原创《水利项目通风空调设计特点与和民用暖通空调设计的差异》
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摘 要：通过探讨水电站通风空调系统设计的特点,比较与民用暖通设计的差异.主要是系统服务的对象、场所,采用的标准规范等差异带来的系统设计上的差异.
关键词：水电站 通风空调 民用暖通
1.前言
同为通风空调专业,在不同的行业里所处的位置也不相同.在水利项目中,通风及空调系统一般作为其中的一个附属系统 ,也较容易被忽视,很多水利项目在这方面设计比较简易,甚至没有设置,相对较重视水机、电气及金属结构等专业.通风空调有时只能尴尬地被归属到水机专业里.仅当地下厂房项目时,通风空调专业才体现其专业性和重要性,但因地下厂房项目较少而以地面厂房及半地下厂房居多,所以通风空调专业在水利项目里往往充当次要角色.
与之相反,在民用项目中,暖通空调在机电的占有相当重要的地位.
以下通过探讨水利项目中的通风空调系统设计特点来比较与工民建暖通空调设计的区别.（由于水电站较为代表性,以下章节均以水电站为代表）
2.服务对象和场所的的差异
水电站通风空调的主要服务对象是设备,主要场所是厂房、车间.电站里的主要设备有水轮发电机及其附属系统、各种电气及控制设备、闸门等.而场所具体可分为主厂房、副厂房,设备用房及中控室,按高程分又有电机层、水泵层、集水廊道层等,如果是地下厂房还有各种交通洞,出渣洞、通风洞及排烟洞.这些场所基本以设备为主,人员密度小,甚至基本无人值班（检修时除外）.值班人员通常集中在中控室面积为80~200m2的空间内.水电站的总建筑面积一般在5000 m2以下,较大型的一般也在1万m2左右.
而民用暖通空调的服务对象是人,场所是办公楼、商场、餐饮、娱乐等,人员密度大,有时可达到0.5人/m2甚至1人/m2,而且空调面积大,通常都在1万m2~数万m2之间.
3.设计标准和规范的差异
由于服务对象和场所的差异,必然带来设计标准和规范上的差异.水电站的标准主要考虑对生产的安全保障、可靠性及经济性,而民用项目更多的是考虑人员的感受,讲究舒适性,所以采用设计标准较高.以室内温度为例,水电站厂房内各车间温度一般在33~35℃之间,中控室26~28℃,而民用暖通的室内设计温度在22~28℃之间,实际多为26℃.
4.通风空调系统形式
服务对象、场所、设计标准上的差异也决定了系统设计上的差异.
通风空调系统通常有以下几种形式：
4.1通风
（1）自然通风
利用室外温度与室内温度差,通过加大开窗及设置透气屋顶、设置屋顶风帽等形式让气流自然流通达到通风换热效果.
（2）机械通风
利用设置风机设备,连接风管、设置风口等来达到通风换热效果.
4.2空调
（1）分体空调
分体式空调是根据各空调场所单元分别设置空调的形式,为冷媒式,一般一台室外机＋一台室内机的形式,也有一台室外机拖带2台室内机的形式分体机.
（2）空调
空调是采用集中式制冷系统,利用冷冻水管将冷源输送到各空调场所,再通过各种末端换热达到降温目的.空调系统按冷却形式又分风冷式和水冷式.
4.3水电站通风空调的系统形式
水电站由于设计标准相对较低,通风空调系统设计也是相对简单,一般采用自然通风＋机械通风形式为主,以空调为辅,仅在局部设分体式空调.有些水电站甚至没有设机械通风完全靠自然通风.
民用暖通因为面积大,设计标准较高,需要营造舒适的环境来吸引顾客,所以一般采用空调系统,以通风为辅,仅对一些设备房及地下停车场、走廊、卫生间等设置机械通风.
4.4水电站各场所的设计特点
（1）地面式及半地下式厂房
①主厂房
主厂房空间较大,可以考虑自然通风也可以设置机械通风.水电站通风条件较好时,为了节能也可以采用自然通风.但自然通风也有缺点,遇到闷热天气时,室内空气流通不畅,气温升高,会给工作人员带来不适.所以较理想的方式应该是自然通风＋机械通风.
主厂房的机械通风风量,一般按照厂房容积的４倍～６倍全新风换气计算,而民用暖通空调由于是采用空调,其送风大部分是循环使用,换气量是按照场所内人员数量（１５~30ｍ3／ｈ）来计算的,或者按总风量的１５％～３０％.
