地下空间通风空调系统专项方案

地下空间通风空调系统专项方案第一章编制依据与设计原则本专项方案旨在为地下空间通风空调系统的设计、施工及运行维护提供具有高度可操作性的技术指导。地下空间由于其封闭性强、散热困难、人员流动性大及功能复杂等特点，对通风空调系统的依赖程度远高于地上建筑。方案编制严格遵循国家现行规范、行业标准及项目特定需求，确保系统在满足舒适性与工艺要求的前提下，实现安全、节能、环保的目标。1.1编制依据本方案的制定基于以下主要法律法规、技术规范及标准文件，确保所有技术环节合法合规：《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）《建筑设计防火规范》（GB50016-2014，2018年版）《建筑设计防火规范》（GB50016-2014，2018年版）《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB50067-2014）《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB50067-2014）《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）《人民防空工程设计防火规范》（GB50098-2009）《人民防空工程设计防火规范》（GB50098-2009）《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB50243-2016）《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB50243-2016）《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2019）《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2019）1.2设计原则在系统规划与设计过程中，始终坚持以下核心原则，作为技术决策的基石：1.安全性优先原则：地下空间排烟与补风系统的设计是重中之重，必须保证火灾时烟气能被有效排除，人员疏散区域维持正压，防排烟系统需具备在高温下持续运行的能力。2.分区合理原则：根据防火分区、防烟分区以及使用功能（如车库、商业、设备用房、人防区域）进行独立系统划分，避免跨区域风管敷设，减少火灾蔓延风险。3.节能高效原则：充分利用地下空间热惰性大的特点，优先采用能效等级高的制冷制热设备，结合新风热回收技术及变频控制技术，降低全年运行能耗。4.舒适性与工艺保障：针对不同功能区域设定精确的温湿度及空气质量参数，特别是人员密集区需保证足够的新风量，消除异味及污染物。5.运维便利性：系统布局需考虑后期检修空间，风管及设备选型应便于清洗、更换零部件，关键阀门及传感器需设置在可视可及位置。第二章系统概况与设计参数2.1系统功能定位本地下空间主要包含地下机动车库、地下商业仓储区、设备机房（变配电、制冷站等）及人员掩蔽部（人防）。通风空调系统需同时承担平时机械通风、空气调节以及火灾时的防排烟功能。系统设计采用“平时通风与空调结合，战时转换防护”的思路，通过风阀切换实现工况转换。2.2室内设计参数根据不同功能分区的使用性质，确定详细的室内设计参数，这是设备选型与风量计算的基础依据。以下为各区域主要设计参数表：区域名称夏季温度夏季相对湿度冬季温度冬季相对湿度新风量标准噪声标准备注地下商业区25℃~27℃50%~60%16℃~18℃≥30%≥20m³/h·人≤45dB(A)人员密度按0.4~0.6人/m²估算地下机动车库≤30℃自然≥5℃自然不做强制要求≤60dB(A)按换气次数计算，排风兼排烟变配电室≤35℃自然——按消除余热计算≤60dB(A)保证电气设备散热需求制冷机房≤35℃≤70%——≥3次换气/h≤60dB(A)兼顾事故通风地下仓储26℃~28℃50%~60%——≥30m³/h·人≤50dB(A)无人员区域按换气次数卫生间/清洁间——≥16℃—≥10次换气/h≤50dB(A)保持负压，防止气味外溢2.3室外气象计算参数设计计算需结合当地典型气象年数据，重点考虑夏季空调室外计算干湿球温度及冬季通风计算温度。