高層公共建筑中央空調(diào)及防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

陳陽

【摘 要】本文介紹了高層公共建筑防排煙設(shè)計(jì)、中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，制冷制熱動(dòng)力站設(shè)計(jì)，并介紹了高層建筑中央空調(diào)的應(yīng)用，關(guān)注于空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)及使用中的注意事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】高層公共建筑；中央空調(diào)設(shè)計(jì)

1.設(shè)計(jì)應(yīng)用范圍

商場、影劇院、酒店等高層公共建筑設(shè)計(jì)主要包括：中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備用房通風(fēng)設(shè)計(jì)、制冷制熱動(dòng)力站設(shè)計(jì)。

2.空調(diào)設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)

2.1室內(nèi)空調(diào)設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)

室內(nèi)空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)：冬季溫度控制在16～20℃，夏季溫度控制在24～28℃。

2.2空氣質(zhì)量計(jì)算參數(shù)

中央空調(diào)空氣質(zhì)量參數(shù)商場、影劇院、酒店、商住的新風(fēng)量>20m3/h.人，衛(wèi)生間的排風(fēng)量>12次/h，停車場及地下室的排風(fēng)量>6次/h，送風(fēng)量>4次/h。

3.通風(fēng)及防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1加壓送風(fēng)設(shè)計(jì)

高層公共建筑超過50m，防煙樓梯間及合用前室均設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)；防煙樓梯間加壓送風(fēng)，對應(yīng)的獨(dú)立前室可不送風(fēng)?？筛鶕?jù)壓差法或門洞風(fēng)速法計(jì)算風(fēng)量，取其中的大值。

3.2排煙設(shè)計(jì)

3.2.1地上商場排煙設(shè)計(jì)

商業(yè)系統(tǒng)排煙根據(jù)面積大小需考慮劃分防煙分區(qū)，防煙分區(qū)面積不超過500m2，風(fēng)機(jī)排煙量按其負(fù)擔(dān)最大一個(gè)防煙分區(qū)面積，不小于 120m3/（h.m2）確定。排煙風(fēng)機(jī)吸風(fēng)管均設(shè) 280°C常閉的防火閥，火災(zāi)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，與排煙風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖；補(bǔ)風(fēng)采用外窗及外門滲透補(bǔ)風(fēng)。

3.2.2走廊排煙設(shè)計(jì)

高層建筑中走廊超過20m的且不滿足自然通風(fēng)要求的，需要設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)，排煙量計(jì)算方法同商場。

3.2.3地下室通風(fēng)及排煙設(shè)計(jì)

地下層如果是車庫，可采用誘導(dǎo)方式通風(fēng)系統(tǒng)，排煙與排風(fēng)使用同一系統(tǒng)，排風(fēng)量大于6次/小時(shí)，排煙量大于6次/小時(shí)，補(bǔ)風(fēng)量大于排風(fēng)量的50%以上，防煙分區(qū)面積小于2000m2。地下層作為商場，平時(shí)排風(fēng)為送風(fēng)的80%～85%，平時(shí)送風(fēng)量為商場的人員密度乘以人員新風(fēng)量確定，排煙量計(jì)算方法同地上商業(yè)排煙，消防送風(fēng)量為排煙量的50%，防煙分區(qū)面積小于500m2。

4.空調(diào)設(shè)計(jì)方案

4.1商場空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)用方案

商場空調(diào)設(shè)計(jì)通常需要考慮到，面積較大、人員流動(dòng)量大，需要新風(fēng)和換氣也較大。商場空調(diào)末端采用全空氣系統(tǒng)，新風(fēng)與回風(fēng)混合處理，并設(shè)置電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，可根據(jù)新風(fēng)焓值自動(dòng)調(diào)節(jié)新風(fēng)、回風(fēng)比例。如果系統(tǒng)出現(xiàn)異?？勺詣?dòng)關(guān)閉并發(fā)出預(yù)警信息等。由于商場建筑面積大，冷負(fù)荷大，商場空調(diào)的冷熱源選擇離心式冷水機(jī)組和板式換熱機(jī)組。水系統(tǒng)使用閉式機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)，并采用落地式膨脹水箱進(jìn)行穩(wěn)壓。其中冷凍水泵設(shè)置變頻，離心機(jī)組采用變頻式離心機(jī)組，使機(jī)組在部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，節(jié)能效果更好。

4.2影劇院空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)用方案

影劇院根據(jù)使用時(shí)間不同宜獨(dú)立設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)主機(jī)系統(tǒng)采用風(fēng)冷模塊主機(jī)系統(tǒng)；空調(diào)末端采用全空氣系統(tǒng)，新風(fēng)與回風(fēng)混合處理，并設(shè)置電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，可根據(jù)新風(fēng)焓值自動(dòng)調(diào)節(jié)新風(fēng)、回風(fēng)比例，送風(fēng)方式采用座椅底部送風(fēng)，并且風(fēng)口設(shè)置風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，使送風(fēng)更加均勻。

