高速公路服務區暖通空調設計常見問題研究

蔡星辰

摘? 要：高速公路服務區是高速公路重要的房建設施，合理的暖通空調系統設計對服務區服務品質的提升、能源的節約、高效安全的運行至關重要。文章從節能設計、通風設計、防煙排煙系統設計等方面介紹高速公路服務區暖通空調設計的常見問題。

關鍵詞：服務區;暖通設計;節能;防煙排煙系統

中圖分類號：TU83? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）33-0076-02

Abstract： Highway service area is an important building facility for expressway. Reasonable HVAC system design is vital to improve service quality saving energy efficiency and safe operation. This paper introduces HVAC design problems in expressway service area from aspects such as energy saving design ventilation design smoke prevention and exhaust system design etc.

Keywords： service area; HVAC design; energy saving; smoke prevention and exhaust system

引言

服務區的建設是高速公路建設中必不可少的一環。為更好地滿足駕乘人員對服務、商業的需求，越來越多的商業綜合體式的服務區涌現出來，因此提高了暖通空調系統的復雜性;同時隨著綠色建筑理念的滲透，綠色服務區的建設越來越被重視，暖通空調能耗作為建筑能耗的主要組成部分，暖通空調系統合理的設計更有利于服務區能源的節約和環境的保護。

1 節能設計問題

1.1 冷熱源選擇

在建筑能耗中空調能耗約占50%左右，其中，冷熱源的能耗約占空調系統能耗的50%～60%，有著巨大的節能潛力;同時服務區大多遠離城區，其冷熱源的選擇比較受限。因此在冷熱源選擇時，設計人員應結合節能環保的要求、能源條件及氣候特征等因素綜合考慮。

對于北方需要供暖的服務區，傳統燃煤鍋爐作為熱源已不能滿足環保要求，而這些服務區通常沒有條件接入市政燃氣管道，不能采用燃氣鍋爐。采用熱泵供暖對于這類服務區而言是相對較好一種供暖方式。空氣源熱泵由于效率高、安裝方便、初期投資相對較小，在服務區得到了廣泛的應用，尤其是低溫空氣源熱泵的出現，熱泵在外界環境溫度較低時依然能保證較高的能效，對于一些冬季濕度比較小的嚴寒、寒冷地區，可將其作為熱源第一選擇。

目前服務區采用較多的冷源是多聯式空調機組或風冷熱泵機組，節能設計主要體現在采用能效比更高的機組、增加空調系統的控制及采用變頻技術等方面，而忽略了采用其他更加節能的冷源，比如西北地區的服務區可以適當采用蒸發冷卻技術，華北及華東地區可以考慮采用地源熱泵技術等。

1.2 新風系統設計

新風的引入是改善室內空氣品質、提高室內人員舒適性的重要途徑。而在空調系統的設計中，新風負荷一般占空調負荷的30%～50%，尤其在人員密度大的服務區，新風需求大，新風能耗更為顯著。新風系統設計時首先要根據房間性質、使用人數、人員所需新風量等要求合理計算新風系統的新風量。其次，為了減少新風能耗，可設置高效的熱回收系統，使室外新風與室內排風進行熱交換，對新風進行預熱或預冷，從而降低新風負荷。目前服務區新風系統熱回收裝置大多采用板式熱回收裝置、轉輪式熱回收裝置和熱管式熱回收裝置。最后，對于人員密度變化大的場所，宜設置CO2濃度監測裝置，根據檢測值進行新風系統運行調節，達到節能效果。

1.3 蓄冷蓄熱技術應用

為了滿足人們的使用需要，服務區綜合樓具有商業建筑的使用特點。白天人流量大，建筑能耗大，餐飲、公共服務等用電量大，用電緊張;晚上人流量小，建筑能耗小，用電設備少。為滿足白天用電負荷，電氣專業就需設計較大容量的變配電裝置及發電機，因此必要的蓄能技術的引入對平衡峰谷電、減少裝機容量、保證系統安全運行尤為重要。

對于空調使用頻繁地區的服務區，可以結合當地峰谷電價政策，適當引入蓄冷技術。蓄冷系統在用電低谷時儲存冷量，用電高峰時釋放冷量，不僅可以利用峰谷電價減少運行成本，同時可以降低服務區變配電裝置的容量，具有良好的經濟效益。在嚴寒地區，由于小型燃煤鍋爐的禁用，服務區供暖熱源大多采用電鍋爐，蓄熱技術可以利用峰谷電價減少運行成本。同時，太陽能作為可再生能源應用在供熱系統中具有良好的節能效益，但是，由于受天氣變化的影響，供熱不穩定，蓄熱技術可以保證其系統的穩定性。

