王 天

（太原學(xué)院，山西太原030032）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展及人民生活水平的顯著提高，建筑業(yè)也在不斷的向前發(fā)展，室內(nèi)空氣的溫濕度、潔凈度和空氣品質(zhì)問(wèn)題越來(lái)越得到人們的重視及關(guān)注，人們對(duì)生活環(huán)境舒適性的要求也越來(lái)越高。因此，迫切需要為商業(yè)建筑設(shè)計(jì)安裝節(jié)能、健康、舒適的中央空調(diào)系統(tǒng)，以滿足人們對(duì)于高生活水平的追求。

1 工程概況

本設(shè)計(jì)對(duì)象為太原市某綜合辦公樓，該綜合辦公樓總建筑面積為13850m2。該辦公樓分為AB兩段，兩段相通并用廊道連接。A段地上共十三層，主要以辦公室及會(huì)議室為主，總高度49.5m。其中一層到十層層高為3.75m，十一層層高為3.9m，十二層層高為3.6m。十三層是水箱間和維修間，層高為4.5m。B段地上共三層，每層層高4.8m，其中一層為餐廳、廚房、包間、制冷機(jī)房、水泵間等；二層為多功能廳、教室、健身房、更衣室、閱覽室、空調(diào)機(jī)房等；三層為會(huì)議廳和休息廳。

2 設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 室外設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù) 《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50736-2012［1］查得，太原市的室外計(jì)算參數(shù)如下。

夏季：室外大氣壓力91.98kPa，空調(diào)室外計(jì)算干球溫度31.5℃，空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度23.8℃，室外平均風(fēng)速1.8m／s，相對(duì)濕度55%。

冬季：室外大氣壓力：93.35kPa，空調(diào)室外計(jì)算干球溫度-12.8℃，室外平均風(fēng)速2.0m／s，相對(duì)濕度50%。

2.2 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù) 《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （第二版）［2］查得，空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 空調(diào)房間的室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)Table 1 Interior design parameters of the air conditioning room

3 空調(diào)設(shè)計(jì)

3.1 冷熱負(fù)荷

本工程中空調(diào)冷負(fù)荷的計(jì)算采用冷負(fù)荷系數(shù)法，熱負(fù)荷的計(jì)算依照穩(wěn)態(tài)傳熱理論［3］進(jìn)行。本綜合辦公樓空調(diào)總冷負(fù)荷為840.243kW，總熱負(fù)荷為779.794kW，冷負(fù)荷指標(biāo)為91.55W／m2，熱負(fù)荷指標(biāo)為84.97W／m2。

3.2 冷熱源

冷熱源方案的制定，采用技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析方法進(jìn)行確定。根據(jù)太原市氣候條件、能源結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的冷熱負(fù)荷和本工程的特點(diǎn)，最終確定選用了螺桿式冷水機(jī)組＋水-水板式換熱器作為冷熱源。

冷源選擇兩臺(tái)螺桿式冷水機(jī)組，單臺(tái)額定制冷量為455kW。冷凍水供回水溫度為7℃／12℃，冷凍水流量78m3／h，冷卻水供回水溫度為 32℃／37℃，冷卻水流量95m3／h。螺桿式冷水機(jī)組適用于大、中型空調(diào)制冷系統(tǒng)，運(yùn)行可靠性較高，壽命較長(zhǎng)［3］。熱源選擇兩臺(tái)水-水板式換熱器，將市政熱水引入到制冷機(jī)房中，單臺(tái)額定制熱量435kW，一次網(wǎng)供回水溫度90℃／70℃，熱水供回水溫度60℃／50℃，循環(huán)水量40m3／h。冷水機(jī)組與換熱機(jī)組均置于制冷機(jī)房?jī)?nèi)，制冷機(jī)房位于B段一層。B段三層屋面設(shè)置兩臺(tái)逆流冷卻塔。

冷凍水泵單臺(tái)流量90m3／h，揚(yáng)程為28m，電機(jī)功率為11kW，轉(zhuǎn)速為2900r／min，兩用一備。冷卻水泵單臺(tái)流量110m3／h，揚(yáng)程為19.5m，電機(jī)功率為11kW，轉(zhuǎn)速為2900r／min，兩用一備。

