東莞某超高層辦公樓暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

孫楊

摘 要：介紹了本項目冷熱源，空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)和節(jié)能設(shè)計的總體情況。并針對本項目的特點，著重分析了冷熱源選取、新風(fēng)系統(tǒng)、節(jié)能措施等三個方面。

關(guān)鍵詞：冷熱源；新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計；節(jié)能

中圖分類號：TU831.3 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）21-0081-02

Abstract： The general situation of cold and heat source， air conditioning system and energy saving design of this project are introduced. According to the characteristics of this project， this paper focuses on the selection of cold and heat sources， fresh air system， energy-saving measures and so on.

Keywords： cold and heat source； fresh air system design； energy saving

引言

伴隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，土地資源的減少，超高層建筑如雨后春筍般林立在城市當(dāng)中。其中超高層建筑中空調(diào)系統(tǒng)的運行能耗占建筑總能耗相當(dāng)大一部分，因此空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施的選用極為重要。供本文分析東莞某大廈的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計、節(jié)能技術(shù)的采用，供設(shè)計師參考。

1 工程概況

本項目位于廣東省東莞市，大廈總建筑面積8.5萬平方米（其中大廈建筑面積8.2萬平方米，地下空間建筑面積3736.34平方米），建筑高度為170.55m，為超高層建筑。大廈地上部分35層，1～2層為裙房，主要用途為入口大堂、商業(yè)；3～35層為塔樓，主要用途為辦公（A塔）、公寓（B塔）；屋頂層為電梯機房層，還設(shè)有水泵房、屋頂水箱、空調(diào)水泵房等；9、18、27層為避難層；地下室共三層，主要用途為商業(yè)（地下一層）、汽車停車庫（地下二層、地下三層），設(shè)備房（地下一層）。本文主要介紹A塔辦公部分冷熱源選擇、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計及節(jié)能措施的選用。

2 冷熱源選取

（1）地下一層為商業(yè)、一層為大堂、商鋪、二層為商鋪，冷源考慮到空調(diào)面積較?。s6000平方米）、營業(yè)時間統(tǒng)一、方便管理等特點冷源采用螺桿式冷水機組，制冷機組設(shè)置在地下一層制冷機房內(nèi)，冷卻塔設(shè)置在三層裙房屋面；冬季不考慮供暖。

（2）A塔辦公部分未來擬以出租為主，需要滿足辦公室面積劃分靈活、適應(yīng)多種使用功能、裝修風(fēng)格等不確定因素，工作日、非工作日都有使用要求，物業(yè)管理方面需要滿足管理方便，控制精準(zhǔn)，響應(yīng)及時，維護簡單，計量收費準(zhǔn)確等特點，選用變制冷劑流量多聯(lián)機系統(tǒng)。

（3）B塔公寓采用分體空調(diào)的系統(tǒng)。

3 新風(fēng)系統(tǒng)選擇

為滿足《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》（GB

50736-2012）3.0.6的要求，公共建筑主要房間每人所需最小新風(fēng)量辦公室：30m3/（h·人），本項目設(shè)置新風(fēng)系統(tǒng)。常見空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計有以下幾種方案：

（1）全熱交換器處理新風(fēng)；（2）多聯(lián)機新風(fēng)機處理新風(fēng)（制冷劑直接蒸發(fā)式新風(fēng)機）；（3）新風(fēng)通過空氣處理機組

集中處理后送入室內(nèi)（水冷式）；（4）自然通風(fēng)，新風(fēng)通過開窗形式進入室內(nèi)（不處理）；（5）通過送風(fēng)機直接送入室內(nèi)（不處理）；（6）機械排風(fēng)，負壓進風(fēng)（不處理）。

其中方案（4）、（5）、（6）若應(yīng)用在超高層建筑中，氣流容易受熱壓的煙囪效應(yīng)、風(fēng)壓產(chǎn)生的渦旋效應(yīng)的影響，對新風(fēng)、排風(fēng)的氣流組織會產(chǎn)生不可預(yù)計的影響；同時新風(fēng)不經(jīng)過處理直接進入室內(nèi)，對室內(nèi)機所承擔(dān)的熱濕負荷以及室內(nèi)空氣品質(zhì)產(chǎn)生不可控的影響，故不選擇此三種方式。

下面簡要介紹（1）、（2）、（3）三種方案的對比：

（1）全熱交換器處理新風(fēng)。全熱交換器處理新風(fēng)優(yōu)點為：a.新排風(fēng)進行能量交換，新風(fēng)可預(yù)冷預(yù)熱，降低新風(fēng)負荷，較節(jié)能；b.新排風(fēng)通過風(fēng)管有組織送排風(fēng)，滿足設(shè)計新風(fēng)量的要求。