2 公廁通風設計問題

駕乘人員的如廁是高速公路服務區重要的功能，舒適的如廁環境對于服務區客流的引入、商業的增長起著積極的作用。公廁異味問題，特別是對于高峰時段需要排隊的服務區公廁而言，尤為突出。如何有效的來改善廁所的通風環境解決異味問題，暖通設計人員一方面要配合建筑專業合理的采用自然通風，保證通風效果，同時也要進行有效的機械通風系統設計。

對于服務區公廁的機械通風設計，通風量宜按規范規定的換氣次數上限選取并適當增加。服務區公廁排風系統的設計使用較多的是外墻加換氣扇的形式以保證公廁的排風量，如圖1所示，這種設計不僅影響外立面的美觀而且效果欠佳。因此在服務區公廁通風系統設計過程中，可以結合裝修設計，采用下排上送的“崗位式”排風形式，即每個蹲位設置崗位型排風口，如圖2所示，廁所頂部根據需要可以采用新風補充，形成從上往下的氣流組織以避免異味。大型公廁宜在排風系統中設置有效的異味聯動裝置，以硫化氫、氨氣等主要污染物濃度作為即時檢測指標，聯動調節排風系統的運行，充分節約能源。

3 防煙排煙系統設計問題

建筑防煙排煙系統設計是建筑消防設計的重要組成，合理的防煙排煙系統設計是人員疏散和消防撲救的重要保證，尤其對于人流密度大，商業功能復雜的服務區而言。

3.1 可開啟外窗的設置

對于服務區綜合樓而言，封閉樓梯間一般通過自然通風的方式進行防煙，其可開啟外窗的設置應按現行《建筑防煙排煙系統技術標準》的要求執行。當走道或房間滿足自然排煙條件時，也應按現行《建筑防煙排煙系統技術標準》的要求設置自然排煙窗。

對于可開啟外窗的設計主要存在兩個問題：暖通設計人員一般在施工圖設計時把開窗要求提給建筑專業，在方案確定的情況下，導致有些房間開窗困難，從而增加機械排煙設施;暖通設計人員提給建筑專業開窗要求后忽視了對其復核，尤其是幕墻設計，一般考慮美觀、經濟等因素，可開啟外窗的設置高度及有效開啟面積很難達到規范的規定的要求。因此在設計過程中，暖通設計人員應在方案階段介入，并在整個設計周期內提醒建筑專業開窗，滿足規范的設置要求。

3.2 防煙分區的劃分

服務區的業態及裝修設計通常滯后于土建設計，土建設計階段時按規范要求的防煙排煙系統往往不滿足裝修調整后的防煙排煙要求，后期調整困難。建筑專業在土建設計階段，商鋪一般都是預留，建筑平面圖紙上只表達主要商鋪的鋪位線，暖通設計人員經常把商鋪和公共區域作為一個連通的空間考慮劃分防煙分區，這顯然是不合理的。業態裝修進入后，每個商鋪裝修會增加門、門頭、隔墻等，這些建筑構件具有阻擋煙氣擴散的作用。因此各商鋪在劃分防煙分區時應單獨考慮，并考慮設置相應的排煙設施，這樣會減少業態裝修階段防煙排煙系統設計調整的工作量。

4 結束語

暖通空調系統設計是服務區設計的重要部分。作者針對暖通系統節能、公廁通風、防煙排煙系統等常見的設計問題闡述了自己的觀點。在實際工程設計中，暖通設計人員應充分考慮服務區建筑特點及運營要求，設計出合理、節能的暖通空調系統。

參考文獻：

[1]苑廣普，矯立超，戎賢，等.高速公路服務區被動式超低能耗建筑實踐研究[J].建筑節能，2019，47（1）：82-87.

[2]延晨越，陳劍波，王丹陽，等.某圖書館冷熱源方案能耗與經濟性分析[J].建筑節能，2019，47（11）：65-70.

[3]GB 50736-2012.民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范[S].2012.

[4]劉宇寧，李永振.不同地區采用排風熱回收裝置的節能效果和經濟性探討[J].暖通空調，2008，38（9）：15-19.

[5]GB 51251-2017.建筑防煙排煙系統技術標準[S].2017.