通風空調改造工程設計實例的分析

1 杭州美弘能源科技有限公司；2 浙江當代建筑設計研究院有限公司

摘要：隨著我國城市發展步伐的不斷加快，高層建筑數量越來越多。本文主要針對建筑通風空調改造工程設計方案進行分析，通過工程設計實例和筆者多年工作經驗，總結了通風空調系統設計存在的不足及解決措施，為空調設計工作人員提供參考。

關鍵詞：商業建筑；通風空調；解決方案

商業建筑由于日常人流量密集，建筑內部環境將產生大量余熱，氣體流通不暢，空氣中含大量二氧化碳和其它有毒有害物質，嚴重危害人體健康。因此，在建筑設計中通風設計是確保建筑內空氣質量的重要保障，應引起設計人員的充分重視。保證室內環境良好的主要途徑是確保通風量，通風系統設計時應嚴格按照設計規范中的要求，結合實際工程情況，采取合理的通風設計方案，以促進室內氣流循環，將空氣中滯留的氣味和余熱通過氣體運動驅散，為商業建筑內部人員營造良好、健康的工作生活環境。由于各商業建筑具體用途不同，通風設計還應按照實際情況而定。

本文以某商業建筑通風空調改造工程設計為例，原空調系統設計存在不足，在生產過程中產生的大量余熱仍停留在室內，無法排除。需對其方案進行進一步修改，本文對該改造項目存在的問題和修改方案進行詳細介紹。

1工程概況

某商業建筑計劃于2000年組織方案設計，計劃建設高12m，二層建筑，室內屋面高為3m。該建筑屋頂設有天窗，保持室內通風環境，但在實際運行過程中，由于天窗受到損壞而無法滿足室內自然通風，因而增設室內空調系統。該通風空調系統包括八臺排風機和四臺空調機組，每臺機組功率為每小時10萬大卡，為確保空調制冷效果，在室內設置吊頂。空調系統工作時，由建筑南側風管抽取建筑內部空氣進入空調系統制冷，再通過屋頂送風管將冷空氣送入室內。換氣是由建筑頂部排風口通過風機抽取室內空氣送入室外，再由建筑門窗在大氣壓力作用下送入新鮮空氣。但在建筑使用時發現，建筑內部空氣流通量不足，導致室內油煙氣味強烈，夏季室內溫度很高，影響室內人員舒適度。

2原因分析

2.1氣流組織不合理。在生產過程中，建筑內散發大量的余熱和灰塵等污濁氣體，惡化了建筑內部環境，必須通過有效地組織建筑通風氣流，迅速排除余熱和污濁氣體而改善建筑內空氣環境質量。而合理的氣流組織是提高建筑通風效果的關鍵之一。原系統運行前期由于回風管在南墻，所以建筑北邊的空氣抽不過去，油霧很大。后來由于回風管破損嚴重拆除，現改為空調機房的西墻上開百葉窗從建筑直接回風，但變成建筑東邊的空氣抽不過去，夏季室內熱環境質量很差，悶熱難當的不良問題仍然存在。

2.2氣流短路問題。所謂進氣短流，系指由進氣口進入建筑內的新鮮空氣，在未進入作業區范圍之前，就已經被加熱而上升排出室外的現象。顯而易見，這樣的進氣，沒有起到提高作業區空氣質量和改善作業區熱環境的作用。因此，為提高建筑通風效果，應盡量避免這種進氣短流的現象。吊頂上的排風口距離送風口比較近，氣流短路，且無多少新風進入室內，造成只有門口附近有新鮮空氣，但溫度較高，而大部分工作面仍然空氣污濁。顯而易見，這樣的進氣，沒有起到提高作業區空氣質量和改善作業區熱環境的作用。因此，為提高建筑通風效果，應盡量避免這種進氣短流的現象。

2.3制冷量不足。四臺空調機組并聯運行，共用一套送風系統，因各機組運行工況不一致，引起風壓小的機組送風量也小，使蒸發器結霜，制冷量減少，甚至機組無法運行。造成炎熱天氣也只能同時開2臺機組，建筑內溫度降不下來，清洗油的蒸發量增大，室內空氣環境惡劣。

