飛機(jī)維修機(jī)庫采暖通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)案例

某飛機(jī)維修機(jī)庫采暖通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)案例工程概況

本工程由維修機(jī)庫大廳、地下室、SM倉庫以及與之配套的辦公室、車間等附屬用房組合而成。本工程項(xiàng)目用地規(guī)模約280,000m2；總建筑面積64285m2。其中機(jī)庫大廳建筑面積41250m2，附樓建筑面積23035m2，是我國乃至東南亞地區(qū)規(guī)模最大的機(jī)庫之一。

本工程機(jī)庫大廳長(zhǎng)352m，進(jìn)深110m，屋架下弦高30m。機(jī)庫大廳可同時(shí)滿足6架飛機(jī)進(jìn)行航線維修功能要求，包括2架A380飛機(jī)、2架B747-400飛機(jī)和2架B777-300ER型飛機(jī)。附樓為多層建筑。（見圖1）

采暖設(shè)計(jì)

地板采暖方案概述

利用CFD技術(shù)對(duì)采暖空間內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行模擬仿真，我們就能對(duì)其流速、溫度等的分布詳情有所了解，從而指導(dǎo)和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

A380機(jī)庫冬季的采暖方式是：低溫地板輻射采暖加暖風(fēng)機(jī)。地板采暖用于維持日常機(jī)庫門關(guān)閉條件下的室內(nèi)人員舒適環(huán)境，而輔助的暖風(fēng)機(jī)則用于處理飛機(jī)進(jìn)入機(jī)庫檢修時(shí)從機(jī)庫門進(jìn)入的大量冷風(fēng)負(fù)荷及低溫飛機(jī)本體負(fù)荷。

近些年來，地板采暖在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家得到較快發(fā)展和推廣。北歐和英國1972～1976年每年增長(zhǎng)30%，英國、瑞典、瑞士、意大利、原蘇聯(lián)1983年地板采暖占?xì)W洲供暖市場(chǎng)的20%以上，許多國家25%以上新建筑中安裝了塑料管低溫地板采暖系統(tǒng)。

低溫地板輻射采暖有以下優(yōu)點(diǎn)：

地板采暖系統(tǒng)的好處就在于，低溫輻射地板采暖是一種節(jié)能，而且可以有效調(diào)節(jié)房間氣候的采暖方式，它具有熱舒適性高、節(jié)能、增大有效使用面積，壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。其舒適性主要體現(xiàn)在人體的感覺來自于人的足下，在寒冷的冬季給人體帶來溫暖美好的感覺，均勻的熱輻射可以避免因冷熱氣對(duì)流熱產(chǎn)生的揚(yáng)塵，使環(huán)境變得更加潔凈，無需安裝傳統(tǒng)的散熱器，使使用空間更大，更整潔。平均室溫在12℃的地板輻射采暖房間，完全可以達(dá)到15℃?zhèn)鹘y(tǒng)的對(duì)流散熱器房間的溫暖舒適度。每降低1℃就可以節(jié)約8%左右的能耗。在周期性的開啟機(jī)庫大門和進(jìn)入飛機(jī)機(jī)體溫度較低時(shí)，該蓄熱效應(yīng)十分明顯，能夠很好的保證室內(nèi)工作環(huán)境。

地板溫度及加熱地板的水溫

采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019-2003規(guī)定，輻射體表面平均溫度宜采用下列數(shù)值：

經(jīng)常有人停留的地面24～26℃

短期有人停留的地面28～30℃

無人停留的地面35～40℃

混凝土地板輻射采暖的供水溫度，宜采用45～60℃，供回水溫差宜在5～10℃之間。

原蘇聯(lián)一作者在《地板采暖》書中，從作用原理、設(shè)計(jì)方案、計(jì)算方法、施工要求等方面都作了系統(tǒng)的論述。該文中提出地板溫度經(jīng)常有人停留的場(chǎng)所為24℃以下，偶爾有人停留的場(chǎng)所取28℃左右，機(jī)庫則應(yīng)在35℃以下。關(guān)于熱水溫度文中介紹，當(dāng)采用非金屬管道時(shí)，水溫則不宜超過60℃。

