浅谈地下建筑物的暖通设计

浅谈地下建筑物的暖通设计

周国强

关键词：地下建筑；人防；采暖；通风

一、地下建筑暖通设计的特点

地下建筑一般指地下商场、地下车库、地下人防等。与地上商业建筑暖通系统相比，地下建筑暖通系统具有以下几个特点：

1、地下建筑空调负荷由围护结构负荷、照明负荷、设备负荷、人体负荷及新风负荷等组成，其中前三项数据基本为定量，而人体负荷与新风负荷为变量，因此我们在地下暖通设计的过程中需要考虑的不只有定量，同时要考虑到地下暖通设计的变量问题，必须重视客流密度的取值。

2、地下建筑围护结构负荷较小，散湿量较大，因而造成夏季的热湿比偏小。其负荷主要来自新风，空调过渡季较长，散湿量较大。基于此原因，因此地下建筑有着较高的降湿要求，进行地下建筑空调系统设计的时候需要把这些问题考虑进去。

3、地面建筑冬季负荷要比地下建筑大很多，地下建筑冬季负荷主要来自新风，它的空调过渡季长，所以在设计地下建筑空调系统时应该考虑是否使用全新风，由此达到节能环保的目的。

4、地下建筑分为各个区域，有商场区域，有办公区域等，这些区域的使用时间不同，所以在设计地下建筑空调系统时，应当考虑分区调节使用。商场区域，办公区域的配套建筑，如地下车库，变配电间等地下区域，在设计时应当考虑配备独立的送、排风系统。

5、地下建筑的安全问题不容小视，一段发生火灾，将会造成严重损失。因此，在地下建筑暖通设计问题上应当对防火、防排烟问题加以重视。

二、地下建筑的暖通设计

1、工程设计参数

温、湿度是地下建筑室内环境的重要指标。相关的规范和标准所规定的地上建筑温、湿度参数，湿度差异比较大，而温度值基本相同。但是地下建筑同地上建筑不同，由于围护结构壁面渗水等缘故，它的余湿量远远大于地面建筑。考虑到降低空调投资以及节能环保，应该取该规范规定的上限值。

风量参数也是地下建筑室内环境中相对重要的指标之一，关乎地下建筑的卫生状况。然而不同的规范中规定的最小新风量参数都有各有差别，最小新风量参数都不相同。目前国内商业建筑空调设计中新风量的取值同美国ASHEAE的推荐相同，均为8-15m3/（h·人）。但在实际情况中，国内建筑的人员密度远高于发达国家，发达国家的人均占有空间要远高于我们。而最小新风量影响地下卫生状况，因此地下建筑的最小新风量应该取较大的规定值，即为≥20m3/（h·人）。这样做便于通过当地卫生防疫部门的审查。

根据最小新风量参数所取的《商场、书店卫生标准》的规定，地下商业建筑内细菌≤6000个/m3，可吸入颗粒物≤0.2mg/m3。对新风和回风按照此规范进行粗效和中效两级空气过滤。

2、空调系统形式

随着人们对建筑物的室内环境质量的日渐重视，空调系统在地下建筑中的采用已经成为必然的趋势。当前地下建筑空调系统较为多见的就是一次回风定量系统另加独立的排风系统。因为该系统使用维修起来方便，可以使用全新风在过渡季节里消除室内的余热余湿，可以减少冷水机组的运行时间。可以对新风、回风进行粗效、中效两级空气过滤处理，使室内空气达到卫生标准；气流组织合理，噪声易于控制。然而在人员密度较高的地下商业建筑中采用一次回风定量系统，存在着室内相对湿度不易保证的缺点。这是因为地下商业建筑夏季热湿比较小，室外空气经过空调器的降温降湿处理后，其相对湿度一般要达到百分之八十以上，这时送风温度必须提高，才能满足湿度控制的要求。要解决这个问题，一是采用二次回风系统，利用二次回风提高送风温度，二是利用冷水机组冷凝器的冷却水来加热送风，提高送风温度。两者均能降低送风温差，在不增加电加热或以蒸汽、热水为介质的加热设备的基础上，达到降低室内相对湿度的目的。其中方法二不但利用了冷却水的余热，而却能降低冷却塔的负荷，是一个切实可行的措施。

3、回、排风设计

地下室排风排烟系统的划分应当根据建筑防火分区进行全面的考虑，不仅有利于通风系统与排烟系统兼顾，而且排烟风管不会跨越防火分区。通常情况下，排风采用的是均匀排风方式，在地下室均匀地设置排风管和排风口，不仅可以在平时用以通风，而且火灾发生时还可以兼作排烟风管或者排烟口。地下室一层设计时，应当充分考虑通过车道实现自然通风，其余层上的火灾进风系统可同时作为平时的进风口。机械进风系统可接一小段风管集中送风，该通风方式送风比较均匀，而且集中排风的效果也非常的显著。同时，具体设计过程中应当注意每个防火分区都应当对应一个排风排烟系统，以及进风系统，并设置进风排风竖井；进风口通常应当设置在地面洁净位置，如果能与地面上的主楼保持一定的距离，则其受到火灾烟气的影响将会变小。

4、防火及防排烟设计

防火设计中应考虑设置专门的疏散通道，设计中考虑疏散楼梯采用正压送风，形成压力梯度。许多地下建筑，尤其是地下商业建筑的排烟方式一般采用机械排烟，但必须考虑消防补风。通常可利用疏散出口作为自然补风口，当不具备自然补风条件时，应采用机械补风的方式。考虑到地面不宜多设风井，故空调系统的进风口可兼作消防时的补风口，排风口兼做排烟口，这样就可利用空调箱内的送风机进行消防补风。当发生火灾时，消控中心关闭空调送、回管上的电动防火阀，打开消防补风管上的电动防火阀进行消防补风。排烟口应按防烟分区，以30m半径的控制范围进行布置，宜设在走道的顶棚上且避开安全疏散出口。因为如果排烟口位于安全疏散出口较近的位置，将影响人员的安全疏散。

5、采暖设计

严寒地区和寒冷地区的汽车库内设集中采暖系统，其热负荷分为两部分，一部分是围护结构热负荷，另一部分是冬季通风换气时加热室外空气的热负荷。，如果所有热负荷全由散热器来负担，车库里摆放散热器的位置有限，即使摆满都无法达到要求。另外散热器在冬季一直在使用，而通风机不会每天二十四小时运转，当通风机停止运行的时候，室内温度就会高于设计值，室温过高没有必要而且十分浪费能源。鉴于以上情况，采用如下方案：围护结构热负荷由散热器来负担，在送风机的出口设置热水空气加热器负担通风热负荷。严寒地区的地下汽车库还应在坡道出入口处设热风幕。

结束语：

在城市化进程不断加快的同时，合理的开发地下空间作为高效利用土地资源，改善空间环境地有效途径。为更好地发挥其经济效益，在对地下建筑的暖通工程进行设计的时候，必须根据其具体的情况，选择最有利结构本身低有效方案。

参考文献：

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[3]胡海燕；浅谈高层建筑暖通设计创新研究[J]；中华民居(下旬刊)；2013,04:153-154.