论文部分内容阅读
摘要：近几年来，随着经济化社会进程的加快，建筑行业发展势头相当迅猛，建筑设计也引起了人们的充分重视，伴随而来的建筑装饰结构部分的设计也得到了相应的发展和重视，其中重视地下建筑物的暖通设计具有十分重要的意义。本文主要阐述了地下建筑暖通设计的特点，提出了地下建筑暖通设计需要注意的事项，并对地下建筑物的节能、防火和防排烟设计进行了探讨。
关键词：地下建筑物；暖通设计；节能设计；防火设计
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
一、地下建筑暖通设计的特点
1.1 地下建筑空调负荷由照明负荷、围护结构负荷、设备负荷、人体负荷以及新风负荷等组成，其中围护结构负荷、照明负荷、设备负荷为定量，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。
1.2 地下建筑夏季的热湿比偏小，因为地下建筑的围护结构负荷较小，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。
1.3 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。
1.4 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。
1.5 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。
1.6 地下建筑的安全问题不容小视，一段发生火灾后果不堪设想，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、地下建筑暖通设计注意事项
2.1 安全性问题
暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全5个方面的问题。在设计弹药厂房和库房、煤矿等易燃易爆工程的通风空调系统时，安全性成为必须考虑的重要因素，应采取相应的防爆技术方案和措施。在设计燃油燃气锅炉房时应考虑可燃性气体、液体泄漏带来的安全性问题，应设置可燃性气体泄漏报警系统和事故通风系统，相互联系。在方案设计时应注意考虑暖通空调系统故障可能对室内重要设备和物品产生的不利影响，例如，重要机房、重要资料库和文物库房不应采用在吊顶设置风机盘管的空调方案，因为一旦空调水系统漏水将造成严重损失。
2.2 可行性和可靠性问题
能够满足使用要求，这是方案可行性应考虑的主要问题。设计方案应符合国家和当地政府有关法规和规范的要求，包括有关环境保护的要求；设计方案应能满足有关方面的要求（如供电、供气、供水、供热等），并应特别顾及这些条件的长期、变化情况。对于温湿度等参数要求较高或比较特殊的工艺性暖通空调设计项目，应对设计方案进行全年工况分析，以确保其在全年各种室外气象条件下的适应性。对于一些无法采用标准设备的特殊情况，对非标准设备应提出详细的参数要求，并且所提出的参数要求应合理可行。
2.3 经济性比较问题
经济性比较是目前暖通空调方案比较中考虑最多的一个问题。在经济性比较时，首先应注意比较基准必须一致。应采用相同的设计要求、使用情况、设备档次、能源价格、舒适状况、美观情况等基准条件进行比较，这样才能保证方案比较结果的科学性和合理性。如果对采用名牌设备和采用低档设备的方案进行经济性比较，显然是不合理的；如果不考虑舒适性的区别，对有新风供应和没有新风供应的方案进行经济性比较，显然不可能做出正确的选择；如果不考虑美观性和舒适性进行经济性比较，对集中式空调方案显然是不公平的。
三、关于地下建筑暖通设计中的节能问题
3.1 可采用变频调速技术进行节能
输配系统承担的任务是将冷热量及新风从制冷站或空调机房输送到房间。与住宅和一般性非住宅建筑不同，特别是大型公共建筑在暖通空调电力消耗中，60—70％由输送和分配冷量、热量的风机、水泵所消耗。这是导致此类建筑能源消耗过高的主要原因之一。目前建筑系统中风机水泵的电力消耗包括集中供冷 (热)系统水泵电耗约占我国城镇建筑运行电耗的10％以上，而这部分电耗有可能降低60—70％，因此，也应是建筑节能的重点，尤其是大型公共建筑节能的主要途径。
3.2 减少输送系统的动力能耗
动力能耗主要是指空调系统运行中风机和水泵所消耗的电能，采用科学的方法使之降低对整个空调系统的节能有十分重要的意义。在工程设计与实践中常采用以下方法减少动力能耗：
水系统采用大温差。加大空调冷冻水系统及冷却塔水系统的工作温差，可以减少水量，以降低其输送能耗，同时可以减小管径，节约初投资。
(2)低流速。水泵和风机的功耗与管路系统中流速的平方成正比，采用低流速能取得较好的节能效果，且有利于提高水力工程的稳定性。
(3) 采用输送效率高的载能介质。一般情况下，用水输送冷(热)量的耗能量比空气输送要小，且输送相同的冷(热)量所用水管管径要小于风管，所占空间相应也小得多。
