng)量計算結(jié)果選定相應(yīng)規(guī)格尺寸的定風(fēng)量閥，各小房間空調(diào)所需的風(fēng)量值基本恒定，能夠保證應(yīng)該要送入空調(diào)房間的風(fēng)量，從而能夠保證各小房間的空調(diào)使用效果。

2.3 平時通風(fēng)設(shè)計策略

空調(diào)場所注重的是該場所空調(diào)冷熱負荷的平衡，空調(diào)送風(fēng)、排風(fēng)、新風(fēng)的平衡，只要送入房間空調(diào)風(fēng)量的負荷能夠消除房間的熱濕負荷，就能達到房間空調(diào)的效果?？照{(diào)房間相對來說是一個密閉空間，房間內(nèi)的空氣質(zhì)量是由空調(diào)設(shè)備送入房間的空調(diào)風(fēng)量、排出的空氣量及送入房間的空調(diào)新風(fēng)來保證的，空調(diào)場所的排風(fēng)措施對房間的空調(diào)效果及空氣質(zhì)量都會有明顯的影響[1]。

2.3.1 單獨設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)

在邊界條件二條件下，根據(jù)房間面積確定房間換氣次數(shù)，可以設(shè)置單獨的排風(fēng)系統(tǒng)，系統(tǒng)比較簡單，不作太多論述，主要一點是應(yīng)注意排風(fēng)量與送入該房間的新風(fēng)量之間的平衡，否則會影響房間空調(diào)效果。

2.3.2 與消防排煙系統(tǒng)兼用

任何工程消防排煙系統(tǒng)僅當需要消防排煙時才會被使用，平時除消防檢查外不會開啟使用，如何在平時也能利用該系統(tǒng)，對暖通工程師來說，也是一種技術(shù)上的挑戰(zhàn)。通過計算分析，邊界條件二空調(diào)場所平時排風(fēng)的風(fēng)量一般只有消防排煙風(fēng)量的50%以下，因此，排煙風(fēng)管的管路應(yīng)用于平時通風(fēng)系統(tǒng)時風(fēng)量是完全滿足要求的。通過對排風(fēng)風(fēng)機、排風(fēng)口和防火閥的系統(tǒng)控制，以及對排煙風(fēng)機、排煙閥和排煙口的系統(tǒng)控制，通風(fēng)時運行排風(fēng)風(fēng)機、防火閥，排煙時運行排煙風(fēng)機、排煙閥、排煙口，平時排風(fēng)系統(tǒng)和消防排煙系統(tǒng)可以合用風(fēng)管管路[18-20]。

2.4 防排煙設(shè)計策略

防排煙系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)遵循現(xiàn)行規(guī)范要求。對于不滿足自然排煙的場所均應(yīng)設(shè)置消防排煙系統(tǒng)，并根據(jù)要求決定是否設(shè)置排煙時的補風(fēng)系統(tǒng)。邊界條件二情況下，各小空間場所是不滿足自然通風(fēng)和自然排煙條件的，在設(shè)置消防排煙系統(tǒng)時，采用通風(fēng)系統(tǒng)與消防排煙系統(tǒng)合用的技術(shù)措施，既能滿足消防時的排煙，又能滿足平時通風(fēng)的要求，節(jié)省了一套風(fēng)管管路系統(tǒng)[18-20]。

3 案例研究

某科技服務(wù)中心項目位于浙江省杭州市，屬于高層建筑，地上共24 層，總建筑面積為362 445.88 m2，其中地上建筑面積為231 666.39 m2，本次裝修改造僅對1～5 層進行設(shè)計，裝修改造部分建筑面積為27 410 m2，1～5 層原設(shè)計主要功能為大空間場所，按人員密集場所考慮，空調(diào)系統(tǒng)均采用全空氣系統(tǒng)，裝修改造后主要使用功能改變?yōu)槭忻穹?wù)中心，主要有辦公、會議、檔案、資料、銀行、招投標中心、網(wǎng)絡(luò)中心、指揮中心等使用功能，大部分均為小隔間分隔，對于空調(diào)使用時溫濕度要求、使用時間、空調(diào)冷熱負荷與原來的設(shè)計布置大相徑庭。1～5 層空調(diào)系統(tǒng)的總冷負荷為3 719 kW，熱負荷為2 603 kW[1-3]。

