太原市某綜合辦公樓空氣調(diào)節(jié)工程設計

王 天

（太原學院，山西太原030032）

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(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、潔凈度和空氣品質問題越來越得到人們的重視及關注，人們對生活環(huán)境舒適性的要求也越來越高。因此，迫切需要為商業(yè)建筑設計安裝節(jié)能、健康、舒適的中央空調(diào)系統(tǒng)，以滿足人們對于高生活水平的追求。

1 工程概況

本設計對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)機房等；三層為會議廳和休息廳。

2 設計參數(shù)

2.1 室外設計參數(shù)

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

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

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

2.2 室內(nèi)設計參數(shù)

根據(jù) 《實用供熱空調(diào)設計手冊》 （第二版）［2］查得，空調(diào)室內(nèi)設計參數(shù)見表1。

表1 空調(diào)房間的室內(nèi)設計參數(shù)Table 1 Interior design parameters of the air conditioning room

3 空調(diào)設計

3.1 冷熱負荷

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

3.2 冷熱源

冷熱源方案的制定，采用技術經(jīng)濟分析方法進行確定。根據(jù)太原市氣候條件、能源結構、系統(tǒng)的冷熱負荷和本工程的特點，最終確定選用了螺桿式冷水機組＋水-水板式換熱器作為冷熱源。

冷源選擇兩臺螺桿式冷水機組，單臺額定制冷量為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。螺桿式冷水機組適用于大、中型空調(diào)制冷系統(tǒng)，運行可靠性較高，壽命較長［3］。熱源選擇兩臺水-水板式換熱器，將市政熱水引入到制冷機房中，單臺額定制熱量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。冷水機組與換熱機組均置于制冷機房內(nèi)，制冷機房位于B段一層。B段三層屋面設置兩臺逆流冷卻塔。

冷凍水泵單臺流量90m3／h，揚程為28m，電機功率為11kW，轉速為2900r／min，兩用一備。冷卻水泵單臺流量110m3／h，揚程為19.5m，電機功率為11kW，轉速為2900r／min，兩用一備。

3.3 空調(diào)風系統(tǒng)

空調(diào)風系統(tǒng)的設計依照豎向按層，橫向按防火分區(qū)為原則，同時根據(jù)房間使用功能進行劃分。本工程主要采用全空氣一次回風系統(tǒng)和風機盤管加新風系統(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)。因總風量不大，故空調(diào)機組可以吊裝，氣流組織采用上送上回。送風口選用電動旋流風口，回風口選用單層百葉風口。

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

B段健身房、大會議室、餐廳等屬于大空間場所，冷負荷密度大，潛熱負荷大，人員密度大，且人員散發(fā)氣味多，如果風量不足，不僅會使室內(nèi)的溫濕度得不到保證，而且會對空氣品質產(chǎn)生嚴重的影響，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議廳等大空間場所采用吊頂式空調(diào)機組全空氣一次回風系統(tǒng)?；旌虾蟮氖覂?nèi)空氣和室外新風處理至送風狀態(tài)后經(jīng)消聲靜壓箱、風管和設于吊頂上的散流器送到室內(nèi)；通過頂部回風口集中回風；風系統(tǒng)氣流組織為上送上回。過渡季節(jié)可通過調(diào)節(jié)新風閥和回風閥，實現(xiàn)全新風換氣。

B段二層設有空調(diào)機房，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)機組對空氣進行處理。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平衡閥解決異程式的水力平衡問題。冷水系統(tǒng)采用定壓罐定壓，補水均采用軟化水。制冷機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，一路供給A段東側。B段一層制冷機房產(chǎn)生的冷凍水通過直埋方式供給A段。

3.5 通風系統(tǒng)及防排煙系統(tǒng)

（1）A段衛(wèi)生間單獨進行機械排風，接到豎井，在屋頂設排風機集中排風。衛(wèi)生間換氣次數(shù)取10h-1計算。A段其他房間如辦公室、會議室等采用分層排風方式，各層分別在外墻安裝排風機進行集中機械排風。排風量取新風量的85%～90%。過渡季節(jié)適當增加新風量，實現(xiàn)全新風運行。

（2）B段衛(wèi)生間采用排風扇進行單獨排風。B段其他房間采用分層集中排風方式。

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

（4）B段一層廚房設獨立排風系統(tǒng)，空氣排出室外前需經(jīng)過除油裝置，排風機也應選用廚房專用排油煙風機。

3.6 消聲、隔振及保溫

3.6.1 空調(diào)系統(tǒng)的消聲設計

（1）在吊裝機組和組合式空調(diào)機組的出口安裝消聲靜壓箱，并在機組箱體內(nèi)，設一定的消聲材料或在機組內(nèi)壁上貼上吸聲材料，以上措施可以使風機的噪聲得到一定程度的衰減。

（2）當空調(diào)機房的噪聲不符合國家標準的要求時，在空調(diào)機房墻內(nèi)表面和樓板下表面涂吸聲材料；當水泵房內(nèi)的噪聲不符合國家標準的要求時，在墻內(nèi)表面和樓板下表面涂吸聲材料或安裝消聲器，有必要時可安裝消聲罩。

（3）在風管上安裝消聲彎頭。

3.6.2 空調(diào)設備的減震設計

（1）冷水機組、空調(diào)機組、水泵、風機等設備的進出口采用軟管連接。

（2）吊裝的機組、風機盤管及風機等應在吊腳架上設置彈簧減震裝置。

（3）水泵出口設止回閥時，應選用消錘式止回閥［1］。

（4）在機組的基座上安裝減震器，例如橡膠減震墊、彈簧復合減震器等。

3.6.3 空調(diào)系統(tǒng)的保溫設計

由于風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時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。故應在風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 《設備及管道絕熱設計導則》GB／T8175［4］進行計算。此外，冷凝水為了防止表面結露，也應設置一定的保溫厚度。

3.7 自控系統(tǒng)

各區(qū)空調(diào)系統(tǒng)和冷熱源均設置自控裝置，通過溫控閥、傳感器等實現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能運行。比如：在風機盤管回水管上設置溫度傳感器和電動兩通閥來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度；冷凍水進出水管上設有壓差旁通閥，對系統(tǒng)的進出水壓差進行檢測并調(diào)節(jié)水量；在新風管、回風管和排風管上設置電動控制閥進行聯(lián)動。根據(jù)新風閥的開啟程度來控制回風和排風口的開啟程度。在室內(nèi)設置溫度感應系統(tǒng)，用于控制新風電動閥，以便根據(jù)季節(jié)調(diào)節(jié)新風比，在過渡季節(jié)的時候可以全新風運行，達到節(jié)能效果。

4 結語

該空調(diào)工程設計涵蓋了參數(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計提供了案例及參考依據(jù)。由于近年來節(jié)能問題越來越受到人們的重視，故在滿足空調(diào)舒適性的基礎上，應盡可能多的采取節(jié)能措施，以實現(xiàn)良好的節(jié)能效果。