劉麗娜

（北京中外建建筑設(shè)計有限公司，北京 100000）

1 概述

本工程位于云南省昆明市，是一個由智能化甲級辦公樓、普通辦公樓和復(fù)合型商業(yè)組成的大規(guī)模的超高層建筑?？偨ㄖ娣e：179836.26m2，地上部分面積：121310.72m2，地下部分面積：58525.54m。A 座建筑高度為99m 普通辦公樓（依甲方要求，僅采用分體空調(diào)）；B 座 6F、22F 為設(shè)備層（設(shè)有避難區(qū)），7~21F 為辦公一區(qū)，23~38F 為辦公二區(qū)；B 座建筑面積60144.65m2，建筑高度164.5m 的智能化甲級辦公樓；裙房為5 層商業(yè)（商業(yè)部分僅設(shè)置夏季空調(diào)系統(tǒng)，不考慮冬季采暖，本文裙房商業(yè)部分不詳細(xì)敘述）。一層?xùn)|北角為A 座辦公樓及人才交流中心的主入口、西北角為B 座辦公樓的主入口、西南角為地下一層商業(yè)的主入口。裙房二至五層均為商業(yè)。地下四層，地下一層左側(cè)為設(shè)備用房，中間區(qū)域為商業(yè)零售區(qū)域，右側(cè)為自行車庫。地下二、三、四層均為汽車庫，設(shè)備用房位于左側(cè)；人防位于地下四層右側(cè)，防護等級為乙類6 級，戰(zhàn)時用途用于二等人員掩蔽工程，平時為停車庫）。建筑外圍結(jié)構(gòu)為全玻璃幕墻，結(jié)構(gòu)形式為內(nèi)筒外框式。

2 空調(diào)設(shè)計

室外設(shè)計參數(shù)（昆明地區(qū)）:

本文重點論述塔樓B 座辦公區(qū)部分：

（1）冷熱源：按甲方要求結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件，裙房B 座辦公部分設(shè)置夏季空調(diào)和冬季采暖系統(tǒng)。冷熱源采用變制冷劑流量多聯(lián)分體VRV 空調(diào)系統(tǒng)，IPLV（C）：3.3。室外機設(shè)置在裙房屋頂和避難層。塔樓B 座辦公部分夏季總冷負(fù)荷4100kW，冷指標(biāo)64W/m2；塔樓B 座辦公部分冬季總熱負(fù)荷1100kW，熱指標(biāo)20W/m2。

（2）空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)B 座辦公區(qū)采用新風(fēng)換氣機，支管送風(fēng)吊頂回風(fēng)方式，空氣先經(jīng)燈具回風(fēng)口到室內(nèi)吊頂內(nèi)，再經(jīng)通風(fēng)短管回到走道吊頂內(nèi)，最后由回風(fēng)管到達新風(fēng)換氣機組。新風(fēng)管裝有手、電動對開多葉調(diào)節(jié)閥，可根據(jù)室內(nèi)二氧碳濃度調(diào)節(jié)新風(fēng)送入量，能實現(xiàn)可調(diào)新風(fēng)比運行。B 座塔樓標(biāo)準(zhǔn)層走道、電梯廳、衛(wèi)生間等區(qū)域新風(fēng)由辦公室空調(diào)正壓滲風(fēng)提供。

3 B 座超高層為什么采用VRV 空調(diào)系統(tǒng)

VRV 空調(diào)系統(tǒng)即變制冷劑流量空調(diào)系統(tǒng)，VRV 空調(diào)系統(tǒng)由室內(nèi)機、室外機、冷媒管及其自控系統(tǒng)組成。它是通過控制進入室內(nèi)熱交換器的制冷劑流量，滿足室內(nèi)冷熱負(fù)荷需要的直接蒸發(fā)式空調(diào)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的中央空調(diào)水系統(tǒng)相比，它具有如下特點：

（1）設(shè)備少、管路簡單，節(jié)省建筑面積與空間。VRV 系統(tǒng)采用風(fēng)冷方式并將制冷劑直接送入室內(nèi)機，不需要冷卻水和冷凍水系統(tǒng)，從而省去了冷卻水循環(huán)泵、冷凍水循環(huán)泵、冷卻塔等輔助設(shè)備及相應(yīng)的水管系統(tǒng)，VRV 系統(tǒng)不需要龐大的風(fēng)道系統(tǒng)，減少了建筑物空調(diào)機房的面積，從而可以降低樓層高度，節(jié)省安裝空間。超級VRV 系統(tǒng)由于采用組合式室外機，可使制冷劑管道大約減少30%，這樣大約節(jié)省了70%的管道井面積及空間；在本項目中，6F、22F 的避難層及屋面均設(shè)置了空調(diào)室外機，就近傳輸，大大避免了能量損耗，不占用制冷機房?？粘龅牡叵驴臻g可以作為車庫使用，解決繁華地段停車?yán)щy的問題。不占用其地下空間的同時，保證室外機位置不影響其建筑外立面的美觀度，并確保室外機散熱正常，使空調(diào)系統(tǒng)可以高效運行，增加更多高品質(zhì)的使用面積，為項目方創(chuàng)造更多的效益。