3.1 空調(diào)負荷計算

3.1.1 室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

各功能場所房間內(nèi)的溫濕度按《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》(2008)[1]中負荷計算要求和《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》(DB 33/1036—2007)[3]中相關(guān)要求設(shè)置，新風(fēng)量按最小標準確定，并確定各場所噪聲指標值，按要求選擇室內(nèi)通風(fēng)空調(diào)設(shè)備并采取相應(yīng)的降噪措施(表1)[1-3]。

表1 室內(nèi)設(shè)計參數(shù)Table 1 Indoor design parameters

3.1.2 空調(diào)負荷計算

根據(jù)裝修改造后確定的平面使用功能圖紙，采用鴻業(yè)空調(diào)負荷軟件進行冷負荷和風(fēng)量計算，列出了裝修改造由大空間改為具有各種功能小房間前后，各樓層、各防火分區(qū)內(nèi)風(fēng)量和冷量的技術(shù)參數(shù)對照表，如表2所示[1-3]。

表2 裝修改造前后空調(diào)機組參數(shù)對比Table 2 Comparison of air conditioning unit parameters before and after renovation

3.2 空調(diào)設(shè)計

通過空調(diào)負荷和風(fēng)量計算，從表2中可以看出：大空間改為具有各種功能小房間后，各樓層、各功能使用房間對空調(diào)風(fēng)量和負荷的需求，與原來安裝就位的空調(diào)機組相比，風(fēng)量、冷量需求要比原來小15%～20%左右。由于風(fēng)量需求的變化，如果不改變空調(diào)設(shè)備，直接采用原來的空調(diào)設(shè)備，空調(diào)系統(tǒng)運行時一定會產(chǎn)生“大馬拉小車”的狀況；空調(diào)送風(fēng)量偏大造成空調(diào)房間內(nèi)噪聲大，影響空調(diào)使用環(huán)境。為滿足空調(diào)主送風(fēng)管送風(fēng)風(fēng)速<10 m/s要求，風(fēng)量不變條件下，空調(diào)主送風(fēng)管尺寸大會影響裝修空間尺寸，更主要是會造成空調(diào)能效浪費而不利于建筑節(jié)能。本工程改造設(shè)計中應(yīng)采取相應(yīng)的技術(shù)措施，才能達到設(shè)計要求和實際使用目的，根據(jù)空調(diào)設(shè)計研究策略的結(jié)論，決定采取以下技術(shù)措施[4-6]。

3.2.1 風(fēng)機變頻技術(shù)

本次采取的措施是設(shè)置了空調(diào)變頻器來改變風(fēng)機轉(zhuǎn)速，根據(jù)設(shè)定的空調(diào)回風(fēng)溫度，由變頻器程序計算出空調(diào)場所實際使用過程中所需的風(fēng)量、風(fēng)壓、冷熱負荷，從而計算出空調(diào)設(shè)備的實際轉(zhuǎn)速需求，最終確定空調(diào)機組送入空調(diào)場所相應(yīng)的風(fēng)量、冷熱量，以達到使用要求和設(shè)計目標。圖2為空調(diào)機組變頻控制原理圖[7-13]。

根據(jù)式(1)，以表2中3層防火分區(qū)二80 000 m3/h空調(diào)機組的運行情況為例進行分析，可以分析出風(fēng)機在額定風(fēng)量100%，80%，50%條件下，風(fēng)機的風(fēng)壓分別是額定風(fēng)壓的100%，64%，25%，風(fēng)機的軸功率分別是額定風(fēng)壓的100%，51.2%，12.5%，見表3。

表3 不同轉(zhuǎn)速下空調(diào)機組風(fēng)量、風(fēng)壓、軸功率變化

Table 3 Changes of air volume, wind pressure and shaft power of air conditioning units at different speeds

風(fēng)機轉(zhuǎn)速/(r·min-1)風(fēng)機風(fēng)量/(m3·h-1)風(fēng)機風(fēng)壓/Pa風(fēng)機軸功率/kW節(jié)能效率/%2 90080 0001 10040.0002 32064 00070420.4848.81 45040 0002755.0087.5

