摘要：根據民用建筑空調設計的成功經驗和失敗教訓,深感空調系統的正確選擇是做好空調設計的前提。除了教科書和常用手冊資料的介紹外,選用合適的暖通空調系統和設備,使設計能做到量體裁衣,恰到好處。本文結合工程設計實例和設計經驗對建筑暖通空調冷熱源設計和水系統以及一些特殊區域的空調通風方案進行了探討。
　　
　　關鍵詞：高層建筑；暖通設計；冷熱源設計；變風量空調：四管制
　　
　　
　　1工程概況
　　某大廈建筑功能為高檔寫字樓及部分商業用房,建筑面積15萬m2,地上30層,地下4層,由兩座主樓及連接兩主樓的裙房組成,建筑高度地上125m。首層至5層為大堂、商業用房、餐廳等,6～9層為辦公用房,15層局部為避難區,30層為電梯機房、風機房及水箱間,地下1層為快餐廳及商業用房,地下2層為制冷機房、換熱機房、水泵房、變配電室、備用發電機房等,地下3層和地下4層為汽車庫。
　　2冷熱源設計
　　夏季空調設計總冷負荷為19596kW,冬季供暖、空調設計總熱負荷為14231kW。空調冷源由設在地下2層制冷機房內的6臺3516kW(1000rt)的離心式冷水機組提供,冷水供回水溫度為5℃/10℃,冷卻水進出水溫度為32℃/37℃,冷卻塔設在兩個主樓的屋頂,空調冷源系統示意圖（略）。調熱源為市政熱網提供的高溫熱水,經設在地下2層換熱機房內的板式換熱器交換出80℃/60℃的二次水供供暖、空調系統使用。
　　3 空調及供暖系統設計
　　3.1首層～5層的大堂、商業用房、餐廳等采用全空氣定風量空調系統。地下1層快餐廳、商業用房及標準辦公層采用全空氣變風量空調系統。各空調系統設回風/排風機,過渡季均可全新風運行。地上層每層空調機房靠外墻設置,新風引入口、排風口可直通室外,以滿足進風、排風百葉風口面積要求。設計中需注意新風引入口與排風口的間距要求。
　　3.2全空氣變風量空調系統采用單風道定靜壓控制,送、回風機均可變頻運行。
　　3.3標準辦公層進深較大,人員、燈光及辦公設備發熱量較大,存在內區。冬季內區需要供冷,而外區需要供熱,所以變風量空調系統按內、外區分別設置。將外窗墻線至進深4.6m的范圍劃為外區,超過這個進深劃為內區。
　　內區采用VAV變風量末端裝置,全年供冷;外區采用風機動力型變風量末端裝置與散熱器組合的方式,在外窗處設冬季供暖用銅制串片散熱器。冬季變風量空調系統的送風溫度按內區要求設置,外區通過控制散熱器的加熱量使室內溫度滿足設計要求。
　　與外區設變風量末端裝置內置熱水盤管冬季送熱風的方式相比,外區設散熱器供暖更舒適,無吹熱風感;冬季還可用于夜間值班供暖,避免出現早晨上班后室溫過低的情況,也減少了風機的運行能耗。散熱器供暖具有舒適、節省運行費用的特點,符合實用、節能的原則,在設計中可作為外區供暖的優選方案。
　　3.4在空調機房、風機房等冬季有供熱要求的域設熱水暖風機。在消防控制室、自動交換機房、電梯機房等部分季節需要24h供冷或需要獨立冷的房間設水冷整體式空調機組。
　　4 空調冷水、供暖及空調熱水系統設計
　　4.1空調水系統為四管制,分空調冷水系統和供暖與空調熱水合用的熱水系統兩種。各空調機組的冷卻盤管、加熱盤管分別設置。
　　空調冷水系統全樓豎向不分區,冷水機組承壓2.0MPa。系統形式為一次泵系統,在機房冷水供回水總管之間設壓差控制的電動旁通調節閥。閉式膨脹水箱設在30層的機房內。
　　4.3熱水系統為全樓的空調機組加熱盤管、暖風機加熱盤管及散熱器提供熱水。熱水系統豎向分高區、低區、裙房區三個區,板式換熱器承壓2.1MPa。各區熱水循環泵變頻運行,閉式膨脹水箱分別設置在30,15,5層機房內。
　　4.4熱水系統接各層空調機組加熱盤管、暖風機加熱盤管及散熱器的水管為雙管水平橫串式布置。
　　4.5每臺空調機組的冷卻盤管、加熱盤管的回水支管設平衡閥及電動控制調節閥,暖風機加熱盤管的熱水回水支管設電動控制調節閥,散熱器回水支管設溫控調節閥及定流量閥。
　　5冷卻水系統設計
　　5.1冷卻水系統包括大廈空調冷卻水系統和租戶冷卻水系統。由于許多進駐辦公樓的公司設有專用設備機房,機房內發熱設備多,設備運行時對環境溫度有一定要求,而且是全天24h運行、全年四季運行,所以設備機房需要設專用空調機組,全年供冷。考慮到大廈未來出租的需求,設置了為水冷整體式專用空調機組服務的租戶冷卻水系統,也可兼為大廈特殊用冷部位,如消防控制室、自動交換機房、電梯機房等服務。
　　5.2空調冷卻水系統和租戶冷卻水系統合用冷卻塔,分別設置冷卻水泵。冷卻塔采用開式冷卻塔,為提高租戶冷卻水系統水質,在地下2層的制冷機房內設置了兩組板式換熱器,將租戶冷卻水系統分為冷卻塔一次水系統及租戶二次水系統。租戶二
　　次水供回水設計溫度為33℃/38℃,能滿足水冷專用空調機組的運行要求。
　　5.3因設計階段很難預計租戶設置水冷專用空調機組的需求量,租戶冷卻水系統的冷卻水量便成為一種預留量,不同設計項目有不同的考慮。該大廈冷卻塔容量按空調冷卻水系統容量加大25%選取,加大的余量即是為專用設備機房和租戶設備機房的水冷整體式空調機組預留。冷卻水泵兩用一備,單臺泵流量370t/h。
　　5.4租戶二次水系統豎向不分區,板式換熱器承壓2.0MPa,閉式膨脹水箱設在30層的機房內。租戶二次水循環泵定速運行,為適應系統流量變化,在機房內供回水總管之間設壓差控制的電動旁通調節閥。
　　5.5為控制冷卻水供水溫度不致過低,冷卻塔供回水總管之間設溫度控制的電動旁通調節閥。
　　6通風系統設計
　　6.1制冷機房、換熱機房、電梯機房、水泵房、變配電室及備用發電機房等各類機房的通風系統分為送風系統和排風系統。
　　6.2廚房、汽車庫的排風系統兼作排煙系統用,送風系統兼作排煙補風系統用。廚房送風用新風機組的冬季送風溫度可控制在13℃,汽車庫新風機組的冬季送風溫度可控制在10℃。汽車庫排風系統的排風口按上部排風1/3、下部排風2/3布置,下部排風支風道設電動閥,火災排煙時電動閥關閉。汽車庫還設有一氧化碳監測系統,每7.6m半徑范圍內設一個探頭。
　　6.3衛生間、配電小室各設獨立的排風系統,豎向分兩個區,14層以下為一個區,16～29層為一個區,排風機分別設在15,30層。為使排風均勻,衛生間各區豎向又分設兩條風道,一條接分區下部、另一條接分區上部樓層排風口。

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