（2）VRV 空調(diào)系統(tǒng)可有效解決傳統(tǒng)中央空調(diào)水系統(tǒng)承壓問題：本項目B 座辦公樓建筑高度為164.5m，傳統(tǒng)風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的中央空調(diào)水系統(tǒng)，對于一棟150m 高的建筑，在中間不設(shè)設(shè)備層、膨脹水箱設(shè)置于屋頂?shù)那闆r下，水泵的揚程37.5m，系統(tǒng)內(nèi)最大壓力約1.9MPa，選用的管材、部件、設(shè)備（蒸發(fā)器、末端裝置）需要承壓2.1MPa；中間不設(shè)板式換熱器、垂直一個系統(tǒng)供回水溫度是7/12℃，如果中間設(shè)板式換熱器、上層的供回水溫度就是9/14℃，有一半建筑空調(diào)通過板換供冷，熱效率至少下降20%左右，而且末端裝置換熱面積要加大20%，對于安裝、設(shè)備投資、噪聲均帶來問題。資料顯示：離心式冷水機組特加強型PN=2.10MPa，螺桿式冷水機組冷媒側(cè)的出口管道上設(shè)有安全閥，其起跳壓力為2.41MPa，板式換熱器的最大工作壓力為2.2~3.0MPa。風(fēng)機盤管最大設(shè)計工作壓力為1.5MPa；管件及閥門承壓：低壓管道PN＜2.5MPa（GB 1048-70）；中壓管道PN=4~6.4MPa，低壓閥門 PN=1.60MPa（GB 1048-70）；中壓閥門 PN=2.5~6.4MPa，如果采用高承壓設(shè)計，設(shè)備壓力增大，造價也會隨之提高。為降低承壓，則需采用梯階換熱的方式，將制冷機房的低溫水送至高層。但是將7℃的水改成5℃的水，制冷機的制冷量又要下降20%左右。經(jīng)翻閱資料，以深圳發(fā)展中心大廈（165m）為例，設(shè)計：一次水系統(tǒng)供回水溫度是5/10℃，二次水系統(tǒng)供回水溫度是7/12℃，實際運行：一次水系統(tǒng)供回水溫度是7/12℃，二次水系統(tǒng)供回水溫度是9/14℃；其原因是：①選用的離心機式機組在冷水出水溫度是5℃時容易產(chǎn)生“喘振”，出現(xiàn)過多次的停機跳閘現(xiàn)象；②冷水機組在5℃時，由于保溫施工質(zhì)量較差，系統(tǒng)部件表面冷凝水量過多；③板式換熱器熱效率問題，由于溫差僅在1~2℃左右，即溫壓幾乎等于0℃，按傳熱計算很難精確。提高水路系統(tǒng)承壓能力，關(guān)鍵是提高制冷機蒸發(fā)器水側(cè)承壓能力。由于VRV空調(diào)系統(tǒng)布置靈活，設(shè)計者可以根據(jù)建筑物的用途、不同的負(fù)荷、裝飾風(fēng)格等來靈活地選擇室內(nèi)機。VRV 空調(diào)系統(tǒng)有很長的配管系統(tǒng)和較大的高度差，（當(dāng)室外機位于室內(nèi)機之上時，室內(nèi)外機最大高差50m，當(dāng)室外機位于室內(nèi)機之下時，室內(nèi)外機最大高差90m），使VRV 空調(diào)系統(tǒng)布置安裝靈活方便，在本項目中，6F、22F 的避難層及屋面均設(shè)置了空調(diào)室外機，可滿足超高層建筑的空調(diào)需求。