3.3 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依照豎向按層，橫向按防火分區(qū)為原則，同時(shí)根據(jù)房間使用功能進(jìn)行劃分。本工程主要采用全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)兩種空調(diào)系統(tǒng)類型。

A段門廳貫穿一層和二層，屬于高大空間，人員密度較大，故采用全空氣系統(tǒng)。因總風(fēng)量不大，故空調(diào)機(jī)組可以吊裝，氣流組織采用上送上回。送風(fēng)口選用電動(dòng)旋流風(fēng)口，回風(fēng)口選用單層百葉風(fēng)口。

A段除門廳采用全空氣系統(tǒng)外，其余各辦公室及會(huì)議室均采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，以便各房間的溫度可以獨(dú)立控制。當(dāng)有的房間不需要空調(diào)時(shí)，還可以關(guān)閉風(fēng)機(jī)盤管以節(jié)約能源與運(yùn)行費(fèi)用。新風(fēng)機(jī)組吊裝于走廊末端。氣流組織形式為上送上回。送風(fēng)口及新風(fēng)口選用方形散流器，回風(fēng)口選用單層百葉風(fēng)口。

B段健身房、大會(huì)議室、餐廳等屬于大空間場(chǎng)所，冷負(fù)荷密度大，潛熱負(fù)荷大，人員密度大，且人員散發(fā)氣味多，如果風(fēng)量不足，不僅會(huì)使室內(nèi)的溫濕度得不到保證，而且會(huì)對(duì)空氣品質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，影響人體的健康。所以B段全部采用全空氣系統(tǒng)。

B段一層餐廳和三層會(huì)議廳等大空間場(chǎng)所采用吊頂式空調(diào)機(jī)組全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)?；旌虾蟮氖覂?nèi)空氣和室外新風(fēng)處理至送風(fēng)狀態(tài)后經(jīng)消聲靜壓箱、風(fēng)管和設(shè)于吊頂上的散流器送到室內(nèi)；通過(guò)頂部回風(fēng)口集中回風(fēng)；風(fēng)系統(tǒng)氣流組織為上送上回。過(guò)渡季節(jié)可通過(guò)調(diào)節(jié)新風(fēng)閥和回風(fēng)閥，實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)換氣。

B段二層設(shè)有空調(diào)機(jī)房，所以多功能廳健身房、教室的空調(diào)系統(tǒng)采用臥式組合式空調(diào)機(jī)組對(duì)空氣進(jìn)行處理。各全空氣系統(tǒng)的參數(shù)如表2所示。

表2 全空氣系統(tǒng)參數(shù)Table 1 Parameters of the all air systems

3.4 空調(diào)水系統(tǒng)

本工程中空調(diào)水系統(tǒng)采用一次泵變流量雙管制，夏冬季冷熱兼用。水系統(tǒng)水平和垂直均為異程式，在空調(diào)水系統(tǒng)每層分支管的回水管上設(shè)平衡閥解決異程式的水力平衡問(wèn)題。冷水系統(tǒng)采用定壓罐定壓，補(bǔ)水均采用軟化水。制冷機(jī)房的分集水器接出三路管道，一路供給B段，一路供給A段西側(cè)，一路供給A段東側(cè)。B段一層制冷機(jī)房產(chǎn)生的冷凍水通過(guò)直埋方式供給A段。

3.5 通風(fēng)系統(tǒng)及防排煙系統(tǒng)

（1）A段衛(wèi)生間單獨(dú)進(jìn)行機(jī)械排風(fēng)，接到豎井，在屋頂設(shè)排風(fēng)機(jī)集中排風(fēng)。衛(wèi)生間換氣次數(shù)取10h-1計(jì)算。A段其他房間如辦公室、會(huì)議室等采用分層排風(fēng)方式，各層分別在外墻安裝排風(fēng)機(jī)進(jìn)行集中機(jī)械排風(fēng)。排風(fēng)量取新風(fēng)量的85%～90%。過(guò)渡季節(jié)適當(dāng)增加新風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)運(yùn)行。