由于地下空间受土壤热惯性影响，其围护结构传热计算不同于地上建筑，需采用周期性反应系数法或简易平壁传热修正法进行计算，忽略室外气温剧烈波动对室内的影响，重点计算新风负荷及设备发热负荷。第三章冷热负荷计算与工况分析3.1负荷计算特性分析地下空间负荷计算具有显著的特殊性，不能简单套用地上建筑模型。1.围护结构冷热负荷：除少量顶层与土壤接触的楼板外，地下侧墙及地板基本不受室外气象参数瞬时变化影响。夏季土壤温度通常低于室外空气温度，对地下空间起到一定的自然冷却作用；冬季土壤温度高于室外，起到保温作用。因此，地下空间围护结构负荷较小且相对稳定。2.内部冷热负荷：这是地下空间的主要负荷来源。包括照明散热、人员散热散湿、设备（电梯、自动扶梯、变压器等）散热以及商业展示设备的散热。在负荷计算中，需对人员密度及群集系数、设备使用系数进行详细调研，避免因负荷估算偏小导致制冷量不足。3.新风负荷：由于地下空间无法通过开窗换气，新风负荷占比通常较高。引入新风是为了满足卫生要求和消除有害气体（如汽车尾气中的CO），在过渡季应充分利用新风供冷，减少冷机开启时间。3.2负荷计算方法本方案采用谐波反应法进行逐时冷负荷计算，确保峰值出现的准确性。针对不同区域采用如下策略：商业区：计算人员全热负荷、照明显热负荷、设备显热负荷及新风负荷。特别关注人员密度的取值，建议结合建筑功能定位取高限值，以应对突发人流。车库区：主要计算车辆行驶发热及排放废气所需的风量。通过稀释浓度法计算排风量，同时校核消除余热所需的风量，取两者大值作为设计依据。设备用房：主要针对电气设备进行显热负荷计算，通常采用设备安装功率乘以同时使用系数和效率系数进行估算。3.3典型区域负荷估算指标表为便于前期设备选型与方案比选，提供如下单位面积冷负荷估算指标参考（具体施工图设计阶段需逐项复核）：区域类型冷负荷指标(W/m²)热负荷指标(W/m²)主要负荷构成系统运行特点地下超市/商业150~20060~80人员、照明、新风、设备全天运行，负荷波动大，峰值明显地下车库（排风）00汽车尾气、余热按CO浓度或时间间歇运行地下餐饮区250~35080~100灶具排热、补风冷负荷、人员需做好排油烟与空调补风平衡办公/管理区120~15050~70人员、电脑、照明周期性运行，过渡季需全新风设备机房100~150—机组散热、变压器散热需全年降温运行第四章通风系统设计方案4.1机械通风系统构架地下空间通风系统采用“机械送风+机械排风”的模式。对于防火分区面积较大的区域，采用均匀布置送排风口的方式，消除气流死角。风管系统尽可能利用梁内空间敷设，以降低层高要求。4.2地下车库通风系统车库通风系统需兼顾平时排风和火灾排烟，采用双速风机或单速风机加排烟风机合用系统。1.风量确定：平时排风量按换气次数计算，通常层高小于3m时按实际体积计算，层高大于3m时按3m体积计算。一般取6次/h换气（送风5次/h）。对于设有CO浓度传感器的车库，可采用变风量控制，当CO浓度低于设定值（如30ppm）时，风机降频运行。2.气流组织：采用“上部排风（1/3）+下部排风（2/3）”或“全部上部排风”的方式。鉴于现代汽车尾气略有抬升趋势且为避免风管穿越车位，推荐采用全部上部排风，但排风口需贴近车位上方，诱导风机（射流风机）配合使用以增强远距离气流扰动。3.诱导风机应用：在车库大空间无风管区域布置射流诱导风机，利用高速射流带动空气流动，将废气导向排风口，有效减少主干风管数量，降低造价。4.3设备用房通风系统1.变配电室：设置独立的机械排风系统，排风直接排至室外或竖井，不与其他区域混用。风量按消除余热计算，且换气次数不小于6次/h。当环境温度超标时自动启动排风机。2.制冷机房：设置事故通风系统，正常通风换气次数不小于6次/h，事故通风不小于12次/h。采用防爆风机，开关设置在室内外便于操作处。3.卫生间：设置机械排风系统，保持微负压（-5~-10Pa），排风通过竖井高空排放。4.4人防通风系统人防通风是地下空间特有的防护要求。方案需包含清洁式通风、滤毒式通风和隔绝式通风三种模式。1.战时进风系统：设置油网滤尘器、过滤吸收器、密闭阀门、风机等设备。