②副厂房
水电站副厂房因为设备用房有较多设备,发热量相对较大,一般都会设置机械通风系统,换气次数按6~７次计算.这一点民用暖通与之相似,只是个别情况下,由于民用项目的设备房有条件利用的冷气场所的排风进行降温.
③高程较低的水泵层或集水廊道层
水泵层及集水廊道层,这是水电站特有的场所.因为高程较低,自然通风难以保证通风效果,所以必须设置机械通风,而且因为空气湿度较大,计算风量要考虑除湿,这与民用暖通有很大区别.
较低高程层一般采用竖向风管把污浊空气抽出地面达到新风换气效果.由于空间较狭窄,设计时尽量会把竖向风管埋藏于砼体墙中,而民用暖通空调一般多采用明管或隐藏于天花吊顶,有竖向水管时则采用管井方式.
④中控室
中控室面积通常在200m2以下,人员在10人左右,其空调形式也是较为简单的分体式,规模稍大的水电站,有其他办公用房的,可以一起设计成多联体系统或者是一个小型的空调,类似VRV形式.
（2）地下式厂房
地下式厂房因为身处地下,不可能采用自然通风系统,所以一般采用机械通风+空调系统.由于地下环境有冬暖夏凉而又比较潮湿的特点,水电站中散热降温不是主要目的,除湿才是主要,所以通风空调系统主要是按照除湿进行设计,而民用暖通基本只考虑降温而不考虑除湿.
另外,地面式及半地下式水电站一般不设防排烟,仅当地下厂房时才设置防排烟,而民用暖通空调的设计一般与防排烟设计结合起来.相对而言,因为处于地下的缘故,地下厂房的防排烟系统设计较民用暖通的防排烟系统难度要大些.
5.设备的选用
5.1通风设备
通风设备一般有轴流式和离心式风机,以风量、风压、噪音等参数作为选用条件.轴流式风机具有流量大风压小,耗电少、效率高,噪音较大的特点.而离心风机风压较大,噪音较小,耗电功率较大.
民用项目因为强调舒适性,对噪音有等级要求,不能高于６０分贝,轴流风机噪音基本都高于这个数值,所以基本不被采用,一般选用离心风机,若风量较大时还需加设消音器.水电站在对噪音要求相对较低,厂房各种设备噪音已经高于风机噪音,不存在噪音问题,故可以采用轴流风机.如果是地下厂房项目还需设置隧道风机,这种风机噪音远高于普通的轴流风机.
在风压方面,水电站的风口设置灵活度较大,风管路程短,所需风压较小,选用轴流风机足可满足要求.民用项目由于外墙风口的位置所限,一般不适宜较多设置,所以往往一个出风口连接有较多的风管,而且线路长,弯角多,阻力损失大,这就要求有较大的风压,往往要达到２５０Ｐａ～３５０Ｐａ以上.这是一般轴流风机达不到的,所以民用暖通一般选用离心风机.
5.2空调设备
水电站采用空调的场所一般仅限于有人经常活动的中控室,面积较小,计算冷量小,所以通常选用分体式空调机即可解决,而且易于维修及更换,成本低.仅当地下厂房项目时,因需要设置空调系统,才配置冷水机组、冷却塔和各种末端设备等.
而民用暖通由于空调面积较大,范围广,兼考虑档次和舒适性,故采用空调形式,设置专用的冷水机房,末端空调机房,冷却塔系统等,还要设置冷水管井、冷水管管道、风管等,系统较为复杂,设计计算工作量大,造价高（通常远高于电气及给排水专业）,维护技术及成本也高得多.此外暖通还有采暖方面内容,限于篇幅不在本文讨论.
6.结论
由以上几点比较可知道,由于服务对象及场所的差异、采用标准的差异,造成水利项目的通风空调设计与民用暖通空调设计差异甚大.
参考文献：
[1]工业建筑供暖通风与空气调节设计规范.GB50019-2015.
[2]水电站通风系统设计分析研究——以卡鲁玛水电站项目为例.工业设计.
[3]苏先锋.中国水利水电第八工程局有限公司,2015年第11期.
[4]水电站机电设计手册-采暖通风与空调.水电机电设计手册编写组.水利电力出版社,1987年.
通风空调论文参考资料：
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