全熱交換器處理新風(fēng)缺點為：a.本項目位于東莞地區(qū)，屬于夏熱冬暖地區(qū)，室外夏季空調(diào)計算濕球溫度27.8℃（焓值為90.202kg/kg·干空氣），室內(nèi)排風(fēng)溫度26.0℃，濕度65%（焓值為61.958kg/kg·干空氣），夏季室內(nèi)外焓差較小，冬季室內(nèi)外絕對含濕量相差較小，所以使用全熱交換器效率較低；b.全熱交換器使用壽命短、造價高。易交叉污染。積灰后效率下降明顯；c.全熱交換器噪聲較大，需設(shè)置在機房內(nèi)，占用每層的建筑面積；d.根據(jù)本項目情況，除避難層外標(biāo)準(zhǔn)層每層需設(shè)置進排風(fēng)百葉，對外立面影響較大，較難與外立面配合。

（2）多聯(lián)機新風(fēng)機處理新風(fēng)（制冷劑直接蒸發(fā)式新風(fēng)機）。多聯(lián)機新風(fēng)機處理新風(fēng)（制冷劑直接蒸發(fā)式新風(fēng)機）優(yōu)點：a.可對新風(fēng)進行處理（包括過濾、加熱、降溫等過程）；b.新風(fēng)量可通過電動閥門調(diào)節(jié)，滿足室內(nèi)新風(fēng)量的要求；c.系統(tǒng)較小，靈活度高。

制冷劑直接蒸發(fā)式新風(fēng)機處理新風(fēng)缺點：a.新風(fēng)狀態(tài)點不能進行精準(zhǔn)控制，舒適性一般；b.新風(fēng)機配管長度受限；c.新風(fēng)機處理新風(fēng)時，機組內(nèi)盤管數(shù)量加大，對應(yīng)室外機額定制冷量/制熱量加大，造價高；d.本項目標(biāo)準(zhǔn)層每層新風(fēng)量為5000m3/h，若選擇一臺，則設(shè)備噪聲較大，若選擇二臺，則新風(fēng)機末端風(fēng)管及冷媒管系統(tǒng)較復(fù)雜，且占用面積較大。

（3）新風(fēng)通過空氣處理機組集中處理后送入室內(nèi)（水冷式）。新風(fēng)通過空氣處理機組集中處理后送入室內(nèi)優(yōu)點：a.新風(fēng)經(jīng)集中處理到室內(nèi)等焓狀態(tài)點，滿足室內(nèi)溫度、濕度的要求，提供高品質(zhì)的新風(fēng)，對室內(nèi)機選型不產(chǎn)生影響；b.新風(fēng)由風(fēng)管送至各房間，滿足各房間新風(fēng)量要求；c.新風(fēng)由空氣處理機集中處理，空氣處理機集中設(shè)置，百葉數(shù)量減少，對外立面的影響較小；d.過渡季節(jié)，當(dāng)室外空氣焓值小于室內(nèi)空氣設(shè)計狀態(tài)的焓值時，可采用室外新風(fēng)為室內(nèi)降溫，可減少室內(nèi)機的開啟量，節(jié)省能耗。

新風(fēng)通過空氣處理機組集中處理后送入室內(nèi)缺點：a.空氣處理機組需設(shè)置專用機房，占用建筑面積；b.需設(shè)專用的冷、熱源及空調(diào)冷熱水管路系統(tǒng)，增加初投資。

綜上所述，結(jié)合本項目的實際情況，本項目的新風(fēng)系統(tǒng)選用新風(fēng)通過空氣處理機組（水冷式）集中處理后送入室內(nèi)的系統(tǒng)。新風(fēng)冷熱源采用風(fēng)冷熱泵冷熱水機提供，考慮系統(tǒng)承壓，主機分別布置在9層避難層（服務(wù)二層～18層，共73.5m）、塔樓屋面（服務(wù)19層～35層，共76.5m），系統(tǒng)承壓1.0MPa；空氣處理機組分別設(shè)置在9層避難層、18層避難層、27層避難層（本項目空調(diào)機房設(shè)置與避難層及屋頂，不計算建筑面積）。

