霍冉 吳賽

北京市建筑工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司

桑給巴爾島機(jī)場(chǎng)也叫基薩烏尼機(jī)場(chǎng)，桑吉巴爾島屬于坦桑尼亞的一部分，該機(jī)場(chǎng)也是島上唯一一座機(jī)場(chǎng)。主要工程項(xiàng)目范圍包括2 號(hào)航站樓（圖 1）建設(shè)，動(dòng)力站，空側(cè)停機(jī)坪及服務(wù)道路，陸側(cè)道路，停車場(chǎng)和綠化等。本工程為援外EPC 項(xiàng)目。該機(jī)場(chǎng)定位為小型機(jī)場(chǎng)，新建航站樓主體為地上兩層建筑，總建筑面積為23368.04 m2，建筑高度17.797 m，主要結(jié)構(gòu)形式為鋼框架結(jié)構(gòu)，屋面為鋼屋架。動(dòng)力站房為地上單層建筑，為航站樓配套服務(wù)建筑，建筑面積 1019.48 m2，發(fā)電機(jī)房面積 215 m2，建筑高度為 5.6 m，主要結(jié)構(gòu)形式為混凝土框架結(jié)構(gòu)。

圖1 航站樓鳥瞰圖

1 設(shè)計(jì)參數(shù)及負(fù)荷計(jì)算

1.1 室外設(shè)計(jì)參數(shù)

本工程采用 ASHREA 設(shè)計(jì)手冊(cè)中坦桑尼亞的達(dá)累斯薩拉姆市的氣象參數(shù)為參考設(shè)計(jì)依據(jù)，如表1。本地區(qū)全年分為雨季和旱季，氣候溫暖濕潤(rùn)無(wú)冬季，需要全年制冷空調(diào)，不需采暖加熱設(shè)施。

表1 室外設(shè)計(jì)參數(shù)

1.2 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)業(yè)主方提供的設(shè)計(jì)依據(jù)的有關(guān)規(guī)范和要求，室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)如表 2。溫度允許范圍在+/-1.5 ℃，RH允許范圍在+/-10%。

表2 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)（主要房間）

1.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)

表3 為圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)。

表3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)

1.4 負(fù)荷計(jì)算

根據(jù)以上室內(nèi)，外設(shè)計(jì)參數(shù)及土建專業(yè)提供的圍護(hù)結(jié)構(gòu)詳細(xì)參數(shù)，經(jīng)計(jì)算該航站樓的空調(diào)設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷為3056.07 kW，空調(diào)面積冷指標(biāo)為143.27 W/m2。其中新風(fēng)冷負(fù)荷為1002.94 kW。

2 空調(diào)冷源的選擇

制冷站位于航站樓北側(cè)約19 m 處。根據(jù)業(yè)主要求“在確定冷凍機(jī)的容量和數(shù)量時(shí)，應(yīng)保證當(dāng)某部冷凍機(jī)發(fā)生故障時(shí)其余冷凍機(jī)能提供至少 90%所需冷卻能力。”本工程夏季空調(diào)冷負(fù)荷為 3056 kW，動(dòng)力站房中制冷機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置三臺(tái)離心式電制冷冷水機(jī)組，單臺(tái)制冷能力1583 kW。同時(shí)設(shè)冷凍水循環(huán)變頻水泵三臺(tái)、冷卻水循環(huán)變頻泵三臺(tái)、冷卻塔（風(fēng)機(jī)變頻）六臺(tái)、定壓補(bǔ)水、軟化水制備裝置。

冷凍水系統(tǒng)為一次泵變流量系統(tǒng)。冷凍水供水通過(guò)分水器送至各末端空調(diào)系統(tǒng)，后回流至集水器。分、集水器之間設(shè)壓差傳感控制器及電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥，根據(jù)末端空調(diào)水量變化，先調(diào)整冷凍水泵頻率，改變供水量，繼而進(jìn)行供水水泵臺(tái)數(shù)的增減，當(dāng)水量低至單臺(tái)制冷機(jī)組的最小允許流量時(shí)，改為調(diào)節(jié)電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥的開度，在保證制冷機(jī)組冷凍水量條件下，調(diào)節(jié)供給航站樓的水量，以達(dá)到節(jié)能運(yùn)行。

冷卻水設(shè)計(jì)供、回溫度為32/37 ℃，冷卻回水溫度控制變頻冷卻水泵的出力，運(yùn)行臺(tái)數(shù)以及冷卻塔風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，在冷機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)不改變的前提下先調(diào)節(jié)冷卻水泵流量，然后調(diào)整冷卻塔風(fēng)扇轉(zhuǎn)速以保證回水溫度不高于32 ℃。