3.3 改善建筑维护结构及其保温性能，减少冷热损失
建筑物及其围护结构对节能的影响主要有以下几个方面：
合理的建筑物朝向的选择是一项重要的节能措施。
(2)对于相同体积的建筑物。建筑物体形系数(s=F／v) 越大。则其外表面积越大，通过围护结构的传热越多，空调冷负荷也越大。为节能起见，在建筑设计时应尽量控制，如果出于造型和美观的要求需要采用较大时，应尽量增加围护结构的热阻。
(3)從建筑物的围护结构、墙、楼板、屋盖、地板等。传人室内的热量中，外窗的传热量和太阳辐射占围护结构的总传热量比例很大。因而要尽量减少外窗面积，并采取有效的遮阳措施，如选用特种玻璃、双层玻璃和窗帘或遮阳板等。
(4)对于暖通空调系统而言，通过维护结构的空调负荷占有很大比例，而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小，亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。因此，提高建筑物保温性能是减少空调系统能耗的重要措施之一。
四、防火及防排烟设计
4.1 防火和防排烟方式
(1)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，保证楼梯间压力＞前室压力＞走廊压力，形成压力梯度。
(2)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。
(3)地下建筑中设有人防区域时，防排烟及通风应考虑平战结合的设计思路，平时通风系统宜按人防防护单元分区，尽量与人防共用风机机房和连通室外的进出风口管井，以减少投资。
4.2 地面疏散出口的设置
地下建筑的地面疏散出口即是人员安全疏散的必经之路，也是自然补风的进风口。因此必须避免受到火灾烟气的影响，宜设置在常年主导风向的上风方向，且与地面排烟口保持20m-30m的距离。
4.3 排烟口的布置
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。
五、结束语
随着城市建设的日新月异，合理开发地下空间是高效利用土地资源、节约用地、改善空间环境最有效途径之一。为了更好的改善地下空间环境，更好地发挥经济效益，在地下建筑的暖通设计过程中，要充分解决好节能、防火和防排烟的设计，这样才能更好的做好地下建筑的暖通设计。
参考文献：
[1]李斌.港区地下建筑物设计[J].港口设计.2013(03).
[2]胡世华.地下建筑物与地面建筑物空调节能分析研究[J].长安大学学报，2009(08).
[3]林莉.关于地下建筑物的暖通设计的探讨[J].中国建设信息.2009(07).
关键词：地下建筑物；暖通设计；节能设计；防火设计
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
一、地下建筑暖通设计的特点
1.1 地下建筑空调负荷由照明负荷、围护结构负荷、设备负荷、人体负荷以及新风负荷等组成，其中围护结构负荷、照明负荷、设备负荷为定量，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。
1.2 地下建筑夏季的热湿比偏小，因为地下建筑的围护结构负荷较小，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。
1.3 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。
1.4 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。
1.5 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。
1.6 地下建筑的安全问题不容小视，一段发生火灾后果不堪设想，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、地下建筑暖通设计注意事项
2.1 安全性问题
暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全5个方面的问题。在设计弹药厂房和库房、煤矿等易燃易爆工程的通风空调系统时，安全性成为必须考虑的重要因素，应采取相应的防爆技术方案和措施。在设计燃油燃气锅炉房时应考虑可燃性气体、液体泄漏带来的安全性问题，应设置可燃性气体泄漏报警系统和事故通风系统，相互联系。在方案设计时应注意考虑暖通空调系统故障可能对室内重要设备和物品产生的不利影响，例如，重要机房、重要资料库和文物库房不应采用在吊顶设置风机盘管的空调方案，因为一旦空调水系统漏水将造成严重损失。
2.2 可行性和可靠性问题