根據(jù)上述資料，我們認(rèn)為地板溫度及送水溫度不宜選用過高。地板溫度太高，輻射強(qiáng)度大。人體感覺不舒適；送水溫度過高，加熱管膨脹量勢(shì)必大，容易導(dǎo)致地板龜裂和損壞。反之。如果溫度太低，單位面積地板散熱量減少，經(jīng)濟(jì)性差，也不可取?？紤]到以上因素，參考當(dāng)前國內(nèi)外多數(shù)設(shè)計(jì)實(shí)例，首都機(jī)場(chǎng)380機(jī)庫地板采暖設(shè)計(jì)，選定地板溫度為28℃，送回水溫度為55℃～40℃。

加熱管

混凝土地板的加熱管，目前在已建成使用的實(shí)例中，有無縫鋼管和塑料管兩種。

美國、原蘇聯(lián)、德國等90年代前建成的檢修機(jī)庫，多以無縫鋼管作為地板采暖的加熱管。使用無縫鋼管的缺點(diǎn)是耗鋼量大，易于腐蝕，加熱管必須安裝在特制的鋼架上，施工難度大。近些年來，隨著塑料工業(yè)的迅猛發(fā)展，出現(xiàn)了耐溫、耐壓、抗老化的塑料管，使塑料管在地板采暖中獲得了較快的發(fā)展和推廣。

目前國內(nèi)采用塑料管地板采暖的實(shí)際工程，多為民用建筑，地板承重小。而機(jī)庫地板承重量大。像A380機(jī)庫檢修的飛機(jī)主輪重量約42噸，這樣的承重地板采用塑料管，設(shè)計(jì)和施工與民用建筑是兩種截然不同的地板采暖形式，其難度也是可想而知的。

采暖系統(tǒng)形式

機(jī)庫采暖系統(tǒng)

機(jī)庫內(nèi)的采暖系統(tǒng)主要分為兩種形式，一是地板輻射采暖系統(tǒng)，二是暖風(fēng)機(jī)對(duì)流采暖系統(tǒng)

（1）地板采暖系統(tǒng)：

地板采暖系統(tǒng)是機(jī)庫的基本采暖系統(tǒng)，在整個(gè)采暖期間該系統(tǒng)都在運(yùn)行。地板采暖只能補(bǔ)償總耗熱量的50％～60％，不足耗熱量由暖風(fēng)機(jī)補(bǔ)充。機(jī)庫地面內(nèi)的伸縮縫將機(jī)庫地坪分為若干部分。

本機(jī)庫地板采暖系統(tǒng)采用DN25x2.3的PE-X塑料管，埋入機(jī)庫大廳的混凝土地板中，以55℃～45℃的低溫?zé)崴诠苤醒h(huán)，將地板表面加熱到28℃～30℃之間，地板以輻射形式向室內(nèi)散發(fā)熱量，以達(dá)到采暖目的。當(dāng)?shù)匕迳崃坎荒軓浹a(bǔ)維持室溫所需的圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量時(shí)，采用暖風(fēng)機(jī)予以補(bǔ)充，以滿足保持室溫的需要。

A380機(jī)庫采暖地板由十四大塊組成。每塊地板的面積為110mx25m=2750㎡，板塊之間留有伸縮縫。每塊地板平行短邊敷設(shè)DN25x2.3的PE-X塑料管，共計(jì)585根，管間距為250mm。每根加熱管組成一個(gè)獨(dú)立的環(huán)路，每個(gè)環(huán)路的送、回水管分別與設(shè)在通行地溝內(nèi)的送、回水分水器連接。每個(gè)部分有一個(gè)獨(dú)立的閥門與分、集水器連接。

為了保證整個(gè)采暖系統(tǒng)的正常運(yùn)行，設(shè)計(jì)中采取了以下技術(shù)措施:

1）加熱管距側(cè)墻的最小距離不小于7.5mm，距大門為5.0mm，且與大拉門垂直布置。這樣做的目的是盡量避免加熱管被凍結(jié)；

2）加熱管每個(gè)環(huán)路的送、回管上均裝有調(diào)節(jié)閥，當(dāng)某一環(huán)路出現(xiàn)故障時(shí)，可及時(shí)將其關(guān)閉，而不致影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行；