3 航站樓空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

航站樓空調(diào)冷凍水由制冷站提供，管道出制冷站后直埋入航站樓。冷凍水管干管設(shè)置于航站樓首層樓板下，由分集水器分成五組支路，包括首層商業(yè)區(qū)風(fēng)機(jī)盤管供回水支路，中庭區(qū)風(fēng)機(jī)盤管供回水支路，行李托運(yùn)（提?。﹨^(qū)風(fēng)機(jī)盤管供回水支路，二層辦公區(qū)風(fēng)機(jī)盤管供回水支路以及空調(diào)機(jī)房供回水支路。各支路布置成異程式，為利于水力平衡，水管每個(gè)分支處所帶負(fù)荷及管道長(zhǎng)度相似，并在其回水管上設(shè)置靜態(tài)平衡閥。

4 航站樓空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.1 首層通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)

國(guó)內(nèi)出發(fā)等候區(qū)、大廳區(qū)域（圖 2）采用單風(fēng)機(jī)一次回風(fēng)變風(fēng)量全空氣空調(diào)系統(tǒng)K-1-1，送回風(fēng)口設(shè)置于首層吊頂內(nèi)上供上回，大廳（首二層通高）區(qū)域并輔助風(fēng)機(jī)盤管（側(cè)供下回）供冷[1]。行李提取、到達(dá)區(qū)域采用風(fēng)機(jī)盤管、吊頂柜機(jī)加新風(fēng)的空調(diào)方式，其中行李傳送帶區(qū)的新風(fēng)來(lái)自一層空調(diào) K-1-1 的排風(fēng)，亦可充分利用其余冷來(lái)降低行李傳送帶區(qū)空調(diào)容量，其他區(qū)域的新風(fēng)來(lái)自于空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)的新風(fēng)機(jī)組 X-1-1。小型辦公室及商業(yè)等采取風(fēng)機(jī)盤管加吊頂式新風(fēng)機(jī)的空調(diào)方式。

圖2 首層平面圖

根據(jù)焓濕圖計(jì)算（送風(fēng)溫差為 10 ℃，風(fēng)管溫升1 ℃），首層K-1-1 空調(diào)系統(tǒng)選用一臺(tái)送風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量為50000 m3/h 的臥式全空氣空調(diào)機(jī)組（夏季設(shè)計(jì)新風(fēng)量 16000 m3/h），主要功能段包含 G4，F(xiàn) 7 過(guò)濾段、表冷段、風(fēng)機(jī)段。使用變頻風(fēng)機(jī)，回風(fēng)管內(nèi)的CO2傳感器控制新回風(fēng)閥的開啟度，溫度傳感器控制送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，送風(fēng)溫度傳感器控制冷水電動(dòng)兩通閥；新風(fēng)機(jī)組 X-1-1選用一臺(tái)額定風(fēng)量為 25000 m3/h 的臥式變頻新風(fēng)機(jī)組。當(dāng)室外焓值低于室內(nèi)時(shí)，K-1-1 采用不小于50%新風(fēng)，X-1-1 采取高速送風(fēng)方式，以充分利用室外能量。

空調(diào)區(qū)域的排風(fēng)系統(tǒng)由大廳壓力傳感器控制，當(dāng)室內(nèi)壓力高于室外30 Pa 時(shí)自動(dòng)投入運(yùn)行，低于 25 Pa停止運(yùn)行。

4.2 二層空調(diào)設(shè)計(jì)

二層候機(jī)大廳采用帶轉(zhuǎn)輪熱回收的雙風(fēng)機(jī)一次回風(fēng)變風(fēng)量全空氣空調(diào)系統(tǒng)，分為 4 個(gè)系統(tǒng)K-2-1/2/3/4。辦公區(qū)域采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，其控制運(yùn)行方式同首層相同區(qū)域。

根據(jù)焓濕圖，K-2-1/2/3/4 空調(diào)系統(tǒng)分別選用一臺(tái)額定風(fēng)量為 45000 m3/h 臥式轉(zhuǎn)輪熱回收型雙風(fēng)機(jī)全空氣空調(diào)機(jī)組（夏季設(shè)計(jì)新風(fēng)量 10000 m3/h）。主要功能段包含混風(fēng)段、G4，F(xiàn)7 過(guò)濾段、表冷段、轉(zhuǎn)輪式熱回收段、送回風(fēng)機(jī)段等。采用變頻送排風(fēng)機(jī)，回風(fēng)管內(nèi)的CO2傳感器控制新風(fēng)閥的開啟度，回風(fēng)風(fēng)道內(nèi)溫度傳感器控制送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，送風(fēng)溫度傳感器控制冷水電動(dòng)兩通閥。同時(shí)大廳內(nèi)設(shè)壓力傳感器，控制排風(fēng)閥及回風(fēng)閥的開啟度，使得空調(diào)區(qū)域正壓度得以保證?？照{(diào)機(jī)組設(shè)置轉(zhuǎn)輪熱回收裝置，使得排風(fēng)與新風(fēng)進(jìn)行能量回收，熱回收效率不低于60%。當(dāng)室外焓值低于室內(nèi)時(shí)，K-2-1/2/3/4 應(yīng)采用不小于50%新風(fēng)，同時(shí)轉(zhuǎn)輪熱回收裝置停止運(yùn)轉(zhuǎn)，以充分利用室外能量。

