論高層辦公樓空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

金鏑飛

摘要：隨著城市建設(shè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，新建筑不斷涌現(xiàn)，建筑中應(yīng)用暖通空調(diào)的數(shù)量在逐年增加。本文主要結(jié)合高層辦公樓建筑實(shí)際，對其暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：辦公樓;空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

1?? 工程概況及設(shè)計內(nèi)容

1.1? 工程概況

該工程總建筑面積為74155m2，地下共三層，地上二十五層建筑總高度99.50m，建筑性質(zhì)為建筑高度超過50m的一類高層公共建筑。負(fù)一層層高為6m，負(fù)二、三層層高為4.8m，地上一層4.75m，二層4.3m，三、四層4.2m，5～25層每層層高3.9m。建筑功能布局方面1～4層為配套商業(yè)用房，5～25層為辦公用房，負(fù)一層主要用作商業(yè)餐飲，局部有設(shè)備用房和機(jī)械立體車庫;負(fù)二層全部為機(jī)械立體車庫;負(fù)三層為機(jī)械立體車庫及人防工程。建筑效果圖見圖1。

圖1? 建筑效果圖

1.2? 設(shè)計內(nèi)容

負(fù)一層餐飲、1～4 層配套商業(yè)舒適性中央空調(diào)系統(tǒng);5～25層辦公區(qū)域舒適性中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計。不滿足自然排煙的防煙樓梯間、前室、消防合用前室機(jī)械加壓送風(fēng)防煙設(shè)計。內(nèi)走廊及負(fù)一層餐飲區(qū)機(jī)械排煙系統(tǒng)設(shè)計。地下室機(jī)械立體汽車庫的通風(fēng)及排煙系統(tǒng)設(shè)計。高低壓配電室、生活泵房、消防泵房、不通風(fēng)暗房間及電梯機(jī)房的通風(fēng)設(shè)計。負(fù)三層戰(zhàn)時人防工程由人防設(shè)計單位另行設(shè)計。

2?? 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

2.1? 冷熱負(fù)荷計算

采用天正暖通負(fù)荷計算軟件計算8：00～20：00逐時冷負(fù)荷。B1～F4層商業(yè)逐時最大總冷負(fù)荷出現(xiàn)在16：00，最大值為2930.38kW，熱負(fù)荷為1121.14kW;F5～F25層辦公部分逐時最大總冷負(fù)荷出現(xiàn)在16：00，最大值為4532.96kW，熱負(fù)荷為2602.41kW。本建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)見表1。

表1? 建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)m2

外墻W/ m2·K

內(nèi)墻W/ m2·K

屋面W/ m2·K

地下室樓板W/ m2·K

架空樓板W/ m2·K

門W/ m2·K

玻璃幕墻及外窗

夏季

0.67

0.76

0.38

1.87

2.15

2.70

2.8

2.2? 冷熱源設(shè)計

本工程B1～F4層用一個冷熱源系統(tǒng)，由設(shè)在四層屋面的3組制冷量1000kW/制熱量1000kW的風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組負(fù)擔(dān)冬、夏季空調(diào)系統(tǒng)的冷、熱水。每組分別由兩臺A、B模塊組成，三組共六臺模塊機(jī)。熱泵機(jī)組夏季供回水溫度為7℃/12℃，冬季供回水溫度為45℃/40℃。定壓方式為高位膨脹水箱定壓，膨脹水箱置于五層空調(diào)設(shè)備用房內(nèi)，外皮加40mm厚柔性泡沫橡塑保溫層。膨脹管接入循環(huán)水泵入口的回水干管上，膨脹水箱容積為1m3。

F5～F25層全部為辦公用房，考慮到該部分投資方以后用于出售，每層空調(diào)在使用時間上不同每層分設(shè)VRV系統(tǒng)，制冷劑為環(huán)保冷媒R410a，VRV室外機(jī)置于每層的室外機(jī)平臺，根據(jù)傳熱學(xué)和流體力學(xué)原理，經(jīng)過冷凝器熱交換后排出的熱空氣在浮升力的作用下，逐漸往高層流動形成上升熱氣流，可能與高層空調(diào)室外機(jī)的回風(fēng)形成短路，造成高層空調(diào)回風(fēng)溫度升高。