3）加熱管無坡敷設(shè)，但為避免氣阻，管內(nèi)流速大于0.25m/s。分、集水器分別裝有自動(dòng)排氣閥，可排除系統(tǒng)內(nèi)的氣體；

4）為保障冬季加熱管內(nèi)的低溫水不出現(xiàn)故障，換熱機(jī)組考慮了機(jī)組的相互備用；

5）為控制供水溫度不高于55℃，在換熱機(jī)組的一次熱媒的供水管上裝有自立式溫度調(diào)節(jié)器，以根據(jù)供水溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)一次熱媒的供熱量；

6）混凝土的熱膨脹系數(shù)在0.01～0.0148之間，PE-X的熱膨脹系數(shù)在0.011～0.013之間。由于兩者熱膨脹系數(shù)非常接近，故敷設(shè)在混凝土地板中的PE-X管不考慮膨脹問題，但地板采暖管道不通過地板伸縮縫。

（2）暖風(fēng)機(jī)系統(tǒng)：

機(jī)庫采暖所需的一部分熱量是由暖風(fēng)機(jī)提供的。但在大門開啟關(guān)閉后，需開啟全部暖風(fēng)機(jī)，以保證機(jī)庫大廳盡快恢復(fù)室溫。

附樓車間及地下室采暖系統(tǒng)

所有附樓車間及地下室均采用散熱器對(duì)流采暖，系統(tǒng)采用下供下回雙管制系統(tǒng)。每組散熱器均裝有恒溫控制閥，以利于室溫的調(diào)節(jié)。

附樓男、女更衣室及浴室采用熱風(fēng)采暖系統(tǒng)。采暖系統(tǒng)的熱風(fēng)由組合式空氣處理機(jī)組提供，為節(jié)約能耗，機(jī)組特設(shè)計(jì)了熱回收段。

換熱系統(tǒng)

A380機(jī)庫和附樓采暖系統(tǒng)熱媒的熱水由兩個(gè)不同的換熱站提供，每個(gè)換熱站服務(wù)于機(jī)庫的一半。供熱外管線從機(jī)庫附樓地下室分別進(jìn)入各自的換熱站，經(jīng)換熱站內(nèi)的高效智能水－水換熱機(jī)組換熱，為機(jī)庫內(nèi)不同的部位提供所需要的熱媒。所有熱水的主干管均敷設(shè)在機(jī)庫地下室的主溝內(nèi)。

A380機(jī)庫一、二次熱媒

南、北換熱站內(nèi)的熱水換熱系統(tǒng)，一次熱媒均為110℃～70℃。由新建的廠區(qū)鍋爐房集中供給。

二次熱媒的制備：

（1)南側(cè)換熱站

機(jī)庫和附樓的采暖系統(tǒng)熱媒由外管線提供的一次熱媒(110℃～70℃)經(jīng)換熱后供機(jī)庫采暖使用。換熱站內(nèi)布置6臺(tái)高效智能水－水板式換熱機(jī)組（機(jī)組包括：板式換熱器、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵、定壓罐、除污器等），其中2臺(tái)用于空氣處理機(jī)組和進(jìn)風(fēng)加熱系統(tǒng)，2臺(tái)用于地板輻射采暖系統(tǒng)，2臺(tái)用于散熱器采暖系統(tǒng)。每臺(tái)換熱器按負(fù)荷的60%設(shè)計(jì)。

（2)北側(cè)換熱站

機(jī)庫和附樓的采暖由外管線提供的一次熱媒(110℃～70℃)經(jīng)換熱后供機(jī)庫采暖使用。換熱站內(nèi)布置6臺(tái)高效智能水－水板式換熱機(jī)組（機(jī)組包括：板式換熱器、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵、定壓罐、除污器等），其中2臺(tái)用于空氣處理機(jī)組和進(jìn)風(fēng)加熱系統(tǒng)，2臺(tái)用于地板輻射采暖系統(tǒng)，2臺(tái)用于散熱器采暖系統(tǒng)。每臺(tái)換熱器按負(fù)荷的60%設(shè)計(jì)。

