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烏蘭察布集寧機(jī)場(chǎng)航站樓暖通空調(diào)設(shè)計(jì)

2021-11-03 12:14:04袁建偉
關(guān)鍵詞:盤管航站樓新風(fēng)

袁建偉

民航機(jī)場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司華北分公司

0 引言

烏蘭察布市位于我國(guó)內(nèi)蒙古自治區(qū)中部,建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)屬于嚴(yán)寒地區(qū)C 區(qū)。烏蘭察布集寧機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)等級(jí) 4C,新建航站樓建筑面積 36000 m 2,為二層前列式布局,其中一層到達(dá)層(標(biāo)高± 0.000 m)建筑面積約17000 萬(wàn)m 2,二層出發(fā)層(標(biāo)高 8.10 m)建筑面積約 16000 萬(wàn) m 2,夾層(標(biāo)高 4.20m)建筑面積約3000 m 2,建筑高度35.5m,設(shè)計(jì)年旅客吞吐量 240 萬(wàn)人次,高峰小時(shí)人數(shù)為1480 人,可滿足遠(yuǎn)期2040 年旅客吞吐量。

圖1 烏蘭察布集寧機(jī)場(chǎng)鳥(niǎo)瞰圖

1 航站樓主要特點(diǎn)

本航站樓主要有以下特點(diǎn):

1)二層出發(fā)層值機(jī)大廳,候機(jī)大廳及一層迎客大廳、遠(yuǎn)機(jī)位候機(jī)廳等區(qū)域均為高大空間。

2)根據(jù)建筑造型,外圍護(hù)結(jié)構(gòu)為輕型結(jié)構(gòu),透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積大。

3)大空間內(nèi)有獨(dú)立的“ 房中房”,如貴賓廳、商業(yè)、安檢辦公、母嬰室、衛(wèi)生間等。

4)烏蘭察布屬于旅游城市,旅客季節(jié)性強(qiáng);支線機(jī)場(chǎng)受航班量和班次影響,人員密度波動(dòng)性大;人員流動(dòng)性強(qiáng)。

5)空調(diào)機(jī)房的布局受限,空調(diào)系統(tǒng)的輸送距離比較長(zhǎng)。

6)航站樓建筑對(duì)人員舒適性要求較高,同時(shí)受建筑構(gòu)造、建筑體型、工藝流程、人員密度等影響,航站樓內(nèi)暖通空調(diào)能耗大于普通公共建筑,對(duì)建筑節(jié)能和暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能要求較高。

7)受限于民航工藝流程,航站樓內(nèi)公共空間互通而連續(xù),建筑防火分區(qū)超過(guò)規(guī)范最大值,需進(jìn)行消防性能化分析。

8)航站樓內(nèi)(尤其是貴賓、頭等艙等區(qū)域)裝飾要求高,應(yīng)解決好通風(fēng)問(wèn)題。

2 設(shè)計(jì)思路

針對(duì)上述的航站樓特點(diǎn),1~6 項(xiàng)均屬于建筑節(jié)能的范疇,如何在保證室內(nèi)舒適度和空氣質(zhì)量的前提下減少暖通空調(diào)能耗,是航站樓設(shè)計(jì)的一個(gè)首要任務(wù)。

1)針對(duì)航站樓內(nèi)高大空間,空調(diào)系統(tǒng)采用分層空調(diào)的全空氣空調(diào)系統(tǒng)。

2)由于透明外圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積較大,設(shè)計(jì)采用低反射鍍膜夾膠鋼化雙層中空絕熱玻璃(15 mm+12 Amm+15 mm),可以提供高效率的保溫隔熱和隔聲的效果,同時(shí)在外區(qū)玻璃幕墻下設(shè)置嵌入式地板散熱器系統(tǒng)。

3)大空間里獨(dú)立的“ 房中房”空調(diào)系統(tǒng)分開(kāi)設(shè)置,采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。