經(jīng)室外機(jī)平臺環(huán)境模擬分析該建筑空調(diào)室外機(jī)擺放空間較大，使得各外機(jī)熱交換產(chǎn)生的熱空氣能較好的散入大氣中，對外機(jī)的正常工作無影響，各室外機(jī)的回風(fēng)溫度均在所選室外機(jī)正常工作范圍（-10℃～48℃）之內(nèi)，故在實(shí)際使用中能夠保證所有室外機(jī)的回風(fēng)溫度和換熱效果，故該室外機(jī)布置方案是合理的。

2.3? 空調(diào)水系統(tǒng)及風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

表2? 主要空調(diào)房間室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

夏季

冬季

新風(fēng)量/

m3/

（人·h）

A級噪

聲/dB

溫度/℃

相對濕度/%

溫度/℃

相對濕度/%

負(fù)一層餐飲

26

60

18

50

20

55

物管用房

26

65

20

-

30

45

配套商業(yè)

26

60

18

50

20

55

大廳

26

-

18

-

10

50

辦公

26

60

20

-

30

45

消防控制室

26

-

20

-

30

45

（1）B1～F4層采用一次泵變流量兩管制閉式循環(huán)系統(tǒng)，主機(jī)側(cè)為定水量，負(fù)荷側(cè)為變水量。水系統(tǒng)為垂直異程式，水平同程式無坡敷設(shè)，供回水總管之間設(shè)壓差旁通閥，供回水水平管和立管均采用自然補(bǔ)償或安裝波紋補(bǔ)償器。立管最高點(diǎn)和空調(diào)、新風(fēng)機(jī)組水平管上均設(shè)自動排氣閥，立管最低點(diǎn)設(shè)放水排污閥，冷凝水就近排到衛(wèi)生間拖布池或地漏。

（2）B1～F4層空調(diào)水系統(tǒng)采用四臺循環(huán)水泵（三用一備），冬夏共用。每組熱泵機(jī)組A、B兩模塊并聯(lián)與循環(huán)水泵一對一連接。

（3）B1～F4層空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)采用2管制的風(fēng)機(jī)盤管或吊頂式空調(diào)機(jī)組+獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)。預(yù)處理新風(fēng)通過吊裝在新風(fēng)機(jī)房內(nèi)的新風(fēng)機(jī)組進(jìn)行處理后，由管道輸配至每個空調(diào)房間。地上F1～F4層每個辦公房間保持5～10Pa的正壓，負(fù)一層餐廳新風(fēng)量為排風(fēng)量的80%～90%，保持微負(fù)壓防止餐廳的異味串入其他房間。

（4）F5～F25層VRV室外機(jī)每層均設(shè)置在空調(diào)平臺上并設(shè)置導(dǎo)流罩，室內(nèi)風(fēng)系統(tǒng)采用風(fēng)機(jī)盤管+獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)機(jī)組與室外機(jī)一對一連接，通過冷媒銅管將冷媒均勻分配給所有空調(diào)房間的室內(nèi)機(jī)。

（5）消防控制室采用3HP分體式空調(diào)機(jī)，由電氣專業(yè)預(yù)留空調(diào)電源及電量。

2.4? 室內(nèi)氣流組織

（1）一層門廳采用旋流風(fēng)口下送風(fēng)，頂部集中回風(fēng)。

（2）F5～F25層VRV室內(nèi)機(jī)采用薄型風(fēng)管天井式室內(nèi)機(jī)，考慮到業(yè)主二次裝修改造，送風(fēng)方式暫時均采用側(cè)送風(fēng)口送風(fēng)，回風(fēng)箱下回風(fēng)。

（3）其他房間采用頂部散流器、條縫或上部側(cè)送風(fēng)，頂部設(shè)置排風(fēng)口。

2.5? 自動控制系統(tǒng)

（1）吊頂式空調(diào)機(jī)組及風(fēng)機(jī)盤管前設(shè)電動兩通閥，與溫度控制器連鎖，控制閥門開度，調(diào)節(jié)水量，室外機(jī)根據(jù)室內(nèi)機(jī)的運(yùn)行狀況自動啟停;風(fēng)機(jī)

盤管采用溫控器加三速開關(guān)進(jìn)行控制，用戶可根據(jù)需要自行調(diào)節(jié)。

（2）所有空調(diào)系統(tǒng)均與消防報警中心連鎖，由自動報警系統(tǒng)自動（也可手動控制），火警時，所有非消防的空調(diào)機(jī)組立即停止運(yùn)行。

