設備共同溝在場館類建筑暖通設計中的應用探討

徐曉環

華東建筑設計研究院有限公司

0 引言

建筑發展趨向于多樣化、商業化。多樣化的建筑需要有不同的空調形式與之配合。由于某些獨特建筑的頂面造型復雜，常常伴以玻璃造型等需要較高通透性的材料，吊頂中的管線往往受到很大的限制。因此在很多場館類建筑中較多采用地面送風的形式。地面送風與上送風的形式相比有著明顯的特點：1）送風直接進入工作區，冷損失較少。2）吊頂內沒有風管，內裝風格可以有較多變化。3）室內空氣品質和熱舒適性好。4）通風效率高。5）就使用的時間價值而言，地面送風系統建筑物壽命周期費用較低[1]。

在一些中大型的場館類建筑中，地面送風常常作為一種常用的空調送風方式。吊頂內不可以敷設尺寸大的管線也是經常遇到的問題，因此，在中大型場館可考慮將主要的水暖電管線敷設于地下共同管溝之中，方便檢修。共同管溝最初應用于市政管網中，主要是指敷設在地下，內有水、電、暖等管道穿越而不影響地上部分建筑或者道路的管溝。城市中管溝的應用很廣泛，主要應用在市政給排水管網，燃氣管網、供熱逛管等領域[2]。

建筑中的共同溝和城市共同溝略有不同，相比于城市共同溝，建筑內的共同溝中敷設的管線包含風管，電橋架和水管等。根據場館的性質不同做法也有區別。根據幾個建筑共同溝解決管線敷設問題的場館來介紹建筑共同溝的做法和注意的事項。

1 美術館項目

本美術館地處寒冷地區，方案由外方著名建筑師設計。美術館位于文化建筑群之中，建筑面積約12000m2，冷熱源位于片區的能源中心內。建筑流線流暢，屋頂式荷葉的大屋蓋。如圖1。

圖1 美術館屋頂效果圖

美術館是一個單層建筑，層高較高（基本10m以上）且高低不平，為了節省運行能耗，形成分層空調，而且減少吊頂內的風管，工程選擇了地面送風系統。并且所有主要的水暖電管線均敷設在地下共同溝內。

1.1 管溝內管線設計

共同溝的剖面圖如下：

圖2 共同溝剖面圖

本建筑主要由三個展廳和一個特殊展品陳列室組成，四個主要的場館分別散落在荷葉的一圈之上，展廳和展廳之間由走道連接。展廳的空調送回風均來自展廳的地面，地面下部有600mm的夾層空間可作為展廳的送回風腔體，（又稱為一重床），管線夾層（又稱為二重床）是考慮到送回風腔體過大（部分區域長度超過40m）而設置的安裝送回風管道的夾層（見圖2），二重床的高度約1.4m。

走廊下部的管溝稱之為設備共同溝，如圖2、3所示。走廊設置空調系統，因此走道下部也設有一重床作為空調送回風土建靜壓箱，高度約為600mm。管溝內的管線以空調風管為主，另有空調冷熱水供回水管。同時有電氣專業橋架、主要的給水排水管道、消防供水管道等如圖3。共同溝在建筑地下成環敷設，寬度約為3.8m，高度4.05m。這樣的空間設置可以給檢修人員自由通行。

圖3 共同溝綜合管線圖

1.2 管溝內的煙風設計

管溝分為半通行管溝和通行管溝，根據規范《城鎮供熱管網設計規范》CJJ24-2010和《全國民用建筑工程設計技術措施-暖通空調·動力》，管溝內溫度不應超過40℃，且換氣次數不應小于6次/h。因此地下管溝不論高度一律應考慮排風措施。本項目中采用機械排風，換氣次數選6次/h。由于管線夾層不屬于檢修人員的活動區域，不考慮排風。

關于排煙設計，筆者查找了相關規范，未見關于管溝的明確規定。此處套用《建筑設計防火規范》GB50016-2014中關于排煙部位的設置，見8.5.3.5，建筑內長度大于20m的疏散走道，需要設置排煙設施。因為不具備自然排煙條件，此處采用機械排煙，利用共同溝出口自然補風。為了盡可能減少風管對層高的影響，排煙和排風設置同一套系統，風機采用雙速風機。

1.3 管溝和房間的連接以及預留洞

許多空調風管和排風兼排煙經由共同溝，進入管線夾層空間，在夾層空間內將送回風管支管連接到相應的送回風土建腔體之中。送風支管和送回風腔體的連接見圖4。

在共同溝和管線夾層的連接之處設置后砌的防火墻，在管道安裝之前預留洞口，安裝后砌墻封堵。

圖4 風管支管和送回風腔體連接示意圖

2 植物園項目

植物園項目的特點是包含多個溫室且溫室的屋面均采用玻璃屋面（如圖5所示），解決室內空調和采暖問題，地下的設備管線管溝也就顯得尤為重要。下面以某植物園為例來介紹植物園中的共同管溝設計情況。

圖5 某植物園效果圖

2.1 溫室中溫濕度控制手段的簡介

展覽溫室的主要服務對象是植物，并且以熱帶，亞熱帶及其他具有特殊氣候或地域的植物種類為主。根據植物生長需求，夏季植物區溫度保持35℃以下便可不影響其生長。因此溫室主要的溫度調節手段是：夏季采用空調給植物和人員降溫，設計溫度會高于常規空調。冬季采用空調和采暖兩種方法保證溫室的溫度。由于溫室中游客多出現在行走步道上，因此人行道空調設置地面送風空調系統，并且采用直流式系統，如圖6。因此，管溝內主要的暖通管線為全新風送風管，排風管，管溝內部排風管，采暖主干管道（采暖采用被動式冷梁）。另外，植物園中需要大量水管，給排水管也是主要的管線組成部分。

圖6 地面送風圖示

2.2 管溝內的煙風設計

在美術館設計中，由于管溝的高度較高，且館內藏品屬于易燃品，因此管溝依照走道從嚴設計。植物園內植物多，濕度高，且存在很多噴霧裝置，噴水裝置等。管溝的溝深也不高，僅有2.5m（如圖7），因此，經過消防性能化的論證，管溝內僅設置排風，不設排煙。

圖7 植物園剖面圖

3 分析和總結

1）設備共同溝作為地面送風的管線敷設解決方案在今后的設計中會有越來越多的應用，正如上文分析，在奇形怪狀的屋頂形狀、玻璃頂、層高較高等情況下都可以有較好的適用性。

2）本文詳細介紹了做法及管線的接管和敷設情況，以饗讀者。

3）設備共同溝敷設于地下，由于沒有開窗條件，排煙是經常遇到的問題，如果沒有條件進行消防性能化的測試，就必須要從嚴按照疏散走道進行排煙設計。

4）地下設備管溝經過一些經濟性比較還是會較大程度的增加造價，因此不是上述的適用情況不建議輕易采用[3]。

5）設備共同溝的設計是需要建筑、結構、水、暖、電共同配合完成的，在做法上應該互通有無，否則施工中容易出現碰撞問題。

[1] 唐海華,葉禮成.國內外市政共同溝建設的現狀與趨勢[J].建筑施工,2001,23(5):346-348

[2] 陸耀慶.實用供熱空調設計手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,2011

[3] 董紅霞.既有居住小區管道共同溝技術探討[C]//全國暖通空調制冷學術年會論文集.2010