4)由于機(jī)場(chǎng)人員密度波動(dòng)性大,開(kāi)展同規(guī)模機(jī)場(chǎng)調(diào)研,并與計(jì)算出的數(shù)據(jù)做對(duì)比分析,得出較為準(zhǔn)確的冷熱負(fù)荷及冬季濕負(fù)荷,作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)

3.1 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)如表1[1]所示:

表1 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)表

3.2 供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)

航站樓總熱負(fù)荷為4050 kW,冬季供熱采用地板輻射采暖結(jié)合冬季空調(diào)的形式,外區(qū)幕墻下設(shè)置嵌入式散熱器系統(tǒng)(見(jiàn)圖 2),主要出入口外門設(shè)置熱水熱風(fēng)幕系統(tǒng)。其中散熱器及熱水風(fēng)幕采用鍋爐房提供的一次熱水,熱媒溫度為85/60 ℃。地板輻射采暖和冬季空調(diào)采用由設(shè)置在一層換熱機(jī)房?jī)?nèi)的板式換熱器置換的二次熱水,熱媒溫度為60/50 ℃。板式換熱器設(shè)置了氣候補(bǔ)償器,根據(jù)二次熱水的溫度調(diào)節(jié)一次熱水的流量(見(jiàn)圖3),鍋爐房采用一次泵變流量系統(tǒng),散熱器支管均設(shè)置溫控閥。

圖2 地板嵌入式散熱器

圖3 板式換熱器氣候補(bǔ)償器原理圖

地板輻射采暖采用兩種溫控調(diào)節(jié)的方式,大空間區(qū)域采用分集水器支管設(shè)置溫控閥的方式(見(jiàn)圖 4),集中調(diào)節(jié)該分集水器的流量。貴賓、頭等艙等局部房間采用房間溫控器獨(dú)立控制分集水器上各支盤管的流量(見(jiàn)圖5)。

圖4 地板輻射采暖集中控制方式

圖5 地板輻射采暖分室控制方式

由于支線機(jī)場(chǎng)的航班量相對(duì)較小,機(jī)場(chǎng)使用時(shí)間機(jī)動(dòng)性較大,嚴(yán)寒地區(qū)行李分揀處的熱水熱風(fēng)幕由于提升門冷風(fēng)侵入或滲透量較大而經(jīng)常發(fā)生盤管凍裂,設(shè)計(jì)采用了自帶電伴熱的熱風(fēng)幕,單臺(tái)耗電量?jī)H增加約200 W,保證了熱水風(fēng)幕系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.3 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.3.1 冷源及水系統(tǒng)

冷源:航站樓夏季空調(diào)冷負(fù)荷為3702 kW,設(shè)計(jì)選用兩臺(tái)單體額定制冷量為 1850 kW 的離心式水冷冷水機(jī)組,置于一層制冷與換熱機(jī)房?jī)?nèi),冷媒溫度為7/12 ℃。冷機(jī)側(cè)采用一次泵定流量系統(tǒng),負(fù)荷側(cè)采用變流量系統(tǒng),根據(jù)冷負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)空調(diào)機(jī)組的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或風(fēng)機(jī)盤管的電動(dòng)兩通閥的開(kāi)度,供回總管間設(shè)置壓差控制器。

空調(diào)設(shè)備選擇:大空間采用分層空調(diào)的全空氣空調(diào)系統(tǒng),便于集中控制。“房中房”采用兩管制風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)的半集中式空調(diào)系統(tǒng),便于分室控制。

其中全空氣空調(diào)系統(tǒng)由于管線較長(zhǎng),為了降低能耗,減少風(fēng)量,夏季設(shè)計(jì)采用露點(diǎn)送風(fēng),保證末端風(fēng)口不結(jié)露的情況下適當(dāng)降低送風(fēng)溫度,露點(diǎn)送風(fēng)溫度為18 ℃。同時(shí),由于管道長(zhǎng),風(fēng)壓相對(duì)較大,設(shè)計(jì)考慮風(fēng)系統(tǒng)溫升[2]后,根據(jù)空調(diào)調(diào)節(jié)處理過(guò)程計(jì)算冷負(fù)荷及空調(diào)負(fù)荷,并作為空調(diào)機(jī)組盤管選型的依據(jù)。