A380機(jī)庫各部位熱、冷媒的技術(shù)參數(shù)如下

(1)南側(cè)換熱站：

a.附樓及地下室散熱器90～65℃

b.附樓新風(fēng)機(jī)組60～50℃

c.主溝及各設(shè)備用房進(jìn)風(fēng)加熱機(jī)組

60～50℃

d.機(jī)庫大廳地板采暖

55～40℃

e.機(jī)庫大廳暖風(fēng)機(jī)

110～70℃

f.地下室男、女更衣室空氣處理機(jī)組

60～50℃

g.附樓風(fēng)機(jī)盤管及新風(fēng)機(jī)組供冷

7～12℃

h.地下室男、女更衣室供冷

7～12℃

i.SM倉庫、工具庫供冷7～12℃

(2)北換熱站：

a.附樓及地下室散熱器90～65℃

b.附樓新風(fēng)機(jī)組60～50℃

c.機(jī)庫大廳地板采暖

55～40℃

d.機(jī)庫大廳暖風(fēng)機(jī)

110～70℃

e.主溝及各設(shè)備用房進(jìn)風(fēng)加熱機(jī)組

60～50℃

f.地下室男、女更衣室空氣處理機(jī)組

60～50℃

A380機(jī)庫各換熱站的耗熱量（KW）

(1)南側(cè)換熱站共計(jì)耗熱量：(KW)6020

(2)北側(cè)換熱站共計(jì)耗熱量：(KW)6310

通風(fēng)設(shè)計(jì)

油箱通風(fēng)系統(tǒng)

根據(jù)工藝要求，在飛機(jī)需要檢修油箱時(shí)，應(yīng)將油箱中的燃油全部卸掉，為加快油箱內(nèi)殘油的揮發(fā)，設(shè)計(jì)了油箱機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)，將其中的殘油揮發(fā)氣體排凈后才能對(duì)其進(jìn)行檢修。排風(fēng)管經(jīng)過地面設(shè)備(專用地井)中的快速接頭和軟管與油箱相連。排風(fēng)總管敷設(shè)在綜合地溝內(nèi)。由防爆風(fēng)機(jī)排至室外。

主溝及支管

在機(jī)庫內(nèi)有為水、風(fēng)、氣、電等綜合管線設(shè)置的主溝及支溝,為了保證地溝中有一定的新鮮空氣,故對(duì)主溝及支溝分別設(shè)計(jì)了機(jī)械送、排風(fēng)系統(tǒng)及機(jī)械排煙系統(tǒng)。平時(shí)機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)工作,通風(fēng)量按5次/h換氣計(jì)算,送入主溝的風(fēng)量經(jīng)支溝由排風(fēng)機(jī)排至室外。當(dāng)發(fā)出火情報(bào)警信號(hào)時(shí)，可就地手動(dòng)或由消防控制中心遠(yuǎn)控啟動(dòng)排煙風(fēng)機(jī)，同時(shí)連鎖開啟自然補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)上的電動(dòng)新風(fēng)閥。當(dāng)煙氣溫度超過280℃時(shí)，自動(dòng)熔斷關(guān)閉防火排煙閥及連鎖關(guān)閉自然補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)上的防火閥，同時(shí)信號(hào)反饋，連鎖關(guān)閉排風(fēng)機(jī)。地下室的工藝及辦公用房均設(shè)計(jì)了機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)。各房間排出的空氣壓入主溝，用作主溝的通風(fēng)系統(tǒng)的補(bǔ)風(fēng)。

機(jī)庫大廳排熱系統(tǒng)

在機(jī)庫大廳屋面上設(shè)計(jì)了70可電動(dòng)開啟的排熱天窗。每個(gè)排熱天窗的有效面積為2.6m2，總有效面積為屋頂面積的0.45%。

本廠房共設(shè)機(jī)械進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)10個(gè)，機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)93個(gè)，新風(fēng)換氣系統(tǒng)4個(gè)。

空調(diào)設(shè)計(jì)

