邵杰

（上海市建工設(shè)計(jì)研究總院有限公司，上海市徐匯區(qū)，200093）

隨著社會(huì)發(fā)展，在醫(yī)藥、化工等行業(yè)，空調(diào)因其使用方便、舒適性高、布置靈活的特點(diǎn)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，加之人們對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)安全的需求日益提升，由此建筑消防安全和防排煙設(shè)計(jì)的重要性也逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。本文根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)出發(fā)，闡述了廠房建筑的空調(diào)系統(tǒng)形式的應(yīng)用，列舉了室內(nèi)機(jī)、室外機(jī)設(shè)置、新風(fēng)系統(tǒng)等。結(jié)合《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB51251-2017（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《國(guó)標(biāo)》）和《建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》DG/TJ08-88-2021（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《上海地標(biāo)》）對(duì)防排煙設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和探討，使得設(shè)計(jì)更加系統(tǒng)完善合理。

1 工程概述

上海普實(shí)醫(yī)療儀器設(shè)備及器械研制基地位于上海市普陀區(qū)，總用地面積22,326.40 m2，分為1#生產(chǎn)車(chē)間、2#配套用房（包含廚房、餐飲、電信機(jī)房等）、3#生產(chǎn)車(chē)間、4#生產(chǎn)車(chē)間、垃圾房、地下車(chē)庫(kù)五個(gè)單體。1#樓設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷3,771 kW，熱負(fù)荷1,763.9 kW，冷負(fù)荷指標(biāo)187.5 W/m2，熱負(fù)荷指標(biāo)87 W/m2；2#樓設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷1,068 kW，熱負(fù)荷1,044.7 kW，冷負(fù)荷指標(biāo)105.8 W/m2，熱負(fù)荷指標(biāo)103.5 W/m2；3#樓（一層、二層、六層、七層）設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷688.8 kW，熱負(fù)荷543.4 kW，冷負(fù)荷指標(biāo)164.2 W/m2，熱負(fù)荷指標(biāo)129.6 W/m2。

圖1 建筑效果圖

設(shè)計(jì)中因建筑外立面美觀性要求無(wú)法在每層設(shè)置通風(fēng)百葉及開(kāi)窗，空調(diào)室外機(jī)、通風(fēng)、防排煙風(fēng)機(jī)均置于屋頂，各種管井升至屋面開(kāi)百葉。

2 空調(diào)設(shè)計(jì)

1～3#樓的空調(diào)形式采用多聯(lián)式中央空調(diào)方式及全空氣系統(tǒng)。多聯(lián)機(jī)室內(nèi)機(jī)根據(jù)房間功能、房間大小及具體安裝位置確定型號(hào)，冷媒采用R410A。室外機(jī)與室內(nèi)機(jī)用冷媒配管連接，室內(nèi)機(jī)冷凝水間接排至地漏。3#樓6層車(chē)間采用整體式屋頂空調(diào)機(jī)，冷媒采用R410A。建筑專(zhuān)業(yè)預(yù)留屋頂區(qū)域用來(lái)放置室外機(jī)，電氣專(zhuān)業(yè)預(yù)留電量，消防控制室預(yù)留分體空調(diào)，由業(yè)主自行購(gòu)置。

空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)

多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)是一臺(tái)（組）空氣（水）源制冷或熱泵機(jī)組配置多臺(tái)室內(nèi)機(jī)，通過(guò)改變制冷劑流量適應(yīng)各房間負(fù)荷變化的直接膨脹式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要由室外主機(jī)、制冷劑管路、室內(nèi)機(jī)以及相關(guān)控制裝置組成［1］。

多部分廠房、餐廳、門(mén)廳、電梯廳區(qū)域采用多聯(lián)機(jī)加新風(fēng)系統(tǒng)，氣流組織為散流器頂送或側(cè)送，單層百葉風(fēng)口頂回。1#一層大廳挑空區(qū)域采用地板送風(fēng)和溫控條形噴射風(fēng)口頂送風(fēng)相結(jié)合的形式。新風(fēng)機(jī)采用分體式全新風(fēng)空調(diào)機(jī)置于屋頂。