式中:Δt—空氣通過(guò)風(fēng)機(jī)的溫升,℃ ;Pt— 通風(fēng)機(jī)的全壓,P a;η1— 通風(fēng)機(jī)的全壓效率;η2— 電動(dòng)機(jī)的效率;η— 電機(jī)位置修正系數(shù)。

3.3.2 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)及氣流組織

風(fēng)系統(tǒng):由于空調(diào)機(jī)房布局受限,空調(diào)系統(tǒng)的輸送距離較長(zhǎng),同時(shí),考慮過(guò)渡季節(jié)的全新風(fēng)的節(jié)能運(yùn)行方式,空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)采用雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng),送風(fēng)機(jī)和回風(fēng)機(jī)分別控制送風(fēng)及回風(fēng)管道阻力,同時(shí),過(guò)渡季節(jié)關(guān)閉回風(fēng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)。考慮靠近貴賓室的空調(diào)機(jī)房噪聲問(wèn)題,空調(diào)機(jī)房均設(shè)置吸聲及減震措施[3],全空氣空調(diào)系統(tǒng)的集中送風(fēng)管道采用低速送風(fēng)的方式,主風(fēng)道風(fēng)速控制在6~8 m/s,風(fēng)管采用吸聲材料制作。

新風(fēng)系統(tǒng)采用新風(fēng)熱回收技術(shù),同時(shí),新風(fēng)口設(shè)置在空側(cè)處由于受機(jī)坪上飛機(jī)尾氣影響,新風(fēng)機(jī)組入口設(shè)置靜電除塵裝置。

氣流組織:良好的氣流組織是空調(diào)末端系統(tǒng)運(yùn)行正常的關(guān)鍵因素,氣流組織的設(shè)計(jì)原則:

1)高大空間優(yōu)先采用分層空調(diào)的方式[4],與全室空調(diào)相比,夏季可節(jié)省冷量30%左右[5]。

2)結(jié)合建筑布局及室內(nèi)裝修要求,達(dá)到功能與美觀的統(tǒng)一。

利用大空間內(nèi)設(shè)吊頂?shù)闹禉C(jī)柜臺(tái)、房中房頂部或羅盤箱設(shè)置球形噴口側(cè)向送風(fēng),同側(cè)下部回風(fēng)(見(jiàn)圖6)。一層設(shè)吊頂區(qū)域利用散流器頂送風(fēng),單層百葉風(fēng)口頂回風(fēng)的方式。

圖6 噴口側(cè)送風(fēng)

經(jīng)運(yùn)行調(diào)試,運(yùn)行效果良好,設(shè)計(jì)回訪實(shí)測(cè)一組二層“房中房”噴口夏季送風(fēng)溫度和送風(fēng)風(fēng)速見(jiàn)表2:

表2 夏季實(shí)測(cè)送風(fēng)溫度及送風(fēng)風(fēng)速表

3.4 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

自然通風(fēng):航站樓內(nèi)人流密度大,流動(dòng)性大,對(duì)室內(nèi)空氣環(huán)境要求較高,同時(shí)由于大空間高度較高,室內(nèi)垂直溫度梯度明顯,上部排風(fēng)溫度高,采用通風(fēng)消除室內(nèi)余熱的“動(dòng)力”高。二層大廳設(shè)置可開(kāi)啟的電動(dòng)天窗,在熱壓條件下,形成自然通風(fēng),過(guò)渡季節(jié)也有益于節(jié)能。

機(jī)械通風(fēng):衛(wèi)生間、餐廳、弱電機(jī)房及貴賓室設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)。