4 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計

（1）地下一層獨立間隔的商鋪，采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。設(shè)新風(fēng)處理機組，新風(fēng)管接入直接送至室內(nèi)。新風(fēng)入口設(shè)置，電動密閉調(diào)節(jié)閥，室內(nèi)需要及季節(jié)變化而調(diào)節(jié)多葉調(diào)節(jié)閥的開啟度，過渡季節(jié)可將閥全開。（2）裙房北面辦公大堂（一層、二層通高）大空間區(qū)域采用一次回風(fēng)全空氣處理機組低風(fēng)速單風(fēng)道系統(tǒng)，塔樓辦公部分采用低靜壓風(fēng)管機+新風(fēng)的系統(tǒng)。新風(fēng)管裝有電動對開多葉調(diào)節(jié)閥，可根據(jù)室內(nèi)需要及季節(jié)變化而調(diào)節(jié)多葉調(diào)節(jié)閥的開啟度，過渡季節(jié)可將閥全開。（3）塔樓辦公室采用變制冷劑流量多聯(lián)機室內(nèi)機加新風(fēng)的空調(diào)方式，臥式暗裝室內(nèi)機安裝在吊頂內(nèi)，單層活動百葉風(fēng)口上送上回。（4）塔樓辦公區(qū)新風(fēng)由新風(fēng)機組集中處理到室內(nèi)等焓點后送至各層辦公室及公共區(qū)域。新風(fēng)機組分別設(shè)在9層、18層、27層避難層。處理過的新風(fēng)通過風(fēng)井（風(fēng)井內(nèi)襯鐵皮風(fēng)管，風(fēng)管需做保溫）送至每一層。新風(fēng)機設(shè)置變頻器，可以根據(jù)室內(nèi)人員的情況和季節(jié)變化調(diào)節(jié)風(fēng)量。辦公區(qū)域室內(nèi)設(shè)CO2濃度報警監(jiān)測設(shè)備，設(shè)置與排風(fēng)聯(lián)動的CO2檢測裝置，當(dāng)傳感器檢測室內(nèi)CO2濃度超標(biāo)時進行報警并啟動排風(fēng)系統(tǒng)，其設(shè)定量值參考國標(biāo)《室內(nèi)空氣中二氧化碳衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB/T17904-1997（≤0.10%，2000mg/m3）等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

5 室外機位置

多聯(lián)機室外機的設(shè)置位置直接影響多聯(lián)機室外機的效率。本項目多聯(lián)機室外機設(shè)置在避難層（9層、18層、27層）的設(shè)備機房及屋頂層內(nèi)，各室外機集中設(shè)置的樓層比較分散，相隔較遠（9層，>70m），豎向上，室外機進排風(fēng)系統(tǒng)不會產(chǎn)生熱力場，繼而互相影響，僅需解決同一樓層設(shè)備機房內(nèi)的室外機安裝間距即可。與建筑專業(yè)配合，百葉角度為10°，百葉間距100mm，開口率大于70%，室外機安裝漸彎排風(fēng)風(fēng)管，充分保證其進風(fēng)及排風(fēng)順暢、不短路。屋頂室外機的擺放間距大于各廠家的技術(shù)要求的數(shù)值，保證各室外機進排風(fēng)不互相影響，造成進風(fēng)溫度過高，排風(fēng)不暢。

6 節(jié)能設(shè)計

（1）選用變頻多聯(lián)機系統(tǒng)；（2）IPLV值高于《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50189-2015）的要求；（3）采用熱管熱回收型新風(fēng)機組，節(jié)能運行；（4）新風(fēng)機設(shè)變頻器，新風(fēng)管裝有電動調(diào)節(jié)，可以根據(jù)室內(nèi)人員的情況和季節(jié)變化調(diào)節(jié)風(fēng)量；（5）設(shè)CO2濃度報警監(jiān)測設(shè)備，設(shè)置與排風(fēng)聯(lián)動的CO2檢測裝置，當(dāng)傳感器檢測室內(nèi)CO2濃度超標(biāo)時進行報警并啟動排風(fēng)系統(tǒng)。

7 結(jié)束語

本文對以辦公為主的超高層建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計進行了介紹，得出以下結(jié)論：

（1）多聯(lián)機系統(tǒng)適應(yīng)范圍廣泛，應(yīng)根據(jù)項目具體情況進行選用，并選擇高效節(jié)能型產(chǎn)品，降低空調(diào)能耗。（2）空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)的選擇應(yīng)經(jīng)濟合理、節(jié)能，并滿足舒適性要求。（3）室外機的位置應(yīng)根據(jù)建筑物高度、避難層（設(shè)備層）位置合理布置，并同時考慮熱力場影響、進排風(fēng)短路問題、室外機余壓問題。（4）可采用新型節(jié)能技術(shù)、產(chǎn)品達到降低建筑物能耗的目的。

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