冷媒管管長(zhǎng)是影響多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)性能的重要特征參數(shù)。隨著冷媒管長(zhǎng)度的增加，環(huán)路阻抗越大，冷媒的沿程阻力損失增大，致使壓縮機(jī)能力發(fā)揮不出來(lái)，導(dǎo)致多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的制冷量和能效比COP衰減的越來(lái)越多，同時(shí)也容易造成分配至每個(gè)室內(nèi)機(jī)的流量不均的現(xiàn)象［2］。故在排布室內(nèi)機(jī)時(shí)，需參照相關(guān)樣本做到第一個(gè)分歧管到最遠(yuǎn)室內(nèi)機(jī)不要超過(guò)一定距離?？紤]到建筑外立面美觀、以及空調(diào)室外機(jī)需設(shè)置在通風(fēng)良好的位置［3］的因素，將空調(diào)室外機(jī)置于屋頂，其中1#樓共17層，由于冷媒管長(zhǎng)和高差的原因，因此將1～8層和9～17層豎向分段設(shè)置，室外機(jī)分別設(shè)置在8層設(shè)備機(jī)房層和屋頂層。

2.2 全空氣系統(tǒng)

3#樓六層鎳鈦絲拉絲特殊工藝處理車(chē)間面積約520 m2，層高9 m，凈高6.9 m，屬于高大空間，設(shè)置全空氣一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，整體式屋頂機(jī)置于屋頂，送風(fēng)管敷設(shè)在房間吊頂內(nèi)，送風(fēng)型式采用溫控條形噴射風(fēng)口，回風(fēng)型式利用側(cè)墻采用單層百葉風(fēng)口下集中回風(fēng)?？照{(diào)回風(fēng)口與房間消防補(bǔ)風(fēng)口合用，平時(shí)空調(diào)季節(jié)和過(guò)渡季節(jié)回風(fēng)，著火時(shí)消防補(bǔ)風(fēng)。房間內(nèi)夏季送冷風(fēng)、冬季送熱風(fēng)，過(guò)渡季進(jìn)行室外全新風(fēng)運(yùn)行，排風(fēng)機(jī)高速排風(fēng)。

3 通風(fēng)及防排煙設(shè)計(jì)

通風(fēng)即是借助換氣稀釋或通風(fēng)排除等手段，使室內(nèi)空氣保持負(fù)壓，防止室內(nèi)污染物的傳播與危害。防煙系統(tǒng)就是采用機(jī)械加壓送風(fēng)或自然通風(fēng)的方式，阻止煙氣擴(kuò)散到樓梯間、前室或其他無(wú)煙區(qū)域，形成正壓環(huán)境，以利于人員疏散。排煙系統(tǒng)則是采用機(jī)械排煙或自然排煙的方式將房間或走道的煙氣抽出排至建筑物之外，形成負(fù)壓環(huán)境［4］。

空調(diào)室外機(jī)、通風(fēng)、防排煙風(fēng)機(jī)均置于屋頂，其中1#樓共17層，根據(jù)層高高度將1～8層和9～17層豎向分段設(shè)置，空調(diào)室外機(jī)、通風(fēng)、防排煙風(fēng)機(jī)分別設(shè)置在8層和屋頂層。消防所用風(fēng)機(jī)均置于耐火極限不小于1 h的保護(hù)箱體內(nèi)，此保護(hù)箱體具有防風(fēng)防雨防腐蝕性能，并確保風(fēng)機(jī)具有良好的通風(fēng)和檢修條件。

3.1 通風(fēng)設(shè)計(jì)

廚房預(yù)留排油煙井、排風(fēng)井及相應(yīng)立管，排油煙及排風(fēng)系統(tǒng)均在屋頂建筑立面上預(yù)留百葉，排油煙補(bǔ)風(fēng)和平時(shí)補(bǔ)風(fēng)則在每層開(kāi)補(bǔ)風(fēng)百葉窗。對(duì)于設(shè)有全空氣空調(diào)系統(tǒng)的房間，為防止空調(diào)運(yùn)行時(shí)室內(nèi)正壓值過(guò)大，采用雙速排風(fēng)機(jī)來(lái)平衡室內(nèi)壓力，空調(diào)季節(jié)運(yùn)行時(shí)低速排風(fēng)，過(guò)渡季節(jié)運(yùn)行時(shí)高速排風(fēng)，關(guān)閉總回風(fēng)道上的風(fēng)閥，可進(jìn)行室外全新風(fēng)直流式通風(fēng)換氣［5］?？照{(diào)季節(jié)和過(guò)渡季節(jié)的排風(fēng)量分別是空調(diào)季節(jié)和過(guò)渡季節(jié)的新風(fēng)量的90 %。非空調(diào)房間平時(shí)通風(fēng)換氣次數(shù)見(jiàn)表2。

表2 非空調(diào)房間通風(fēng)換氣次數(shù)

3.2 防煙設(shè)計(jì)