弱電機(jī)房由于設(shè)備散熱量較大,進(jìn)行熱平衡計(jì)算后選擇通風(fēng)設(shè)備,同時(shí)考慮到弱電機(jī)房設(shè)置氣體滅火系統(tǒng),弱電機(jī)房通風(fēng)系統(tǒng)管道上設(shè)置與通風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖啟閉電動(dòng)風(fēng)閥,保證滅火初期時(shí)室內(nèi)滅火氣體不泄露。

航站樓內(nèi)貴賓室位于一層靠近空側(cè)處,考慮民航安保要求,未設(shè)置可開(kāi)啟的外窗,而貴賓室由于二次精裝修帶來(lái)室內(nèi)污染問(wèn)題,設(shè)計(jì)在考慮新風(fēng)的同時(shí),也設(shè)置機(jī)械通風(fēng)裝置,保證室內(nèi)潔凈度要求。

3.5 防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本建筑共劃分五個(gè)防火分區(qū),其中二層出發(fā)層由于民航工藝特殊使用功能要求,防火分區(qū)面積遠(yuǎn)超過(guò)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB50016-2014 中最大防火分區(qū)面積5000 m 2 的限值(設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng))。一層行李分揀、到達(dá)層等區(qū)域根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014 設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng),二層大空間需進(jìn)行消防性能化設(shè)計(jì)。

根據(jù)航站樓建筑的相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),把超過(guò)防火分區(qū)的二層大空間劃分為獨(dú)立的單元。

防火單元:高火災(zāi)荷載、人員流動(dòng)小、無(wú)獨(dú)立疏散條件的區(qū)域,如安檢辦公室、設(shè)備機(jī)房等。超過(guò)規(guī)范允許面積的房間設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)。

防火艙:設(shè)置為旅客服務(wù)的無(wú)明火作業(yè)的餐飲、商業(yè)零售點(diǎn)等場(chǎng)所,確保將火災(zāi)影響限制在局部范圍內(nèi),防火艙設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)。

燃燒島:沒(méi)有頂棚的小型陳列服務(wù)設(shè)施(如服務(wù)咨詢臺(tái)),可利用屋頂可開(kāi)啟的外窗自然排煙。燃燒島控制在6~20 m2內(nèi),且保持足夠的安全間距(一般不下于9m)。

4 設(shè)計(jì)總結(jié)

航站樓作為一個(gè)城市的窗口,與其他公共建筑在建筑構(gòu)造,使用功能,運(yùn)行時(shí)間及運(yùn)行管理等諸多方面都有著較大的差異,對(duì)這類建筑有針對(duì)性的研究進(jìn)而制定合理的暖通空調(diào)方案及其重要,不僅可以最大程度降低能耗,而且有益于后期實(shí)際使用、運(yùn)行管理和維護(hù)保養(yǎng)。本項(xiàng)目暖通空調(diào)方案的制定,做出了如下設(shè)計(jì)總結(jié)。

1)通過(guò)分析航站樓的建筑特性,對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行逐步優(yōu)化,利用多種節(jié)能技術(shù),航站樓暖通空調(diào)系統(tǒng)有較大的節(jié)能空間。

2)項(xiàng)目前期階段暖通空調(diào)專業(yè)應(yīng)盡早介入建筑方案,預(yù)留綜合管線位置,控制關(guān)鍵部位(如到達(dá)層、二層“房中房”)的層高,合理布置空調(diào)機(jī)房等。

3)提前與消防部門匯報(bào)消防設(shè)計(jì)方案,根據(jù)消防部門提出的意見(jiàn)和建議有針對(duì)性的做好消防性能化設(shè)計(jì)。

4)重視與運(yùn)行單位的充分溝通,搜集運(yùn)行單位的常規(guī)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),前期與其做好充分溝通,合理的采納其意見(jiàn)和建議,使各系統(tǒng)用得其所。

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