某展馆局部改造工程暖通设计

邬佳佳

上海建筑设计研究院有限公司

1 工程概况

该工程位于上海市浦东新区，是一个多功能、现代化和开放型的文献展示中心。总建筑面积约41000 m2，主体建筑高27.8 m。地下一层为汽车库、设备用房和健身房。一层为档案库房、微缩、胶片库及珍品展览等。二层为前厅咖啡厅、会议及400 人报告厅，三层为阅览室及展览区。四层为大跨度、大空间的展览大厅，附楼办公区共10 层。

应业主要求，本次改造范围为四层展览大厅，面积约7000 m2，层高7.4 m，四周为玻璃幕墙，顶部有大面积的采光天窗。现计划利用四层展厅建设“城市运行管理中心”，满足多种功能的办公需求，改造后的四层变身为设有夹层的开场式办公场所，其中四层的主要功能为开敞式办公区（120 办公、安监局办公、网格办办公）及其独立办公区和指挥大厅，四夹层为值班休息、独立办公区以及区领导应急指挥大厅，改造后的四层及四夹层平面见图1。

图1 改造后的四层及四夹层平面图

2 原空调系统概况

原项目冷源采用2 台750 RT 离心式冷水机组和1 台300 RT 螺杆式冷水机组，机组及其配套水泵等置于地下室冷冻机房内。热源选用2 台1850 kW 的燃气热水锅炉，板式换热器，热水泵及相配套的水处理设备置于地下室锅炉房内。空调水系统采用两管制闭式循环系统，一次泵定流量，二次泵变流量。

原建筑四层为大跨度、大空间的展览大厅，采用定风量全空气低速空调系统，展厅的室内负荷由四台双风机全新风空调机组负担，空调箱设于地下一层集中空调机房内，空调送风管分区接至地板夹层，通过地板散流器向展厅送风，吊顶条缝平顶回风，回风管兼作排烟管。同时在外围护四周地板下及吊顶内设风机盘管，负担窗和屋顶引起的外围护结构负荷。

因改造后整个空间布局及功能都发生变化，所以需要对四层的暖通空调系统进行重新设计。本次暖通专业改造的工作内容包括：改造区域冷热负荷的重新计算。冷热源及水系统的改造设计。空调风系统的设计。排烟系统的设计。

3 空调冷热源及水系统

3.1 空调室内设计参数

空调室内设计参数见表1[1-2]。

表1 空调室内设计参数

3.2 冷热源系统方案

结合装修改造的实际情况，项目提出了两个冷热源方案：

方案一采用热泵型变制冷剂流量分体多联式空调系统（下称VRV 系统），此方案对原有空调系统改动较少，布置灵活，使用方便，对建筑空间影响较小。方案二冷热源仍以利用原建筑集中式空调冷热源系统为主，指挥大厅、120 急救调度中心、区总值班室考虑使用时间增设VRV 系统作为备用。

经计算，改造区域的夏季空调冷负荷为1706 kW，冬季空调热负荷为1208 kW。若采用方案一则VRV 系统的总用电量超过可供用电量，同时结构专业进行荷载分析后提供放置室外机的位置也偏小，此方案被否定。考虑到原四层展厅采用的全新风直流系统，空调箱的供冷供热量较大，使得方案二成为可能，在查阅原设计图纸后计算得原四层设备总供冷量为1954 kW，总供热量为1435 kW，利用原冷热源系统完全满足改造区域的供冷供热需求,因此确定采用方案二，由原冷冻机房提供空调冷冻水，供回水温度为7～12 ℃，由原锅炉房提供空调热水,供回水温度为60～50 ℃。

3.3 冷热水系统

装修改造区域的空调冷、热水系统仍采用与原系统一致的两管制闭式循环系统，空调冷热水仍采用二级泵变流量系统，因四层及四夹层的空调负荷和空调末端设备的设置方式与原系统不同，所以对部分二级泵以及水管路进行了调整。原接至供4F 展厅的四台空调箱的水管切断或永久关断空气箱的水管阀门，同时切断接至4F 展厅的地送风风机盘管的水管，并拆除后续的管道跟设备。并在四个核心筒区域管井重新立四组立管，供四层末端设备。

