重庆市规划展览馆空调及通风设计

重庆市规划展览馆空调及通风设计中煤国际工程集团重庆设计研究院 吴敏1 李智军 摘要 重庆市规划展览馆是以城市规划展览为主的大型综合性展览馆。该馆建筑形式及地理位置较为特殊。本文重点介绍了如何解决在这种类型的工程中暖通专业所面临的特殊问题。关键词 冬季空调 屋面传热系数 通风换气 机房噪声 重庆市规划展览馆是重庆市十大社会文化设施之一。该建筑地理位置特殊，位于重庆嘉陵江和长江交汇处，利用水流自然形成的尖嘴地形建成。是重庆的客运、港运门户，是重庆市的城市“客厅”；展览馆建筑形式特殊，屋面即为重庆市民所熟知的朝天门广场,供广大市民及外地游客观赏两江风景，同时也是重庆市举办大型群众性活动的地方。朝天门广场下即为重庆市规划展览馆，共四层建筑。广场下一至三层为展览区，最下层为大型停车场。广场平面形如船甲板，整个建筑造型如一艘待发的巨轮。总建筑面积61000m2，建筑总高度21m。 特殊的地理位置及建筑形式为展览馆增色不少，但也给暖通专业设计带来不少困难，下面结合设计方案重点介绍在设计过程中解决的几个特殊问题。1 展览馆内可不设置冬季空调确定空调设计方案时，工程指挥部要求展览馆设置冬、夏集中空调系统。由于展览馆地处人流和车流极为密集的地方，重庆市消防总队明确指示不能采用直燃机或燃气热水锅炉等作为热源；而展览馆外无放置风冷热泵室外机的位置，采用电热锅炉又不符和国家能源政策。在这种情况下，我们反过来考虑：展馆是否必须设置冬季空调呢？ 根据历年气象资料，重庆地区冬季室外日平均温度5的天数为0，8的天数为32天。根据暖规(GB50019-2003)第4.1.3条，不属于“宜采用集中采暖”的地区，对于展览馆这样的公共建筑冬季是否设置集中空调，可根据具体情况而定。 经计算,展厅部分围护结构热负荷及通风热负荷共计40w/m2，而展厅内照明及设备发热强度为45w/ m2 (展厅内布置有大量声、光、,电模型及设备)。 经对重庆市另一座大型未设置冬季空调的公共建筑作了调查，该建筑照明发热强度与展厅相似，在冬季人流量约为15 m2/人 时，一层室内外温差为7,三层室内外温差为8。结论：综上所述,展厅（38 500m2）内照明及设备发热强度与建筑围护结构及通风热负荷大致相当。展厅布展后，外窗外墙几乎全都会被遮挡，建筑围护结构热负荷还会减少，人体发热量尚未计入。因此室内最低温度预计可保持在1516。由此决定，展厅只设置夏季空调系统。办公区和高级接待区（500m2）要求档次较高，房间最远点距室外机位置不超过40m，采用VRV变频多联机系统。会议区（2 000m2）房间最远点距室外机位置约150m，采用风冷热泵系统。最后确定空调室内设计参数如下表：表一空调室内设计参数表场 所夏 季冬 季新风量温度相对湿度%温度相对湿度%m/h展 厅266520办公区等2565204030会议区25552240502007年冬季实测结果: 当室外温度为6时,展厅大门内20m处温度为16, 展厅内中部温度为1820。屋面传热系数的确定 展览馆屋面即为重庆市朝天门观景广场。展览馆建筑形态特殊，屋面建筑面积为13 000 m2，外墙及外窗建筑面积共: 6 000 m2。屋面与外墙外窗的建筑面积比约为2:1，远远高于普通建筑。根据暖规(GB50019-2003)附录A“夏季太阳总辐射照度表”，水平面(即屋面)的太阳日总计辐射强度约为西面(或东面)墙的两倍。 且根据我们在重庆地区连晴高温天气时，对某建筑屋面的表面温度的测试，其最高甚至可达70。如果屋面和外墙采用相同的传热系数，则本工程通过屋面进入房间的热量将会是通过外墙进入房间热量的4倍以上，屋面得热量将达到整个围护结构得热量的7080%。因此，加强屋面保温隔热措施，对于本工程减少空调系统能耗具有重要的意义。 