清洁式通风利用进风机从室外经油网滤尘器吸入；滤毒式通风增加过滤吸收器，去除毒剂和生物战剂。2.战时排风系统：利用超压排气活门进行自动排气，维持工程内部超压（30~50Pa），防止外部毒气渗入。3.平战转换：平时风管与战时风管在穿越人防围护结构处需设置密闭阀，临战转换时关闭平时阀门，开启战时管路。第五章空调系统设计方案5.1冷热源系统配置考虑到地下空间商业及办公区域的舒适性需求，推荐采用集中式空调系统。1.冷源：优先选用水冷式冷水机组或风冷热泵机组。若项目周边有市政热网，冬季优先利用市政热源通过换热器供热；若无市政热源，采用风冷热泵或锅炉供热。2.机房设置：制冷换热机房宜设置在负荷中心附近，减少冷热输送损耗。由于地下空间层高限制，优先选用卧式壳管式换热器或板式换热器。3.水系统：采用闭式循环系统，两管制（冷热合用）或四管制（冷热分供）。通过设置分集水器实现各环路水力平衡，重要环路设置动态平衡阀。5.2空调风系统形式1.全空气系统（低速单风道）：适用于地下商业大空间、超市等区域。采用组合式空调机组（AHU），集中处理回风与新风，通过风管送入室内。该系统便于过渡季全新风运行，节能效果好，且便于集中管理过滤和消毒。2.风机盘管加新风系统：适用于地下小型办公、会议室等分隔较多区域。新风由新风机组（PAU）处理到室内等焓线或低于室内露点温度，承担部分湿负荷，风机盘管（FCU）承担末端显热负荷。该系统控制灵活，各房间可独立调节。3.多联机系统（VRV）：适用于部分补建区域或难以设置水管的区域。室外机放置在地面或通风塔，室内机采用风管式或四面出风式。该系统安装便捷，计费方便。5.3气流组织设计地下空间空调气流组织应尽量避免短路，并确保人员活动区处于回流区。侧送侧回：适用于层高较低（<3.5m）的区域，采用散流器或百叶风口顶送，回风口置于同侧下部或吊顶回风。上送下回：适用于层高较高或有严格温湿度要求的区域，送风口采用旋流风口或条缝风口，回风口置于侧墙下部，能有效排除余热和污染物。风管布置：主风管尽量沿梁或墙边敷设，避免横跨大厅中央。风管风速控制：主风管6~10m/s，支风管3~5m/s，风口风速2~3m/s，以控制风管噪声及气流再生噪声。第六章防排烟系统设计防排烟系统是地下空间生命安全的最后一道防线，设计必须严谨，符合强制性条文要求。6.1排烟系统设置原则1.排烟量计算：地下商业及公共走道，排烟量按最大防烟分区面积不小于120m³/h·m²计算，且风机排烟量不应小于该值。对于汽车库，排烟量按换气次数不小于6次/h计算（若利用平时排风管，需校核管截面及风机风量是否满足排烟要求）。2.排烟口布置：排烟口距该防烟分区最远点的水平距离不应超过30m。排烟口设置在顶棚或靠近顶棚的墙面上，且与附近安全出口沿走道方向相邻边缘之间的最小水平距离不应小于1.5m。3.补风系统：地下空间发生火灾时，由于无法进行自然补风，必须设置机械补风系统。补风量不应小于排烟量的50%。6.2防烟系统（加压送风）对地下封闭楼梯间、防烟楼梯间及其前室、合用前室进行机械加压送风，保证火灾时该区域压力高于外部，阻止烟气侵入。1.压力控制：楼梯间压力保持40~50Pa，前室保持25~30Pa。通过设置余压阀，防止超压导致疏散门难以开启。2.风机选型：加压送风机需设置在专用机房内，风机进风口需与排烟系统出风口保持必要的安全距离，防止烟气串入。6.3风管耐火极限要求根据最新防火规范，穿越防火分区、通风空调机房、重要或火灾危险性大的房间隔墙及楼板处的风管，必须设置防火阀。防火阀设置：70℃防火阀（通风、空调系统）、280℃防火阀（排烟系统）。排烟风机入口处必须设置280℃排烟防火阀，当烟气温度达到280℃时自动关闭，连锁停止风机。耐火风管：对于排烟风管，需保证其耐火极限符合规范要求（如0.5h或1.0h），建议采用镀锌钢板外包防火板或喷涂防火涂料，或直接采用成品耐火风管。第七章消声减震与环保措施地下空间混响时间通常较长，且设备运行产生的振动和噪声容易通过结构传至地上，必须采取综合降噪措施。7.1噪声源控制1.设备选型：优先选用低噪声、高效率的风机、冷水机组及水泵。风机选型时，工作点应位于高效区右侧，避免喘振。2.