4 空调风系统

4.1 开敞式办公区、指挥大厅

采用定风量全空气低速空调系统，喷口侧送风，侧面或顶面回风，新风经处理后直接送入室内。同时沿外幕墙地板下设置风机盘管，主要负担了外围护结构负荷。

4.1.1 空调机房平面布置

因改造后房间主要功能为办公，对噪声要求较高，同时考虑到结构承重以及建筑布局等问题，本方案摒弃了常规的空调机房的布置方式，在与建筑专业沟通后最终在每个开敞式办公区布置6 台紧凑超薄型空调箱，见图2，每台空调箱风量为7000 m3/h，为满足房间的噪声要求，机组出风口噪声要求≤55 dB(A)。

图2 4F 局部空调风管平面图

4.1.2 新排风设计

由于展馆外立面不允许设置任何百叶，因此改造区域的进排风点只能设置在屋面，同时因为展馆屋面结构承载力有限以及屋顶的美观问题，本次改造依然遵循屋面不放置任何空调设备的原则。经与建筑结构专业协调，最终在主走廊的上方设置夹层空调机房，改造区域的新风空调箱统一设置在夹层机房内，机房顶部屋面设新风井取风，新风经空调箱处理后送入各房间。整个改造区域的集中排风由设置在夹层排烟兼排风机房的四台排风机分别排至屋面排风井，见图3。

图3 屋面管井排布图

4.1.3 送回风设计

开敞式办公区及指挥大厅为挑高的大空间，主要采用侧送下回气流组织形式，送风通过消声静压箱接至末端环形喷口，喷口设置在中部独立办公区外侧离地3.8 m 高度的位置，为了满足建筑吊顶高度要求，与结构专业协商最终在夹层楼板外侧边梁上预留喷口留洞，见图4。回风根据建筑构造采用侧回跟顶回相结合的方式。

图4 现场喷口预留洞

4.2 独立办公区、值班休息区

独立办公区、值班休息区均采用风机盘管加新风的空调系统形式，其中四层的独立办公区及夹层的值班休息区有建筑吊顶，采用卧式风机盘管，夹层办公因房间分割不到顶，所以采用立式风机盘管，空调水管接管在四层吊顶内完成。

5 排烟系统

主要房间的排烟方式及排烟量见表2，其中开敞式办公面积均大于500 m2，排烟量按照上海市《建筑防排烟技术规程》规定防烟分区的排烟量需计算确定[3]，需注意的是开敞式办公排烟的燃料面到烟层底部的高度不仅需满足本空间最小清晰高度兼需满足夹层的清晰高度要求，夹层的最小清晰高度为1.9 m，考虑门的高度为2.2 m，所以定夹层的燃料面到烟层底部的高度为2.3 m，则开敞式办公区的燃料面到烟层底部的高度定为6.4 m，见图5。

表2 排烟系统的方式与风量

图5 开敞式办公区排烟示意图

6 结语

装修改造项目区别于新建项目，受制约因素较多，施工周期、初投资、土建现状等这些因素都对设计改造工作产生影响，设计人员在进行设计时要充分权衡各种利弊，结合项目实际情况因地制宜，尽可能多利用原系统的设备管道，节约投资及减少改造工作量。

本项目采用超薄紧凑型空调箱，不仅降低了设备噪音对办公空间的影响，同时也节省了空调机房面积，经计算按照一个开敞式办公为例，采用超薄紧凑型空调箱的机房总面积约为18 m2，而采用常规组合式空调箱的机房面积约为30 m2，节省了约40%的空调机房面积，因此在遇到机房面积受限的情况下可以考虑采用这种形式的空调机组。