淺談水利項目通風空調設計特點及與民用暖通空調設計的差異

譚家駿

摘 要：通過探討水電站通風空調系統(tǒng)設計的特點，比較與民用暖通設計的差異。主要是系統(tǒng)服務的對象、場所，采用的標準規(guī)范等差異帶來的系統(tǒng)設計上的差異。

關鍵詞：水電站 通風空調 民用暖通

1.前言

同為通風空調專業(yè)，在不同的行業(yè)里所處的位置也不相同。在水利項目中，通風及空調系統(tǒng)一般作為其中的一個附屬系統(tǒng) ，也較容易被忽視，很多水利項目在這方面設計比較簡易，甚至沒有設置，相對較重視水機、電氣及金屬結構等專業(yè)。通風空調有時只能尷尬地被歸屬到水機專業(yè)里。僅當?shù)叵聫S房項目時，通風空調專業(yè)才體現(xiàn)其專業(yè)性和重要性，但因地下廠房項目較少而以地面廠房及半地下廠房居多，所以通風空調專業(yè)在水利項目里往往充當次要角色。

與之相反，在民用項目中，暖通空調在機電的占有相當重要的地位。

以下通過探討水利項目中的通風空調系統(tǒng)設計特點來比較與工民建暖通空調設計的區(qū)別。（由于水電站較為代表性，以下章節(jié)均以水電站為代表）

2.服務對象和場所的的差異

水電站通風空調的主要服務對象是設備，主要場所是廠房、車間。電站里的主要設備有水輪發(fā)電機及其附屬系統(tǒng)、各種電氣及控制設備、閘門等。而場所具體可分為主廠房、副廠房，設備用房及中控室，按高程分又有電機層、水泵層、集水廊道層等，如果是地下廠房還有各種交通洞，出渣洞、通風洞及排煙洞。這些場所基本以設備為主，人員密度小，甚至基本無人值班（檢修時除外）。值班人員通常集中在中控室面積為80～200m2的空間內。水電站的總建筑面積一般在5000 m2以下，較大型的一般也在1萬m2左右。

而民用暖通空調的服務對象是人，場所是辦公樓、商場、餐飲、娛樂等，人員密度大，有時可達到0.5人/m2甚至1人/m2，而且空調面積大，通常都在1萬m2～數(shù)萬m2之間。

3.設計標準和規(guī)范的差異

由于服務對象和場所的差異，必然帶來設計標準和規(guī)范上的差異。水電站的標準主要考慮對生產(chǎn)的安全保障、可靠性及經(jīng)濟性，而民用項目更多的是考慮人員的感受，講究舒適性，所以采用設計標準較高。以室內溫度為例，水電站廠房內各車間溫度一般在33～35℃之間，中控室26～28℃，而民用暖通的室內設計溫度在22～28℃之間，實際多為26℃。

4.通風空調系統(tǒng)形式

服務對象、場所、設計標準上的差異也決定了系統(tǒng)設計上的差異。

通風空調系統(tǒng)通常有以下幾種形式：

4.1通風

（1）自然通風

利用室外溫度與室內溫度差，通過加大開窗及設置透氣屋頂、設置屋頂風帽等形式讓氣流自然流通達到通風換熱效果。

（2）機械通風

利用設置風機設備，連接風管、設置風口等來達到通風換熱效果。

4.2空調

（1）分體空調

分體式空調是根據(jù)各空調場所單元分別設置空調的形式，為冷媒式，一般一臺室外機+一臺室內機的形式，也有一臺室外機拖帶2臺室內機的形式分體機。

（2）中央空調

中央空調是采用集中式制冷系統(tǒng)，利用冷凍水管將冷源輸送到各空調場所，再通過各種末端換熱達到降溫目的。中央空調系統(tǒng)按冷卻形式又分風冷式和水冷式。

4.3水電站通風空調的系統(tǒng)形式

水電站由于設計標準相對較低，通風空調系統(tǒng)設計也是相對簡單，一般采用自然通風+機械通風形式為主，以空調為輔，僅在局部設分體式空調。有些水電站甚至沒有設機械通風完全靠自然通風。

民用暖通因為面積大，設計標準較高，需要營造舒適的環(huán)境來吸引顧客，所以一般采用中央空調系統(tǒng)，以通風為輔，僅對一些設備房及地下停車場、走廊、衛(wèi)生間等設置機械通風。

4.4水電站各場所的設計特點

（1）地面式及半地下式廠房

①主廠房

主廠房空間較大，可以考慮自然通風也可以設置機械通風。水電站通風條件較好時，為了節(jié)能也可以采用自然通風。但自然通風也有缺點，遇到悶熱天氣時，室內空氣流通不暢，氣溫升高，會給工作人員帶來不適。所以較理想的方式應該是自然通風+機械通風。