從以上分析計算中可以看出：對原有空調(diào)機組采用風(fēng)機變頻技術(shù)，在滿足空調(diào)場所實際使用要求的風(fēng)量、風(fēng)壓前提下，空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能效果也是非常明顯的。根據(jù)空調(diào)負荷軟件計算，3層防火分區(qū)二空調(diào)系統(tǒng)正常運行時需要的風(fēng)量是額定風(fēng)量的50%～80%；通過空調(diào)水力計算，空調(diào)機組在額定風(fēng)量50%～80%風(fēng)量運行時，該系統(tǒng)風(fēng)管管路需要的風(fēng)壓為250～280 Pa。因此3層防火分區(qū)二區(qū)域在由大空間劃分為具有各種功能的小房間后，采用風(fēng)機變頻技術(shù)，風(fēng)機轉(zhuǎn)速即使降低至50%時空調(diào)機組的風(fēng)量、風(fēng)壓也是能夠滿足實際需要的。

空調(diào)機組風(fēng)機轉(zhuǎn)速降低至50%，考慮風(fēng)機效率為52%，可以計算出該防火分區(qū)內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果基本在25%～40%，就空調(diào)機組本身來看，在滿足空調(diào)場所風(fēng)量、風(fēng)壓、冷熱負荷需求的前提下，節(jié)能效果明顯，因此，其經(jīng)濟性也是比較可觀的[7-13]。

圖2 空調(diào)機組變頻控制原理圖Fig.2 Frequency conversion control schematic diagram of air conditioning unit

3.2.2 定風(fēng)量閥的應(yīng)用

本工程采用定風(fēng)量閥是為了使空調(diào)機組能夠服務(wù)于不同使用功能的房間空調(diào)，圖3是3層防火分區(qū)一的空調(diào)設(shè)計，為了不改變該防火分區(qū)內(nèi)的空調(diào)設(shè)備，不動產(chǎn)的幾個獨立房間空調(diào)主送風(fēng)管上設(shè)置了定風(fēng)量閥，設(shè)計時明確了服務(wù)房間的風(fēng)量指標要求，空調(diào)系統(tǒng)的回風(fēng)采用在房間門的下部設(shè)置百葉回風(fēng)口，以保證該區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)運行時氣流的循環(huán)。根據(jù)計算，圖3中不動產(chǎn)的幾個房間風(fēng)量需求分別是1 728，1 152，810 m3/h。實際運行中不動產(chǎn)的幾個獨立房間采用了定風(fēng)量閥，保證送入各房間的空調(diào)風(fēng)量，且有良好的空氣循環(huán)運行，空調(diào)效果及舒適度完全達到了設(shè)定的要求。

圖3 三層防火分區(qū)一空調(diào)設(shè)計Fig.3 Three level fire compartment design

4 平時通風(fēng)設(shè)計

圖4 二層防火分區(qū)一排風(fēng)與排煙合用系統(tǒng)設(shè)計Fig.4 Design of a two level fire compartment system for combination of exhaust and smoke

圖5 屋頂消防排煙風(fēng)機、排風(fēng)機設(shè)計Fig.5 Design of roof fire and smoke exhausting fan and exhaust fan