（3）VRV 空調(diào)系統(tǒng)具有顯著的節(jié)能效益。VRV 空調(diào)系統(tǒng)由于采用變頻型室外機與恒速型室外機組結(jié)合的組合型室外機，使系統(tǒng)的容量可在5%~100%之間具有更細(xì)化的頻率和步長，完全可以滿足不同季節(jié)、不同負(fù)荷時，對系統(tǒng)能量的調(diào)節(jié)要求。同時也使組合式室外機與更小的室內(nèi)機有更佳的匹配關(guān)系，即使在低負(fù)荷（額定負(fù)荷的30%）下運行時，機組的性能系數(shù)仍可高達3.4 左右，由此帶來的節(jié)能效益是巨大的；室內(nèi)機可單獨控制，故不需要空調(diào)的房間，可以根據(jù)使用者的需求，關(guān)閉室內(nèi)機，減少能源的浪費；不同的房間可以設(shè)定不同的溫度，既提高舒適水平，又避免傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)集中控制造成的無效能源浪費。將制冷劑送入室內(nèi)機，直接冷卻空氣，無二次換熱，提高了能源利用率。傳統(tǒng)水系統(tǒng)空調(diào)僅能通過控制水流量或者風(fēng)量來調(diào)節(jié)房間溫度，普通VRV 空調(diào)系統(tǒng)僅能控制冷媒流量。目前新型的VRV 空調(diào)系統(tǒng)搭載先進的VOS6.0 控制邏輯，不僅能自動調(diào)節(jié)冷媒流量，還能根據(jù)房間實際溫度需求自動調(diào)節(jié)冷媒溫度，更能通過室內(nèi)機與室外機的信息聯(lián)動，實現(xiàn)室內(nèi)機風(fēng)量自動調(diào)節(jié)、室外機風(fēng)扇及壓縮機負(fù)荷自動調(diào)節(jié)。通過多種控制邏輯結(jié)合，提升空調(diào)舒適性，同時更加有效的節(jié)省能耗。

（4）VRV 空調(diào)系統(tǒng)運行管理方便，維修簡單。VRV 空調(diào)系統(tǒng)有多種控制方式，室內(nèi)機可選用有線或無線遙控器，根據(jù)用戶的需要分別采用單遙控、雙遙控、組控及中央控制方式，也可與樓宇自控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)計算機統(tǒng)一控制管理，十分方便；系統(tǒng)具有故障自動診斷功能，可以自動顯示處故障的類型及部位，以便迅速二簡單的進行維修，因而不需要專門管理人員，又提高了檢修效率。本項目致力打造智能化甲級辦公樓，VRV 空調(diào)系統(tǒng)正好與之契合。

（5）對比傳統(tǒng)風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的中央空調(diào)水系統(tǒng)，VRV空調(diào)系統(tǒng)能科學(xué)的電量劃分，PDCA 能源管理：為方便物業(yè)統(tǒng)一管理以及更公平的核算空調(diào)費用，該項目采用集中控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能夠根據(jù)各區(qū)域空調(diào)的實際使用情況按能耗計量出空調(diào)費用，還可以通過日程設(shè)定、遙控器權(quán)限設(shè)定等功能，采用行為管理來避免不必要的空調(diào)能耗浪費，甚至可以自動檢測空調(diào)的運行狀態(tài)，檢索高能耗空調(diào)，幫助制定節(jié)能計劃，最大限度響應(yīng)國家節(jié)能減排號召。

4 VRV 空調(diào)系統(tǒng)的缺點及注意事項

①初投資較大，比一般集中式中央空調(diào)約貴30%（本項目節(jié)省的其他費用預(yù)計可以相抵）；②冬季低溫環(huán)境下VRV 空調(diào)機組制熱能力衰減（昆明冬季采暖室外計算溫度：0.0°C；冬季空調(diào)室外計算溫度：-3.0°C；對上述衰減影響較?。虎塾捎赩RV 空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)、外機連接管較長，接頭多，存在制冷劑泄漏的危險，因而對管道安裝的要求較高；④冷量衰減，VRV 空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)機與室外機是通過冷媒管連接，制冷劑管路的長度與室內(nèi)外機組的高差影響著空調(diào)系統(tǒng)的冷量衰減；以日本大金空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)品為例，室內(nèi)機與室外機之間的制冷劑管長度可至150m，當(dāng)室外機位于室內(nèi)機之上時，室內(nèi)外機高差最大高差50m，各室內(nèi)機之間的高差小于等于30m，設(shè)計中應(yīng)保證極限值，在這些范圍內(nèi)設(shè)計要注意到，隨著制冷管長度及室內(nèi)外高差的變化，其冷量衰減相差較大。由此可見，在設(shè)計中要考慮到容量修正系數(shù)，在系統(tǒng)設(shè)計時，盡量使一個系統(tǒng)室內(nèi)外機的距離最短，高差最小，對高差大、管路上的系統(tǒng)要適當(dāng)增加機組的容量，這樣才能保證空調(diào)的效果。

5 結(jié)語

隨著VRV 空調(diào)技術(shù)的多年沉淀以及良好口碑的積累，VRV憑借著使用靈活、節(jié)省空間、分期投入、科學(xué)計量、高舒適度等優(yōu)點，被廣泛使用到超高層建筑中。把VAV 空調(diào)系統(tǒng)用于較高標(biāo)準(zhǔn)的建筑，尤其是超高層辦公摟中，其優(yōu)點十分明顯。