3解決方案

3.1補新風。原系統建筑內空氣由空調系統降溫，屋頂風機排風，由于建筑內開窗面積極為有限，由門窗縫隙進入的新風量也不夠，加之氣流組織不合理，整個建筑的氣流不均勻、氣流短路。盡管建筑內散發的生產余熱很小，但由于氣流組織不合理和通風換氣不良，導致悶熱難當，且油污氣味令人難忍。室內空氣品質惡劣，工人叫苦連天。現考慮在空調機房直通建筑頂安裝一根新風管，空調機組直接抽取建筑外新風。此措施簡單省電，但風管尺寸較大。如在建筑頂安裝一臺軸流風機向空調機房送風，則效果更好，風管尺寸也小，只是多消耗一些電能。考慮到機房空間及送風效果，在屋頂安裝軸流送風機，起到通風換氣作用，其室內熱環境明顯好得多。

3.2充分發揮空調機組的制冷能力。四臺機組共用一根風管，在并聯風管中風速大，致使靜壓小，各并聯機組相互干擾，風量不平衡。現四臺機組拆成兩兩一組。即西南、西北一組，仍用原風管系統送風。東南、東北一組另接風管和風口沿吊頂下送風。為使車間氣流組織合理，送、排風口和機組送風管的位置要根據工藝生產流水線和設備產生的熱量上升狀況布置，將熱量及時排至室外。管道送風口應向下，盡量避免橫向氣流干擾上升的熱氣流。送、排風口還應注意氣流短路問題。造成建筑進氣短流現象的因素有多種，因此在進行設計時，應仔細分析、對癥下藥、采取有效措施，盡量避免出現這種現象。

3.3全新風運行。原空調系統為再循環空氣系統，所處理的空氣大部分來自建筑本身，只有極少量的新風通過門窗縫隙進入。室內新風量不足，直接影響了建筑內的空氣品質。現將機房西墻百葉回風口堵住，改為直流式全新風系統，即系統處理的空氣全部來自室外，室外空氣經空調機組處理后送入建筑內，提高了建筑內的空氣質量。八臺屋頂軸流式排風機不開，只做備用排風機，在過渡季節和冬季空調機組停機時向建筑內通風換風。

3.4對清洗機增設局部排風系統。建筑內的油霧是由清洗機產生，所以對其進行局部排風。局部排風系統利用局部氣流直接在有害物質產生地點對其加以控制或補集，避免污染物擴散到車間作業地帶。具有排風量小、控制效果好等優點。另外還需加強清洗機管理，防止清洗液過多地噴濺出來。清洗機排風機布置在屋頂，需注意排風口盡量設在送風口的下風側，且高于送風口。

4效果分析

工程空調系統改造后，空調系統送入室內的空氣為全新風，室外空氣通過空調機組抽入再送入室內，室內陳舊空氣升入屋頂，熱氣由屋頂天窗排出。因改造后的空調系統大量輸送新鮮室外空氣進入室內，確保了室內新風的量，室內空氣不再單純依靠內部循環，排出的空氣帶走建筑內部大量熱，很大程度上降低了室內溫度。在對室內油煙味來源進行分析可知，油霧主要由于清洗機產生，空調將該處空氣送入室內其他位置，污染了建筑內部整體空氣環境。考慮將該處改造為局部排風，室內空氣環境得到大幅度改善。八臺風機可根據季節變化有選擇性開啟，以滿足室內空氣需要。

5結束語

綜上所述，為保證商業建筑室內空氣環境健康良好，降低能源消耗，保護自然環境，自然通風是最經濟、環保的方式，在建筑通風設計中應重點考慮該種方式。在設計建筑自然通風系統時，應綜合分析建筑布局、季節變化等方面因素，選擇合理的天窗位置及面積。在實際設計工作中，由于規劃或其他原因，使得建筑群密集，建筑周圍被堵死，無法順利進行空氣流動，建筑進風量降低，無法滿足建筑通風設計規范要求，因而借助機械設備促進空氣流動，提高自然進風量及室內空氣的流動強度。本文建筑通風量前期設計不合理，使得建筑內部空氣流動量不足。加之項目所在地夏季溫度高，建筑室內生產運行產生的余熱無法及時排出，室內溫度高于人體所能承受的溫度。經過對空調通風系統進行改造，增設了局部排風系統，并在原空調系統基礎上增加室外進風量，提高了建筑內部空氣環境。

參考文獻：

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