花莉

同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司

1 项目概况

本会议建筑位于陕西省西安市，总建筑面积约31000 m2，地上四层（包括夹层），地下一层（功能为设备用房），建筑总高度23.6 m，主要建筑功能为会议及其配套用房。

1.1 室内、外设计参数

表1 为室外气象参数[1]，表2 为室内设计参数。

表1 室外气象参数

表2 室内设计参数

1.2 冷热源设计

冷源选用水冷离心式冷水机组550 RT（制冷量1934 kW）2 台和水冷螺杆式冷水机组250 RT（制冷量879 kW）1 台。

热源选用3 台超低氮燃气真空热水机组，额定供热量1163 kW，机组燃料采用自市政燃气管网接来的中压天然气。锅炉房烟囱引至三层屋面暂定+21.9 m标高（高出屋面≥3 m）排放。

本工程中有特殊用途要求或需要24 h 连续运行的房间，如消防安保中心、电梯机房、控制室、网络机房等房间，考虑其四季使用空调的特殊要求，单独设置局部多联式空调系统或单元式空调[2]。

1.3 空调水系统设计

本项目冷却水设计供回水温度30/35 ℃，冷却塔采用组合式方型横流式。夏季冷冻水设计供回水设计温度6/12 ℃，冬季空调热水设计供回水设计温度60/45 ℃，系统补水定压采用隔膜式定压膨胀罐及补水泵定压补水。

本项目空调冷热水系统采用2 管制异程式，一级泵变流量系统，根据各系统末端最不利环路压差控制运行频率。混风空调机组及新风空调机组均设置动态平衡电动调节阀，风机盘管环路设置定压差阀及电动两通双位阀。

1.4 空调风系统

1.4.1 会议厅

会议厅空气末端采用全空气一次回风系统，空调机组主要功能段包括混合段，初效过滤段，中效过滤+净化段，表冷热段及送风机段，并另设带旁通阀的全热型转轮式回收装置，过渡季可实现70%全新风运行[3]，利用室外低温、低焓的空气直接向室内供冷。采用固定干球温度的控制方法，当室外空气低于预先设定值时，增大新风电动调节阀门开度，同时减少回风电动调节阀门开度。

一层的会议厅净高5.5 m，采用自动温控到达距离的调整型线型风口顶送风，风口配置温度传感器，可自动调节送风气流的到达距离。二层的会议厅净高10 m，采用旋流风口顶送风，可适应冬夏季节不同工况的送风要求调节送风方向。气流组织的形式为顶送顶回。

1.4.2 一层通高门厅及休息厅

一层主入口处的通高门厅与休息厅为连通空间，休息厅空间净高5.5 m，通高门厅进深9 m，净高20.8 m。采用全空气一次回风空调系统，过渡季可实现50%全新风运行[3]。

5.5 m 净高区域采用自动温控到达距离的线型风口顶送风，吊顶回风，气流组织为顶送顶回。通高区域采用分层空调，风管布置在连通的5.5 m 高区域的吊顶内，设置自动温控风向可变线型风口侧送风，吊顶回风，气流组织为侧送顶回。

1.4.3 办公、会议等小隔间

办公与会议等房间面积较小且净高较低，采用半集中式空调系统，分区域分别设有集中的新风空调机组，按房间设置风机盘管。

2 现场情况

本项目自2018 年投入使用以来，根据使用方反馈，一层的通高门厅及休息厅，一层的部分会议厅存在空调制热不能达到室内设计温度的情况。针对以上问题，进行了现场勘察与测试，对与空调供热相关的现场情况总结如下：