空調(diào)冷、熱源

空調(diào)冷源

空調(diào)系統(tǒng)冷媒采用7℃～12℃的冷凍水,由設(shè)在機(jī)庫附樓屋面上的風(fēng)冷(熱泵)冷水機(jī)組提供。系統(tǒng)最大冷負(fù)荷為2900KW。

空調(diào)冷水系統(tǒng)采用落地膨脹水箱定壓，補(bǔ)水采用軟化水，定壓裝置及全自動(dòng)軟化水補(bǔ)水裝置均設(shè)在地下室南換熱站內(nèi)，空調(diào)系統(tǒng)的二次泵布置在南換熱站內(nèi)。

空調(diào)熱源

空調(diào)系統(tǒng)熱媒采用60℃～50℃之熱水，由設(shè)置在機(jī)庫附樓內(nèi)換熱機(jī)組供給，機(jī)庫附樓最大耗熱量為1310KW。

空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

辦公室及休息室空調(diào)系統(tǒng)采用空氣/水系統(tǒng),即新風(fēng)系統(tǒng)與風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)。由于SM倉庫、工具庫有溫、濕度要求，故空調(diào)系統(tǒng)采用全空氣低速風(fēng)道系統(tǒng)。氣流組織采用變流態(tài)風(fēng)口上部送風(fēng)，側(cè)下部回風(fēng)的方式。變流態(tài)風(fēng)口采用電動(dòng)型，可根據(jù)冬、夏季送風(fēng)溫度調(diào)節(jié)送風(fēng)口的開啟形式，以達(dá)到室內(nèi)溫度、濕度的要求。更衣室空調(diào)系統(tǒng)采用帶熱回收的全新風(fēng)系統(tǒng)。

對(duì)有特殊要求的消防值班室、IT機(jī)房設(shè)計(jì)了獨(dú)立的空調(diào)系統(tǒng)。

空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

空調(diào)水系統(tǒng)采用同程雙管制系統(tǒng)，在每臺(tái)空氣處理機(jī)組（或風(fēng)機(jī)盤管）的回水管上均裝有電動(dòng)雙通閥，可根據(jù)室溫的要求調(diào)節(jié)送、回水量。當(dāng)空氣處理機(jī)組（或風(fēng)機(jī)盤管）停止工作時(shí)，電動(dòng)雙通閥關(guān)閉。

空調(diào)末端設(shè)備

本機(jī)庫空調(diào)系統(tǒng)共設(shè)計(jì)：組合式空氣處理機(jī)組7臺(tái)；新風(fēng)機(jī)組8臺(tái)；分體式空調(diào)器1臺(tái)；風(fēng)冷式恒溫恒濕機(jī)組2臺(tái)；風(fēng)機(jī)盤管162臺(tái)；臥式空氣處理機(jī)組26臺(tái)。

自控設(shè)計(jì)

為滿足工藝要求和實(shí)現(xiàn)節(jié)能，按不同的使用要求采暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了必要的自動(dòng)控制。

采暖系統(tǒng)

地板采暖系統(tǒng)

地板采暖的送水溫度是通過室外氣候補(bǔ)償進(jìn)行調(diào)節(jié)的。當(dāng)室外溫度在16℃～-5℃時(shí),送水溫度在45℃～55℃之間調(diào)節(jié);當(dāng)室外溫度＜-5℃～-10℃時(shí),送水溫度穩(wěn)定在55℃;室外溫度≥16℃時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉。

機(jī)庫暖風(fēng)機(jī)系統(tǒng)

當(dāng)室外溫度在0℃以下時(shí)才采用暖風(fēng)機(jī)供熱。當(dāng)室外溫度在0℃～－5℃時(shí),開啟15％～50％的暖風(fēng)機(jī)(可以調(diào)整);當(dāng)室外溫度在-5℃～-10℃時(shí),開啟50％～100％的暖風(fēng)機(jī)(可以調(diào)整);當(dāng)室外溫度≥0℃時(shí),關(guān)閉所有暖風(fēng)機(jī)。暖風(fēng)機(jī)的啟、停,可由控制室或就地控制。大拉門上的暖風(fēng)機(jī)與大拉門聯(lián)鎖。當(dāng)大拉門開啟時(shí)，關(guān)閉大拉門上的