設(shè)置防煙系統(tǒng)的目的是為了保證建筑物內(nèi)某處場(chǎng)所的安全，阻止煙氣滲透到此場(chǎng)所內(nèi)，以利于人員更好的疏散。防煙系統(tǒng)適用區(qū)域包括防煙樓梯間、樓梯前室以及消防疏散的核心區(qū)域，此外，還有避難走廊前室、消防電梯合用前室和避難層［6］。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，為了避免煙氣侵入或者有煙氣流入時(shí)疏散煙氣，可以通過(guò)自然通風(fēng)和機(jī)械加壓送風(fēng)兩種方法。

對(duì)于有條件進(jìn)行自然通風(fēng)的區(qū)域，如：（1）、僅有地下一層的封閉樓梯間，且不與地上樓梯共用，可在首層設(shè)置直通室外的門(mén)；（2）、地上部分封閉樓梯間采用自然通風(fēng)。樓梯間外墻每5層設(shè)置總面積不小于2平方的可開(kāi)啟外窗或開(kāi)口，且在頂層設(shè)置面積不小于1平方的可開(kāi)啟外窗或開(kāi)口。（3）、首層擴(kuò)大前室采用自然通風(fēng)，可設(shè)置不小于擴(kuò)大前室地面面積的3 %且不小于3 m2的自然通風(fēng)窗；（4）、靠近外墻的防煙樓梯間和獨(dú)立前室（或合用前室），滿(mǎn)足自然通風(fēng)條件的，樓梯間外墻每5層設(shè)置總面積不小于2 m2的可開(kāi)啟外窗或開(kāi)口，且在頂層設(shè)置面積不小于1 m2的可開(kāi)啟外窗或開(kāi)口，獨(dú)立前室（或合用前室）每層設(shè)置面積不小于2 m2（或3 m2）的可開(kāi)啟外窗或開(kāi)口，且不小于可開(kāi)啟窗戶(hù)的40 %。

不滿(mǎn)足自然通風(fēng)條件的樓梯間及前室，需設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。（1）、位于核心筒區(qū)域的地上和地下樓梯間，對(duì)應(yīng)的獨(dú)立前室僅有一個(gè)門(mén)與走道或者房間相通，僅在樓梯間設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，且地上和地下樓梯間分別設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，并均需在樓梯間頂部設(shè)置不小于1 m2的固定窗。（2）、位于核心筒區(qū)域的合用前室設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。

3.3 排煙設(shè)計(jì)

設(shè)置排煙系統(tǒng)的目的是確保煙氣能被控制在人員疏散區(qū)域外流動(dòng)，即當(dāng)建筑內(nèi)部某個(gè)房間或部位著火產(chǎn)生煙氣，采取抽離的手段控制煙氣擴(kuò)散，同時(shí)，按照規(guī)范設(shè)置不同的防煙分區(qū)把火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣和熱量迅速排除，以利于人員疏散和火災(zāi)撲救［7］。防煙分區(qū)是人為設(shè)置的可阻擋火災(zāi)中煙氣蔓延的措施，主要使用擋煙垂壁劃分防煙分區(qū)，建筑排煙設(shè)計(jì)首要重點(diǎn)就是要合理劃分防煙分區(qū)。

排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)與防煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)類(lèi)似，包括自然排煙和機(jī)械排煙。在很多項(xiàng)目中，自然排煙仍是排煙措施的首要選擇［8］。對(duì)于有條件進(jìn)行自然排煙的場(chǎng)所，可與建筑專(zhuān)業(yè)協(xié)商開(kāi)啟自然排煙窗。

新的上?！督ㄖ琅艧熛到y(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》與《國(guó)標(biāo)》存在相異之處，其中最顯著的區(qū)別是：《國(guó)標(biāo)》防排煙規(guī)范以?xún)舾? m為界限計(jì)算排煙量，《上海地標(biāo)》新規(guī)范以300 m2為界限計(jì)算排煙量，規(guī)定了面積大小對(duì)建筑空間排煙量的影響。對(duì)于面積小于等于300 m2的場(chǎng)所，其排煙量不應(yīng)小于60 m3/(h?m2)，最小排煙量不應(yīng)小于15,000 m3/h，如餐廳、廚房等區(qū)域。對(duì)于面積大于300 m2的場(chǎng)所，最小排煙量不應(yīng)小于30,000 m3/h。如本項(xiàng)目中涉及到的大于300 m2的區(qū)域，設(shè)計(jì)中采用兩種情況考慮：（1）、對(duì)凈高H>6 m的區(qū)域，按面積不大于2,000 m2且長(zhǎng)邊不大于60 m劃分防煙分區(qū)。對(duì)于1#樓大廳和3#樓6層挑空區(qū)域，防煙分區(qū)的分割設(shè)施為底標(biāo)高為2.4 m的電動(dòng)擋煙垂壁，排煙量按計(jì)算所得。（2）、對(duì)凈高3 m50 m，排煙系統(tǒng)豎向分段設(shè)計(jì)，1～8層排煙系統(tǒng)風(fēng)機(jī)放置于8層設(shè)備層機(jī)房?jī)?nèi)，9～17層排煙系統(tǒng)風(fēng)機(jī)放置于屋頂耐火極限1.0以上的保護(hù)箱體內(nèi)。