由于二層空間相對(duì)較高，適宜分層空調(diào)[2]的氣流組織方式，在空調(diào)工況下保證人員停留區(qū)的空調(diào)效果，上部非空調(diào)區(qū)域（5 m 以上）采用機(jī)械+自然通風(fēng)的方式帶走滯留在頂部的熱量?？照{(diào)區(qū)域采用防結(jié)露可調(diào)角度球形噴口，氣流組織方式為側(cè)送風(fēng)，同側(cè)下方回風(fēng)。球形噴口中心位于距出發(fā)廳地面4.9 m 處。以國(guó)內(nèi)旅客候機(jī)廳（系統(tǒng) K-2-1）為例，共有 22 個(gè)球形噴口（間距 3 m），每個(gè)風(fēng)量約 1900 m3/h。工作區(qū)高度1.5 m，射程18 m，噴口角度β為-30°，選擇噴口尺寸為0.4 m，經(jīng)核算，得到送風(fēng)溫度V s=4.2 m/s，軸心速度V x=0.61 m/s，平均速度V p=0.30 m/s，基本符合要求。

4.3 其他要求

1）各環(huán)路之間管路總損失的不平衡率不大于15%。管道的水流率不得超過(guò)：當(dāng)≤50 mm，2 m/s，最大壓降 400 Pa/m。當(dāng)＞50 mm，3 m/s，最大壓降400 Pa/m?？照{(diào)冷凝水設(shè)專用凝結(jié)水管，就近排至衛(wèi)生間地漏內(nèi)或空調(diào)機(jī)房地漏。

2）采用側(cè)面噴口送風(fēng)側(cè)面回風(fēng)的，送風(fēng)風(fēng)速 4～6 m/s，回風(fēng)風(fēng)速1.75 m/s。采用散流器送風(fēng)，風(fēng)口風(fēng)速3～4 m/s，吊頂回風(fēng)口回風(fēng)風(fēng)速1.75～2.5 m/s。

3）各空調(diào)機(jī)組所在系統(tǒng)均進(jìn)行詳細(xì)風(fēng)管水力計(jì)算，得到結(jié)果×1.1 用于選擇相應(yīng)風(fēng)機(jī)全壓。

4）各空調(diào)機(jī)組所在系統(tǒng)均進(jìn)行噪聲計(jì)算[2]，確定本系統(tǒng)消聲器的消音量。

5 其他空調(diào)系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)及通訊中心設(shè)置雙冷源恒溫恒濕空調(diào)，送風(fēng)形式為上送下回。

6 通風(fēng)設(shè)計(jì)

1）制冷站通風(fēng)。實(shí)行與制冷劑泄漏檢測(cè)器連鎖的安全制冷劑排氣系統(tǒng)，排氣口上、下分設(shè)，其中事故排風(fēng)口靠近在制冷機(jī)附近的地板。換氣次數(shù)為12 次/h，外窗自然補(bǔ)風(fēng)。

2）柴油發(fā)電站通風(fēng)。柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)平時(shí)排風(fēng)及補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，排除發(fā)電機(jī)平時(shí)散熱，補(bǔ)充發(fā)電機(jī)燃燒所需空氣，夏季通風(fēng)室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為不高于35 ℃。日用油品庫(kù)房設(shè)防爆風(fēng)機(jī)排風(fēng)，根據(jù)濃度探頭自動(dòng)啟動(dòng)，其排風(fēng)量不小于12 次/h。

3）航站樓排風(fēng)。吸煙室、衛(wèi)生間設(shè)置24 小時(shí)不間斷排風(fēng)系統(tǒng)。

7 結(jié)論

由于援外項(xiàng)目的特殊性，通風(fēng)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)與機(jī)組選型與國(guó)內(nèi)空調(diào)設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范要求有一定差異，并且計(jì)算過(guò)程相對(duì)繁瑣，但總體設(shè)計(jì)思路與國(guó)內(nèi)相同。