本工程1～3 層服務(wù)大廳屬于人員密集場所，根據(jù)規(guī)范和使用要求，服務(wù)大廳應(yīng)設(shè)置非空調(diào)季節(jié)的排風(fēng)系統(tǒng)。改造設(shè)計過程中遵循節(jié)省投資的原則，考慮盡量利用原設(shè)計管路，所以采取排風(fēng)系統(tǒng)與消防排煙系統(tǒng)合用風(fēng)管管路，同一風(fēng)管管路上設(shè)置平時通風(fēng)需要的排風(fēng)口、排風(fēng)風(fēng)機，并設(shè)置消防排煙時的排煙口、排煙風(fēng)機，既滿足規(guī)范要求也能符合實際使用要求，如圖4，5所示。圖4中70 ℃電動防火閥平時常開，與單層百葉風(fēng)口連通，鋼制排煙風(fēng)口平時常閉，滿足平時通風(fēng)要求；消防排煙時由消控中心控制聯(lián)動關(guān)閉70 ℃電動防火閥，同時消控中心聯(lián)動開啟鋼制排煙風(fēng)口進行該區(qū)域的排煙。圖5中PF-4風(fēng)機是平時排風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)風(fēng)機，PY-4風(fēng)機是該防火分區(qū)的排煙風(fēng)機，平時正常運行時PF-4風(fēng)機常開，滿足服務(wù)大廳排風(fēng)要求，排風(fēng)時PY-4風(fēng)機是停止運行的；消防排煙時由消控中心控制關(guān)閉PF-4風(fēng)機和與之相連的70 ℃電動防火閥，同時消控中心聯(lián)動開啟PY-4風(fēng)機的運行，280 ℃防火閥的作用是排煙系統(tǒng)排煙溫度超過280 ℃時自動關(guān)閉PY-4系統(tǒng)排煙口、排煙風(fēng)機，并聯(lián)動消控中心關(guān)閉PY-4系統(tǒng)的運行[18-20]。

該大廳的通風(fēng)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)合用風(fēng)管管路，只要在系統(tǒng)控制措施設(shè)計到位的情況下是完全能滿足實際使用要求的，可以節(jié)省通風(fēng)系統(tǒng)的一套風(fēng)管，并且由于風(fēng)管管路的減少，建筑物內(nèi)部的使用空間也可以得到極大的利用。

5 排煙系統(tǒng)設(shè)計

本工程裝修改造時，將部分大空間場所分隔為不同使用功能的小房間，小房間是否需要設(shè)置排煙系統(tǒng)需根據(jù)規(guī)范確定，且房間布局的改變，防煙分區(qū)應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求重新劃分設(shè)計。本工程1～5 層大于50 m2的無外窗房間、大于100 m2且不滿足自然排煙條件的房間、超過20 m長的內(nèi)走道及劃分防煙分區(qū)的區(qū)域均采用機械排煙系統(tǒng)，且每個防煙分區(qū)面積小于500 m2，其排煙量應(yīng)按不小于60 m3/(h·m2)計算，排煙風(fēng)機的排煙量按最大防煙分區(qū)面積的120 m3/(h·m2)計算確定，排煙風(fēng)機統(tǒng)一設(shè)于裙房屋頂[18-20]。

6 結(jié) 論

將大空間劃分為不同使用功能小房間的空調(diào)設(shè)計時，可能會遇到原有空調(diào)機組風(fēng)量過大、原設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)不滿足重新劃分后房間空調(diào)使用要求、排風(fēng)及排煙系統(tǒng)需根據(jù)現(xiàn)房間布置另行設(shè)計等情況。針對以上問題，筆者提出一系列的設(shè)計策略，包括風(fēng)機變頻、定風(fēng)量閥、排風(fēng)與消防排煙系統(tǒng)合用等一些技術(shù)措施。以杭州市某科技服務(wù)中心裝修改造時空調(diào)通風(fēng)防排煙實際工程設(shè)計為例，將筆者提出的各項設(shè)計策略應(yīng)用于該工程實際，有效解決了整個空調(diào)系統(tǒng)使用過程中可能會出現(xiàn)的問題，從而滿足各功能場所空調(diào)使用的舒適性和節(jié)能性。本工程目前已竣工完畢，經(jīng)過夏季和冬季供冷供熱兩個空調(diào)季節(jié)的使用，目前該工程空調(diào)系統(tǒng)整體運行正常，設(shè)計過程中采取的各項技術(shù)措施是可行的，特別是采取對空調(diào)機組風(fēng)機的變頻措施，就空調(diào)機組本身而言，根據(jù)實測的運行數(shù)據(jù)可知節(jié)能效率已達25%～40%，從整個空調(diào)系統(tǒng)的一次投入的經(jīng)濟性看也比同類項目更節(jié)省投資，完全達到了設(shè)計預(yù)期的目標，也得到了用戶的好評，系統(tǒng)運行達到了節(jié)能、舒適、經(jīng)濟合理的目的。本研究成果能為大風(fēng)量空調(diào)機組應(yīng)用于小空間的設(shè)計、改造和運行提供重要參考[16]。