4.3商住空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)用方案

商住空調(diào)設(shè)計(jì)通常需要考慮到，房間分割較小、空調(diào)使用時(shí)間不規(guī)律、溫度要求不固定等，并要求單獨(dú)計(jì)量空調(diào)使用量。商住空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)用方案采用變制冷劑流量分體式空調(diào)系統(tǒng)。其具有靈活的控制和調(diào)節(jié)功能，可同時(shí)滿足制冷和制熱的需求。

4.4辦公場所空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)用方案

辦公場所空調(diào)設(shè)計(jì)通常需要考慮到空調(diào)面積較大、房間分割較多、空調(diào)使用時(shí)間統(tǒng)一、人流較大，需要設(shè)置通風(fēng)和換氣。辦公場所空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)用方案采用風(fēng)機(jī)盤管配合新風(fēng)空調(diào)的方式，這樣可以滿足各個(gè)房間空調(diào)的獨(dú)立和新風(fēng)的集中處理?？照{(diào)系統(tǒng)與新風(fēng)設(shè)計(jì)自動(dòng)控制在休息時(shí)間自動(dòng)停止，工作時(shí)間自動(dòng)開啟。從而做到節(jié)能減排的作用?？照{(diào)自控設(shè)計(jì)有：定時(shí)開關(guān)設(shè)計(jì)；溫度風(fēng)速調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)；空調(diào)與風(fēng)閥聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)；時(shí)間、溫度的顯示。設(shè)計(jì)方案使用螺桿式冷水機(jī)組和板式熱換機(jī)組作為冷熱源，采用閉式機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)，膨脹水箱為穩(wěn)壓方式。

5.系統(tǒng)方案及風(fēng)量的確定

對于房間空間大，人員密集，冷負(fù)荷密度大，室內(nèi)熱濕比小的空間，選擇一次回風(fēng)的定風(fēng)量單風(fēng)道全空氣系統(tǒng)。為節(jié)約能源和投資，只進(jìn)行單參數(shù)的露點(diǎn)送風(fēng)。對于房間較小，選擇風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)處理到同室內(nèi)點(diǎn)等焓的狀態(tài)，然后同風(fēng)機(jī)盤管的送風(fēng)混合后送入室內(nèi)。

5.1全空氣系統(tǒng)的空氣處理過程

舉例：全熱冷負(fù)荷為49.74kW，人體的散發(fā)的濕負(fù)荷為0.006kg/S（21.64kg/H）。熱濕比49.74kW/0.006KG/S=8290，取送風(fēng)溫差ΔT0X=8.6℃。則送風(fēng)溫度=26℃-8.6℃=17.4℃。送、回風(fēng)點(diǎn)的焓值分別為HS=46.18kJ/kg，HN=58.85kJ/kg。焓差12.67kJ/kg。

送風(fēng)量QM=Q/HM-HO QM→送風(fēng)量（kg/S）Q-總冷負(fù)荷（kW）；HM-室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度的焓值；HO-送風(fēng)溫度的焓值。

總送風(fēng)量QM=49.74kW（冷負(fù)荷）/（58.85kJ/kg-46.18kJ/kg）=12.67kJ/kg（焓差）=3.93KG/S（14148kg/H）（11790M3/H）。

5.2風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的空氣處理過程

采用新風(fēng)不負(fù)擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷的方式，即將送入室內(nèi)的新風(fēng)處理到90%相對濕度的室內(nèi)等焓點(diǎn)。例如：計(jì)算風(fēng)機(jī)盤管的處理狀態(tài)和風(fēng)量 ， 出現(xiàn)最大負(fù)荷 ， 此時(shí)參數(shù)為 ： 全熱1207W，濕負(fù)荷304G/H。取新風(fēng)量為90M3/H，分析空氣處理過程。

室內(nèi)的熱濕比為14293kJ/kg，取送風(fēng)溫差為8℃，室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)沿?zé)釢癖认陆档?6-8=18℃即為送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)S。HS=48.8kJ/kg，焓差10.05kJ/kg。

送風(fēng)量QM=Q/HM-HO QM→送風(fēng)量（KG/S）Q-總冷負(fù)荷（kW）；HM-室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度的焓值；HO-送風(fēng)溫度的焓值。

送風(fēng)量=1.207kW（冷負(fù)荷）/10.05kJ/kg焓差=0.12（kg/S）432kg/H（360M3/H）。

風(fēng)機(jī)盤管送風(fēng)量=總送風(fēng)量（360M3/H）-新風(fēng)量（90M3/H）=270M3/H（276kg/H）。

風(fēng)機(jī)盤管空氣出口溫度為16.8℃，可以處理。風(fēng)機(jī)盤管的冷量即為房間的冷負(fù)荷1.207kW。

6.結(jié)語

根據(jù)本文所設(shè)計(jì)的防排煙系統(tǒng)滿足規(guī)范要求；中央空調(diào)系統(tǒng)使用效果良好，智能性，節(jié)能性的效果明顯，讓使用者感到滿意。