能够满足使用要求，这是方案可行性应考虑的主要问题。设计方案应符合国家和当地政府有关法规和规范的要求，包括有关环境保护的要求；设计方案应能满足有关方面的要求（如供电、供气、供水、供热等），并应特别顾及这些条件的长期、变化情况。对于温湿度等参数要求较高或比较特殊的工艺性暖通空调设计项目，应对设计方案进行全年工况分析，以确保其在全年各种室外气象条件下的适应性。对于一些无法采用标准设备的特殊情况，对非标准设备应提出详细的参数要求，并且所提出的参数要求应合理可行。
2.3 经济性比较问题
经济性比较是目前暖通空调方案比较中考虑最多的一个问题。在经济性比较时，首先应注意比较基准必须一致。应采用相同的设计要求、使用情况、设备档次、能源价格、舒适状况、美观情况等基准条件进行比较，这样才能保证方案比较结果的科学性和合理性。如果对采用名牌设备和采用低档设备的方案进行经济性比较，显然是不合理的；如果不考虑舒适性的区别，对有新风供应和没有新风供应的方案进行经济性比较，显然不可能做出正确的选择；如果不考虑美观性和舒适性进行经济性比较，对集中式空调方案显然是不公平的。
三、关于地下建筑暖通设计中的节能问题
3.1 可采用变频调速技术进行节能
输配系统承担的任务是将冷热量及新风从制冷站或空调机房输送到房间。与住宅和一般性非住宅建筑不同，特别是大型公共建筑在暖通空调电力消耗中，60—70％由输送和分配冷量、热量的风机、水泵所消耗。这是导致此类建筑能源消耗过高的主要原因之一。目前建筑系统中风机水泵的电力消耗包括集中供冷 (热)系统水泵电耗约占我国城镇建筑运行电耗的10％以上，而这部分电耗有可能降低60—70％，因此，也应是建筑节能的重点，尤其是大型公共建筑节能的主要途径。
3.2 减少输送系统的动力能耗
动力能耗主要是指空调系统运行中风机和水泵所消耗的电能，采用科学的方法使之降低对整个空调系统的节能有十分重要的意义。在工程设计与实践中常采用以下方法减少动力能耗：
水系统采用大温差。加大空调冷冻水系统及冷却塔水系统的工作温差，可以减少水量，以降低其输送能耗，同时可以减小管径，节约初投资。
(2)低流速。水泵和风机的功耗与管路系统中流速的平方成正比，采用低流速能取得较好的节能效果，且有利于提高水力工程的稳定性。
(3) 采用输送效率高的载能介质。一般情况下，用水输送冷(热)量的耗能量比空气输送要小，且输送相同的冷(热)量所用水管管径要小于风管，所占空间相应也小得多。
3.3 改善建筑维护结构及其保温性能，减少冷热损失
建筑物及其围护结构对节能的影响主要有以下几个方面：
合理的建筑物朝向的选择是一项重要的节能措施。
(2)对于相同体积的建筑物。建筑物体形系数(s=F／v) 越大。则其外表面积越大，通过围护结构的传热越多，空调冷负荷也越大。为节能起见，在建筑设计时应尽量控制，如果出于造型和美观的要求需要采用较大时，应尽量增加围护结构的热阻。
(3)從建筑物的围护结构、墙、楼板、屋盖、地板等。传人室内的热量中，外窗的传热量和太阳辐射占围护结构的总传热量比例很大。因而要尽量减少外窗面积，并采取有效的遮阳措施，如选用特种玻璃、双层玻璃和窗帘或遮阳板等。
(4)对于暖通空调系统而言，通过维护结构的空调负荷占有很大比例，而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小，亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。因此，提高建筑物保温性能是减少空调系统能耗的重要措施之一。
四、防火及防排烟设计
4.1 防火和防排烟方式
(1)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，保证楼梯间压力＞前室压力＞走廊压力，形成压力梯度。
(2)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。
(3)地下建筑中设有人防区域时，防排烟及通风应考虑平战结合的设计思路，平时通风系统宜按人防防护单元分区，尽量与人防共用风机机房和连通室外的进出风口管井，以减少投资。
4.2 地面疏散出口的设置
地下建筑的地面疏散出口即是人员安全疏散的必经之路，也是自然补风的进风口。因此必须避免受到火灾烟气的影响，宜设置在常年主导风向的上风方向，且与地面排烟口保持20m-30m的距离。
4.3 排烟口的布置
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。
五、结束语
随着城市建设的日新月异，合理开发地下空间是高效利用土地资源、节约用地、改善空间环境最有效途径之一。为了更好的改善地下空间环境，更好地发挥经济效益，在地下建筑的暖通设计过程中，要充分解决好节能、防火和防排烟的设计，这样才能更好的做好地下建筑的暖通设计。
参考文献：
[1]李斌.港区地下建筑物设计[J].港口设计.2013(03).
[2]胡世华.地下建筑物与地面建筑物空调节能分析研究[J].长安大学学报，2009(08).
[3]林莉.关于地下建筑物的暖通设计的探讨[J].中国建设信息.2009(07).