由于屋面结构荷载很大,采用大面积绿化或通风屋面等作为建筑隔热都不现实,我们采用了建筑外保温隔热方式。广场建筑设计完成于1998年6月，按照当时执行的暖规(GBJ19-87)，舒适性空调房间屋面传热系数不宜大于1w/ m2.，采用5cm厚的高强度憎水珍珠岩作为保温层即可达到。但根据本工程的具体情况，设计采用了10cm厚的高强度憎水珍珠岩外保温层，使屋面传热系数达到了：0.6W/ m2.（2005年颁布的公共建筑节能设计标准中规定：重庆地区屋面传热系数不得大于0.7w/ m2.）。屋面得热量在整个围护结构得热量中的比例下降至40%，大大降低了空调系统的能耗。怎样保证展厅内良好的空气品质展厅建筑总面积为38500 m2，单层面积为1300014000 m2。建筑总体积为150 000 m。展厅内照明及各种声、光、电模型，发热量为45W/ m2；各种装饰材料会大量散发异味；预计在开馆时人员密度可达：15m2/人，重大节假日，展览馆人员密度可达: 20m2/人，因此，无论是在空调季节，还是在过渡季节，保持良好的空气状况，是展览馆正常开放的重要保证。由于布展的需要,原建筑侧面所设通风外窗全部改为不可开启外窗。怎样保证展厅内的良好的空气品质，是暖通专业设计所必须解决的问题。 确定换气次数经计算，人员所需最大新风量为：77000 m/h。折合换气次数为：0.5次/h。在过渡季节,如要保证室内温度为26,不启动制冷系统,仅采用通风方式消除余热。当室外温度为18时，所需排风量为：300 000 m3/h；折合换气次数为：2次/h。当室外温度为22时，所需排风量为: 560 000 m/h；折合换气次数为：3.7次/h。 确定通风方案设计综合考虑排烟量、排除设备发热所需风量、人员新风卫生要求及通风（排烟）机房及管道布置等因素，确定每层设置四个通风（排烟）系统，总排风量为:490 000 m/h，换气次数为：4.9次/h。全展厅共设二十四个空调末端机房，其中有二十个机房沿建筑外墙布置。每个靠外墙的机房均设可调节新风口。空调送风系统总换气次数为：11次/h。外墙上新风口面积的确定：风速按4m/s计算，风量按空调送风量的30%计算。通风系统如何运行冬季：只需保证人员所需新风量，只需开启部分排风系统即可达到要求。该馆外门总面积约为100 m2，通过外门自然进风，外门处风速为0.2m/s，满足有关规范要求。过渡季节：除满足人员新风要求外，还要排除设备及照明余热。可根据室外温度决定部分或全部开启排风系统。距离外门较远的区域，可将空调机房新风口全部打开，回风口全部关闭，启动空调的送风系统，补充新风。夏季：排风系统停止运行。根据展厅内人员密度及舒适感觉调节空调机房新风口开度，启动制冷系统及空调送风系统。 实际运行情况在展厅内装修工程施工时，各种装饰材料散发的刺激性气味使人难以忍受，排风系统全部启动运行后，情况大为改善，装修工程得以正常进行。开馆前，经有关部门检验，馆内空气质量达到卫生要求。2005年9月开馆后，通风空调系统按上述方案运行，馆内空气状况良好。制冷机房噪声治理由于设备用房设在展馆二层，与展厅相邻。制冷机单台运行噪声值为88dB（A），加上水泵，四套机组全部运行时实测噪声值为102dB（A）。为消除制冷机房的噪音对展厅的影响，在展厅与设备用房之间布置了一个3m宽的走廊（同时也起到管廊及设备用房联系走廊的作用）。制冷机房的隔墙采用110mm厚钢丝网架聚苯乙烯复合板，并对所有的建筑缝隙和孔洞作了严密的封堵。制冷机底座设置了弹簧减振器，水泵底座设置了橡胶减振垫。当四台制冷机同时运行，二层展厅外实测噪声值为55dB（A）。 展馆自2005年9月开馆以来，共计接待国内外游客近50万人次，尤其是在2005年重庆首届亚太市长峰会期间，作为峰会指定参观内容，深受重庆市各级领导及参会的其它国内外领导嘉宾的称赞，重庆市规划展览馆已成为我市对外介绍重庆、宣传重庆、