风机减震：落地式风机安装采用弹簧减震器或橡胶减震垫，减震效率需大于90%。吊装风机采用弹簧吊架。3.管道连接：设备进出口与风管、水管连接处均采用柔性短管（如防火帆布、橡胶软接头），长度宜为150~300mm，防止振动传递。7.2气流噪声控制1.消声器设置：在空调机组、送排风机进出口风管上设置阻抗复合式消声器或微穿孔板消声器，消声量根据计算确定，通常需降低15~20dB(A)。2.风速控制：严格控制主风管及风口风速，避免高速气流产生再生噪声。消声弯头、静压箱等部件的设置也有助于气流整流降噪。3.隔声措施：制冷机房、锅炉房等高噪设备房间的墙体、门窗需具备足够的隔声量（>35dB），机房门采用专业隔声门。7.3环保与卫生1.空气过滤：空调新风及回风入口处设置初效过滤器（G4），对于商业等人员密集区，建议设置中效过滤器（F7~F9），有效拦截PM2.5及粉尘。2.冷凝水处理：空调冷凝水排水管必须设置水封，严禁直接与下水道直连，防止臭气倒灌。冷凝水集中排放至集水井，经提升泵排出。3.材料环保：风管保温材料、消声材料均采用不燃或难燃材料（如玻璃棉、橡塑保温），且不含甲醛等有害挥发物，符合《公共场所卫生检验方法》要求。第八章自动控制与监测系统完善的楼宇自控系统（BAS）是实现地下空间通风空调系统节能运行和无人值守的关键。8.1控制策略与逻辑系统采用集散式控制（DCS），由中央工作站、现场控制器（DDC）及传感器、执行机构组成。控制对象监控参数控制策略联动与保护冷水机组供回水温度、水流状态、运行状态、故障报警根据负荷大小（回水温度或流量）自动增减机组台数（群控）水流开关保护、电机过载保护、连锁启停水泵空调机组(AHU)送风温湿度、回风CO2浓度、过滤器压差根据回风温度自动调节水阀开度（PID）；根据CO2浓度调节新风/回风比过滤器堵塞报警、冷热盘管防冻保护、风机与风阀连锁新风机组(PAU)室外温湿度、送风温度根据室外温度判断是否进行全新风工况（免费冷源）防冻保护、连锁控制送/排风机风机运行状态、手自动状态按时间程序启停（如车库高峰时段全开，低谷时段降频）火灾时强制切断非消防电源，转入消防控制模式环境监测地下空间CO浓度、温湿度CO浓度超标自动启动排风机；温湿度超标自动调节空调末端数据上传至中控室大屏显示8.2传感器布置要求1.温湿度传感器：布置在典型房间或回风管中心，避开出风口及热源死角。2.CO/CO2传感器：地下车库每隔400~500m²布置一个CO传感器；商业区人员密集区布置CO2传感器。传感器应具备自校准功能。3.水系统传感器：在分集水器、冷机进出口设置温度传感器和压力传感器，在总管设置流量计，用于能效分析。8.3能耗监测系统在通风空调系统的各主要用电设备（冷水机组、水泵、风机）配电箱内设置智能电表，实时采集电流、电压、功率、电量数据。通过能耗分析软件，计算系统COP值、能效比（EER），定期生成能耗报表，为管理者提供节能改造依据。第九章节能优化与运行策略在“双碳”背景下，地下空间作为高能耗建筑类型，节能设计必须贯穿始终。9.1热回收技术应用地下空间排风量较大，且室内焓值相对稳定，排风中蕴含大量冷热量。建议在新风机组与排风系统之间设置全热或显热回收装置。1.热回收类型：推荐采用转轮式热交换器（全热效率>70%）或板翅式热交换器。2.适用性分析：在夏季，利用排风冷冷新风；在冬季，利用排风预热新风。经计算，设置热回收装置后，新风负荷可降低30%~50%，初投资增加部分通常可在3~5年内收回。3.防冻与旁通：严寒地区需设置防冻保护，当室外温度极低时，热回收装置可能结霜，需设置旁通管路。9.2变频技术的应用1.水泵变频：空调冷冻水泵、冷却水泵采用变频控制，根据末端压差变化调节转速，实现变流量运行，克服水力失调，大幅降低水泵能耗。2.风机变频：空调箱送风机、车库排风机均采用变频控制。车库排风机结合CO传感器实现无级调速，避免长期定速运行造成的电能浪费。9.3免费冷源利用在过渡季或冬季，当室外空气焓值低于室内焓值时，全新风运行模式可完全停开冷水机组。系统设计需具备加大新风比的能力（新风比可达100%），通过焓值比较器自动判断切换工况，实现“免费供冷”。第十章施工安装与调试验收重点10.1风管制作与安装1.材