（3）熱泵機(jī)組根據(jù)流量和供回水溫差（能量控制）確定啟停臺數(shù)。房間溫度由回風(fēng)溫度（或溫控器測定的室內(nèi)溫度）與設(shè)定溫度的差值控制回水管道上的的電動閥開度，調(diào)節(jié)供水流量，達(dá)到控制室內(nèi)溫度的目的?？照{(diào)自動控制內(nèi)容主要有：系統(tǒng)的運(yùn)行管理、主要冷熱源及空調(diào)設(shè)備的啟停機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)及工況轉(zhuǎn)換、設(shè)備的自動保護(hù)，故障診斷等。

（4）所有空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)口均加電動調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥與風(fēng)機(jī)連鎖。穿越防火墻、樓板的風(fēng)管均安裝防火閥。

2.6? 衛(wèi)生防疫及消聲隔振

衛(wèi)生防疫：所有空調(diào)新風(fēng)均在清潔處采取，新風(fēng)量按國標(biāo)執(zhí)行;所有風(fēng)機(jī)盤管，空調(diào)機(jī)組及新風(fēng)機(jī)組回風(fēng)口均設(shè)過濾網(wǎng)，且新風(fēng)機(jī)組進(jìn)風(fēng)口設(shè)金屬防鼠護(hù)網(wǎng)（鋁板網(wǎng)或者不銹鋼絲網(wǎng)）;衛(wèi)生間設(shè)置排風(fēng)道集中高空排放廢氣。

消聲隔振：所有風(fēng)機(jī)盤管均采用低噪音型，所有新風(fēng)機(jī)組均置于新風(fēng)機(jī)房內(nèi)，機(jī)房門采用防火隔聲門，機(jī)房墻面貼吸聲材料。裙房及負(fù)一層所有空調(diào)器與風(fēng)管連接均采用軟接連接，臥式空調(diào)機(jī)組采用隔振基礎(chǔ)隔振，風(fēng)管支架采用彈性減振支架。新風(fēng)機(jī)組、吊裝式空調(diào)機(jī)組出風(fēng)管均安裝有矩形阻抗復(fù)合式消聲器或消聲彎頭。

3?? 通風(fēng)防排煙設(shè)計

本工程地下室立體機(jī)械車庫均設(shè)有機(jī)械排風(fēng)兼火災(zāi)排煙共用系統(tǒng)和送補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，送補(bǔ)風(fēng)機(jī)均置于送風(fēng)機(jī)房內(nèi)，地下室消防泵房設(shè)有平時通風(fēng)兼火災(zāi)時機(jī)械排煙系統(tǒng)和送補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，高低壓配電室配合氣體滅火設(shè)有滅火后事故排風(fēng)系統(tǒng)，其余地下室設(shè)備用房和電梯機(jī)房均設(shè)有機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。地上不滿足自然排煙的防煙樓梯間、前室、合用前室均設(shè)有機(jī)械加壓送風(fēng)防煙系統(tǒng)，不滿足自然排煙條件的內(nèi)走廊按豎向劃分防煙分區(qū)設(shè)有機(jī)械排煙系統(tǒng)，一層門廳上部設(shè)有電動排煙窗且在距地1.2米適當(dāng)位置設(shè)電動按鈕，火災(zāi)時電動開啟自然排煙。公共衛(wèi)生間設(shè)有機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)。除上述外的其余地上房間均滿足自然排煙條件自然排煙。

4?? 結(jié)束語

本工程設(shè)計時充分考慮了建筑的不同使用功能、初投資以及投資方銷售因素，在使用時間基本相同的B1～F4層商業(yè)部分采用水系統(tǒng)中央空調(diào)，F(xiàn)5～F25層因后期售出時間不同及業(yè)主使用功能和使用時間不同每層分設(shè)VRV系統(tǒng)，這樣層與層使用上互不干擾，銷售和使用都更加靈活，常規(guī)建筑的VRV室外機(jī)集中布置在屋面或地面，造成管道敷設(shè)半徑較大系統(tǒng)衰減嚴(yán)重，而本工程VRV系統(tǒng)室外機(jī)均置于每層的室外機(jī)平臺，為高層建筑VRV系統(tǒng)設(shè)計提供了一種新思路。