1）围护结构冷风渗透

门缝漏风：建筑一层的外门存在多处较宽的门缝，尤其是通高门厅主入口处的玻璃移门，在第二道门的内侧仍测得冷风渗透的风速大约为0.9 m/s，冷风渗透较为严重。

围护结构封堵不严密：楼板与外幕墙存在未封堵严密处，空调机房内没有用的百叶未封堵严密，部分管道穿墙处和吊顶上部空间未封堵严密，顶层会议厅的吊顶上方未封堵严密。在屋顶层用热成像仪测得的室外气温是-7.6 ℃，而顶盖温度为6.9 ℃，空调热量通过各处未封堵严密的缝隙漏至顶盖。

冷风直灌：由于厨房、物业等部门进货的需要，货运大门均处于敞开状态，大门与入口门厅连通，冷风直接灌入室内。

2）空调热源

测试锅炉运行参数：出水温度为62 ℃左右，回水温度为50 ℃左右，供回水温差12 ℃左右，基本满足设计要求。

3）空调机组

对门厅的空调机组进行了风速和温度测试，在风机吸入口测得空调断面的平均风速为1.7 m/s，空调机组的实际风量为27540 m3/h，送风温度为39.65 ℃。空调机组的设计风量为35000 m3/h，机组风量偏小21%左右。

4）风管连接

空调风管的主管采用双面彩钢板酚醛复合风管制作，末端支管和风口均通过软管连接，软管连接风口处存在软管变形和漏风，在条缝型风口处测得，软管未接至风口的漏风处风速1.8 m/s，风口出风处风速2.6 m/s，漏风情况较为严重，现场情况见图1。

图1 软风管连接现状

5）气流组织与风口形式

送风口形式：一层的休息厅与会议厅采用顶送风的方式，送风口设计选用自动温控到达距离的调整型线型风口，配置温度传感器，能根据季节送风温度的变化自动感应检测，调节风口的出风有效面积，从而调节送风气流的到达距离，如图2 所示。而现场安装的风口大约呈45°斜角送风，风向固定，在距地面大约3 m 的高度即无法测到风速，不能满足送风要求。

图2 自动温控到达距离线型风口导风简图

局部两道风口：在顶送风区域的局部位置安装了两道风口，内侧为空调的线型送风风口，外侧为室内配合装修设计的灯具风口。

吊顶回风：一层的通高门厅及休息厅均采用吊顶回风，经现场测试冬季吊顶内的温度均较高。

3 原因分析

根据使用方的反馈和现场勘察，本建筑夏季使用状况良好，冬季出现供热不足较严重的区域是一层的通高门厅及休息厅，一层的部分会议厅也存在空调制热不能达到室内设计温度的情况。

综合现场情况，围护结构冷风渗透对一层的通高门厅及休息厅的空调供热影响较大。围护结构封堵不严密，门缝漏风，货运大门频繁开启，均产生了大量的冷风渗透，造成空调热负荷的急剧增加。并且冷风积聚于下部，受热之后上升，对空调热风送风距离同样有不利的影响。

一层的会议厅，休息厅及通高门厅顶送风的风口设计选用的是自动温控到达距离的调整型线型风口，应为垂直送风且可调节气流到达距离，而现场安装的风口为大约45°斜角送风，风向固定，不能满足冬季的送风要求。

经现场测试冬季吊顶内的温度均较高，除了风口冬季送风距离较短和吊顶回风两方面的影响因素，还需考虑到吊顶内的风管可能存在漏风的情况。现场可见末端支管与风口通过软管连接处存在漏风，并且软管有变形造成了风系统阻力增大，这些因素均对送风效果有不利影响，并且空调机组的风量经测试偏小，均造成了空调制热效果不佳的现状。

4 改造措施

针对造成空调供热不足的各项问题，经各方沟通与讨论，现场需采取如下改造措施：

1）围护结构冷风渗透的改造措施

围护结构漏风处封堵：外围护结构和室内楼板各处均需仔细检查并封堵严密，一层大门的门缝需封堵严实，外开门接缝处两侧均设置毛条封堵缝隙。

门斗处增设电热风幕：在人员经常出入的门上方增设热风幕，可有效阻挡冷风渗透。建议通高门厅的大门上方需设置热风幕，其它位置的门根据使用频率确认是否设置。

设置二道门：基于现场使用情况反馈，现场货运通道位置外门使用中常开，导致室内进风，影响空调效果。建议在常用货运入口位置内侧加设门斗，内门建议为铝框玻璃门，便于内外通视观察，并需加设闭门器，顺位器，设企口，以增强气密效果。在运输货物的过程中，保证至少有一道门处于关闭状态，阻挡冷风直接灌入。