此外，對(duì)有特殊功能要求的房間，如3#樓3～5層心臟支架、導(dǎo)管生產(chǎn)車(chē)間，考慮其為凈化區(qū)，故將常開(kāi)排煙風(fēng)口調(diào)整為常閉排煙風(fēng)口。

H-凈高；Q-排煙量；A-面積

對(duì)于本項(xiàng)目長(zhǎng)度大于20 m的走道（2.5 m<寬度W≤4 m），公共建筑房間與走道均設(shè)置排煙時(shí)，走道按不大于150 m2劃分防煙分區(qū)，排煙量按60 m3/ (h.m2) 計(jì)算且不小于13,000 m3/h；對(duì)長(zhǎng)度大于20 m的走道（寬度W≤2.5 m），按長(zhǎng)度不大于60 m劃分防煙分區(qū)且排煙量不小于13,000 m3/h。

地下汽車(chē)庫(kù)按長(zhǎng)邊不大于60 m、面積不大于2,000 m2用固定擋煙垂壁劃分防煙分區(qū)。每個(gè)防煙分區(qū)按要求提供6次/小時(shí)換氣量，且排煙風(fēng)機(jī)最小排煙量不小于《汽車(chē)庫(kù)、修車(chē)庫(kù)、停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50067-2014）表8.2.5要求。車(chē)庫(kù)采用機(jī)械排風(fēng)兼排煙設(shè)計(jì)，排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)設(shè)置于車(chē)庫(kù)排煙兼排風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)。有直通室外的車(chē)道出入口的防火分區(qū)利用車(chē)道自然補(bǔ)風(fēng)，無(wú)車(chē)道的防火分區(qū)設(shè)機(jī)械補(bǔ)風(fēng)，補(bǔ)風(fēng)量按排煙量的50 %計(jì)算。

對(duì)面積大于500 m2的場(chǎng)所設(shè)置補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，有自然補(bǔ)風(fēng)條件的建筑區(qū)域，與建筑專(zhuān)業(yè)協(xié)商設(shè)置相應(yīng)的補(bǔ)風(fēng)措施，沒(méi)有自然補(bǔ)風(fēng)條件的場(chǎng)所設(shè)置機(jī)械補(bǔ)風(fēng)。1層可借助門(mén)洞進(jìn)行自然補(bǔ)風(fēng)，其他樓層可開(kāi)啟自然補(bǔ)風(fēng)窗從室外引入空氣，其中3#樓6層挑空區(qū)域無(wú)自然補(bǔ)風(fēng)條件則利用機(jī)械補(bǔ)風(fēng)，消防補(bǔ)風(fēng)機(jī)所連接的消防補(bǔ)風(fēng)管與置于屋頂?shù)慕M合式空氣處理機(jī)組的回風(fēng)管共用風(fēng)管，采用電動(dòng)風(fēng)閥控制，可根據(jù)是否著火控制補(bǔ)風(fēng)或者回風(fēng)。如平時(shí)開(kāi)啟組合式空氣處理機(jī)組上回風(fēng)管上的風(fēng)閥，著火時(shí)關(guān)閉然后打開(kāi)消防補(bǔ)風(fēng)機(jī)上補(bǔ)風(fēng)管上的風(fēng)閥。

4 結(jié)論

本文根據(jù)廠房功能規(guī)模、用途等條件，結(jié)合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行了空調(diào)、通風(fēng)及防排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并得出了總結(jié)和分析。主要結(jié)論如下：

（1）根據(jù)項(xiàng)目功能規(guī)模情況，空調(diào)系統(tǒng)采用多聯(lián)機(jī)+新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，大空間采用定風(fēng)量一次回風(fēng)全空氣系統(tǒng)。

（2）根據(jù)上海新規(guī)的施行，嚴(yán)格按照以面積300平為界，合理劃分防煙分區(qū)的邊界及制定擋煙垂壁的高度來(lái)計(jì)算房間排煙量。

（3）對(duì)于有特殊要求的房間，如凈高較高和有凈化要求的房間，合理選擇空調(diào)風(fēng)口和排煙口型式。