主廠房的機械通風風量，一般按照廠房容積的4倍～6倍全新風換氣計算，而民用暖通空調由于是采用中央空調，其送風大部分是循環(huán)使用，換氣量是按照場所內人員數(shù)量（15～30 m3/h）來計算的，或者按總風量的15%～30%。

②副廠房

水電站副廠房因為設備用房有較多設備，發(fā)熱量相對較大，一般都會設置機械通風系統(tǒng)，換氣次數(shù)按6～7次計算。這一點民用暖通與之相似，只是個別情況下，由于民用項目的設備房有條件利用的冷氣場所的排風進行降溫。

③高程較低的水泵層或集水廊道層

水泵層及集水廊道層，這是水電站特有的場所。因為高程較低，自然通風難以保證通風效果，所以必須設置機械通風，而且因為空氣濕度較大，計算風量要考慮除濕，這與民用暖通有很大區(qū)別。

較低高程層一般采用豎向風管把污濁空氣抽出地面達到新風換氣效果。由于空間較狹窄，設計時盡量會把豎向風管埋藏于砼體墻中，而民用暖通空調一般多采用明管或隱藏于天花吊頂，有豎向水管時則采用管井方式。

④中控室

中控室面積通常在200m2以下，人員在10人左右，其空調形式也是較為簡單的分體式，規(guī)模稍大的水電站，有其他辦公用房的，可以一起設計成多聯(lián)體系統(tǒng)或者是一個小型的中央空調，類似VRV形式。

（2）地下式廠房

地下式廠房因為身處地下，不可能采用自然通風系統(tǒng)，所以一般采用機械通風+中央空調系統(tǒng)。由于地下環(huán)境有冬暖夏涼而又比較潮濕的特點，水電站中散熱降溫不是主要目的，除濕才是主要，所以通風空調系統(tǒng)主要是按照除濕進行設計，而民用暖通基本只考慮降溫而不考慮除濕。

另外，地面式及半地下式水電站一般不設防排煙，僅當?shù)叵聫S房時才設置防排煙，而民用暖通空調的設計一般與防排煙設計結合起來。相對而言，因為處于地下的緣故，地下廠房的防排煙系統(tǒng)設計較民用暖通的防排煙系統(tǒng)難度要大些。

5.設備的選用

5.1通風設備

通風設備一般有軸流式和離心式風機，以風量、風壓、噪音等參數(shù)作為選用條件。軸流式風機具有流量大風壓小，耗電少、效率高，噪音較大的特點。而離心風機風壓較大，噪音較小，耗電功率較大。

民用項目因為強調舒適性，對噪音有等級要求，不能高于60分貝，軸流風機噪音基本都高于這個數(shù)值，所以基本不被采用，一般選用離心風機，若風量較大時還需加設消音器。水電站在對噪音要求相對較低，廠房各種設備噪音已經(jīng)高于風機噪音，不存在噪音問題，故可以采用軸流風機。如果是地下廠房項目還需設置隧道風機，這種風機噪音遠高于普通的軸流風機。

在風壓方面，水電站的風口設置靈活度較大，風管路程短，所需風壓較小，選用軸流風機足可滿足要求。民用項目由于外墻風口的位置所限，一般不適宜較多設置，所以往往一個出風口連接有較多的風管，而且線路長，彎角多，阻力損失大，這就要求有較大的風壓，往往要達到250Pa～350Pa以上。這是一般軸流風機達不到的，所以民用暖通一般選用離心風機。

5.2空調設備

水電站采用空調的場所一般僅限于有人經(jīng)?；顒拥闹锌厥遥娣e較小，計算冷量小，所以通常選用分體式空調機即可解決，而且易于維修及更換，成本低。僅當?shù)叵聫S房項目時，因需要設置中央空調系統(tǒng)，才配置冷水機組、冷卻塔和各種末端設備等。

而民用暖通由于空調面積較大，范圍廣，兼考慮檔次和舒適性，故采用中央空調形式，設置專用的冷水機房，末端空調機房，冷卻塔系統(tǒng)等，還要設置冷水管井、冷水管管道、風管等，系統(tǒng)較為復雜，設計計算工作量大，造價高（通常遠高于電氣及給排水專業(yè)），維護技術及成本也高得多。此外暖通還有采暖方面內容，限于篇幅不在本文討論。

6.結論

由以上幾點比較可知道，由于服務對象及場所的差異、采用標準的差異，造成水利項目的通風空調設計與民用暖通空調設計差異甚大。

參考文獻：

[1]工業(yè)建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范. GB50019-2015.

[2]水電站通風系統(tǒng)設計分析研究——以卡魯瑪水電站項目為例.工業(yè)設計.

[3]蘇先鋒.中國水利水電第八工程局有限公司， 2015年第11期.

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