2）检测空调机组的风量和风压

检测各区域空调机组的风量和机外静压是否满足设计要求，如偏小较多需更换电机。

3）风管变形和漏风处重新连接

在施工条件允许的情况下，现场所有的软风管连接应改为硬连接或采用成品金属保温软风管，保证不存在风管变形以减小风管阻力。应对风系统的各处漏风点进行仔细排查和整改，要保证风系统本身密闭性。

4）调整送风口

建议在调整风管连接和保证风系统密闭性的前提下，更换现场安装的风口，调整为能保证冬夏季送风距离要求的自动温控到达距离的调整型线型风口。

设置有两道风口的位置，建议室内装修配合调整，保证暖通线型风口下方无遮挡，以保证送风效果。

5）调整回风口位置

在有条件的地方调整回风口的位置，建议通高门厅处的吊顶回风改为下回风，可以有效改善气流组织，提高冬季的制热效果。

6）辅助供热措施

以上5 项措施提出后，现场已根据要求进行整改，但由于项目已建成，部分整改措施无法完全实施到位，如主入口处玻璃移门的门缝难以改小，围护结构的封堵措施难以全部到位，软风管连接改为硬连接无法全部实现，吊顶回风改为下回风大部分位置难以实现等。综合以上因素，建议增设辅助供热措施，提供如下三个有效且可实施的方案供业主选择。

方案一：增加地暖。一层的通高门厅及休息厅区域设置地板辐射采暖系统，可有效解决冬季的供热问题，此方案最为可靠。由于室内地面已敷设完成，改造成本较高。

方案二：增加低矮型的落地式风机盘管。通高大厅靠外幕墙一圈增加低矮型的落地式风机盘管，由于此区域无地下室，此方案需沿幕墙一圈设置500 mm（W）×300 mm（H）的土建地沟用于布置热水管。此方案对土建的影响相对较小，改造成本较低，但美观性相对较差。

方案三：吊顶内增加多联机空调系统。通高大厅的吊顶内增加多联机空调系统，室内机选用自由静压风管式，机外静压可达到100～200 Pa 且噪声较低，机器厚度300 mm，吊顶安装空间需350 mm。此方案较为有效且不影响美观，但是需拆除吊顶安装。由于软风管连接改造，检查风管的密闭性和更换风口也需要拆除吊顶才可完全实现，业主最终选择了方案三作为辅助供热措施。

5 结论

通过对围护结构漏风处封堵，增设电热风幕，更换部分空调机组的电机，调整送风口及风管连接等多项改造措施，并配合辅助供热措施，一层的通高门厅及休息厅、一层会议厅的冬季供热现状得到了有效的改善。总结本项目的改造经验，对于严寒和寒冷地区的公共建筑，在空调设计过程中，供热效果是需要设计师着重关注的，对于这些地区的空调设计有如下建议供参考：

首先严寒和寒冷地区的通高入口门厅处建议设置地暖。人员经常出入的大门建议设置门斗并在内侧门的上方设置热空气幕。对于严寒和寒冷地区的空调系统，在吊顶高度较高的空间顶送风时，采用下回风的方式更有利于冬季的供热效果。

其次，开敞式吊顶和吊顶回风的方式增加了空间负荷，建议尽可能采用封闭吊顶。配合装修设计的过程中，需保证高大空间的送风口下方无遮挡，不建议为装修效果而设置两道风口。风管连接不建议采用软管，如确有需求建议采用不易变形成品金属保温软风管。