（2）B段衛(wèi)生間采用排風(fēng)扇進(jìn)行單獨(dú)排風(fēng)。B段其他房間采用分層集中排風(fēng)方式。

（3）所有樓梯間及電梯前室采用機(jī)械加壓送風(fēng)，風(fēng)機(jī)布置于A段11層屋面與B段3層屋面。

（4）B段一層廚房設(shè)獨(dú)立排風(fēng)系統(tǒng)，空氣排出室外前需經(jīng)過(guò)除油裝置，排風(fēng)機(jī)也應(yīng)選用廚房專用排油煙風(fēng)機(jī)。

3.6 消聲、隔振及保溫

3.6.1 空調(diào)系統(tǒng)的消聲設(shè)計(jì)

（1）在吊裝機(jī)組和組合式空調(diào)機(jī)組的出口安裝消聲靜壓箱，并在機(jī)組箱體內(nèi)，設(shè)一定的消聲材料或在機(jī)組內(nèi)壁上貼上吸聲材料，以上措施可以使風(fēng)機(jī)的噪聲得到一定程度的衰減。

（2）當(dāng)空調(diào)機(jī)房的噪聲不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求時(shí)，在空調(diào)機(jī)房墻內(nèi)表面和樓板下表面涂吸聲材料；當(dāng)水泵房?jī)?nèi)的噪聲不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求時(shí)，在墻內(nèi)表面和樓板下表面涂吸聲材料或安裝消聲器，有必要時(shí)可安裝消聲罩。

（3）在風(fēng)管上安裝消聲彎頭。

3.6.2 空調(diào)設(shè)備的減震設(shè)計(jì)

（1）冷水機(jī)組、空調(diào)機(jī)組、水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的進(jìn)出口采用軟管連接。

（2）吊裝的機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管及風(fēng)機(jī)等應(yīng)在吊腳架上設(shè)置彈簧減震裝置。

（3）水泵出口設(shè)止回閥時(shí)，應(yīng)選用消錘式止回閥［1］。

（4）在機(jī)組的基座上安裝減震器，例如橡膠減震墊、彈簧復(fù)合減震器等。

3.6.3 空調(diào)系統(tǒng)的保溫設(shè)計(jì)

由于風(fēng)管與水管的管材均為金屬，故傳熱系數(shù)較大，冷熱水及空氣在管中流動(dòng)時(shí)宜造成冷量及熱量的損失，使空調(diào)系統(tǒng)的制冷制熱效果變差。故應(yīng)在風(fēng)管與水管上覆蓋保溫材料。選擇柔性泡沫橡塑材料作為保溫材料。保溫層厚度按照 《設(shè)備及管道絕熱設(shè)計(jì)導(dǎo)則》GB／T8175［4］進(jìn)行計(jì)算。此外，冷凝水為了防止表面結(jié)露，也應(yīng)設(shè)置一定的保溫厚度。

3.7 自控系統(tǒng)

各區(qū)空調(diào)系統(tǒng)和冷熱源均設(shè)置自控裝置，通過(guò)溫控閥、傳感器等實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行。比如：在風(fēng)機(jī)盤管回水管上設(shè)置溫度傳感器和電動(dòng)兩通閥來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度；冷凍水進(jìn)出水管上設(shè)有壓差旁通閥，對(duì)系統(tǒng)的進(jìn)出水壓差進(jìn)行檢測(cè)并調(diào)節(jié)水量；在新風(fēng)管、回風(fēng)管和排風(fēng)管上設(shè)置電動(dòng)控制閥進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。根據(jù)新風(fēng)閥的開啟程度來(lái)控制回風(fēng)和排風(fēng)口的開啟程度。在室內(nèi)設(shè)置溫度感應(yīng)系統(tǒng)，用于控制新風(fēng)電動(dòng)閥，以便根據(jù)季節(jié)調(diào)節(jié)新風(fēng)比，在過(guò)渡季節(jié)的時(shí)候可以全新風(fēng)運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能效果。

4 結(jié)語(yǔ)

該空調(diào)工程設(shè)計(jì)涵蓋了參數(shù)選擇、冷熱源及空調(diào)方案選擇、氣流組織形式及消聲減震等措施，為空調(diào)系統(tǒng)在辦公類建筑中的設(shè)計(jì)提供了案例及參考依據(jù)。由于近年來(lái)節(jié)能問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視，故在滿足空調(diào)舒適性的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡可能多的采取節(jié)能措施，以實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能效果。