福州某珠寶產(chǎn)業(yè)園高層辦公建筑中央空調(diào)的設(shè)計

袁楚雨

【摘要】本文介紹了福州某高層辦公樓的中央空調(diào)、自動控制系統(tǒng)的設(shè)計情況，并提出了該類型建筑中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的后期優(yōu)化以及在施工過程中的注意事項。

【關(guān)鍵詞】高層辦公樓;空調(diào)冷熱源; 系統(tǒng)控制;空調(diào)管路系統(tǒng);施工注意事項

隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，人們的物質(zhì)生活水平不斷提升，百姓對生活的品質(zhì)需求也越來越大。良好的居住和辦公環(huán)境日益為人們所追求。因此，舒適性空調(diào)的設(shè)計及安裝備受關(guān)注。

本文以福州某高層辦公樓為例，從設(shè)計參數(shù)、空調(diào)冷熱源、空調(diào)管路系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、設(shè)計優(yōu)化及施工注意事項等幾個方面進(jìn)行探討，為該類建筑的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計和施工提供參考。

1.工程概況

該建筑位于福建省某黃金珠寶首飾加工園區(qū)內(nèi)，項目周邊地勢平坦，均為多層建筑;地上21層，地下2層，建筑總高度92.45m;裙房3層，高度15.05m，建筑總面積49835.22m2，屬于一類高層研發(fā)辦公樓。

功能布局：地下室二層為生活水池、泵房及金庫;地下室一層為汽車庫及設(shè)備用房;地上1F為研發(fā)及門廳;2F為研發(fā);3F為職工廚房和餐廳;4F為設(shè)備用房及開敞辦公;5～20F均為開敞辦公;21F為活動室。建筑竣工圖如圖1。

圖1? 德誠黃金集團(tuán)15#研發(fā)辦公樓竣工圖

2.工程設(shè)計特點

（1）本工程位于夏熱冬暖的南方地帶，且功能定位為辦公建筑，故僅考慮夏季空調(diào)制冷。

（2）本工程研發(fā)、辦公、走道等空調(diào)方式采用風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)，一層大廳采用高靜壓型風(fēng)機(jī)盤管。

（3）新風(fēng)經(jīng)全熱回收機(jī)組處理后，送入各房間，并同時設(shè)置一套回風(fēng)系統(tǒng)。

（4）所有空調(diào)管路均采用同程式兩管制。

3.空調(diào)設(shè)計參數(shù)

（1）夏季室外設(shè)計計算參數(shù)（空調(diào)）

（2）室內(nèi)空調(diào)設(shè)計計算參數(shù)

（3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)計算參數(shù)K值【W(wǎng)/（m2*k）】

4.空調(diào)冷熱源系統(tǒng)

經(jīng)過逐時冷負(fù)荷計算，本工程空調(diào)總冷負(fù)荷為6061.4kW，空調(diào)面積37758.7 m2，除一層消控中心、有線電視放大間和電訊交接間采用分體空調(diào)，其余選用2臺離心式水冷機(jī)組，單臺制冷量為3164kW，COP值為5.3。冷水機(jī)組置于地下一層的冷源機(jī)房內(nèi)。冷凍水泵3臺（兩用一備）、冷卻水泵3臺（兩用一備）、冷卻塔2臺，分別一對一配置。其中，冷卻塔采用超低靜音型，設(shè)置于辦公樓西側(cè)的草坪上。

5.空調(diào)水管路系統(tǒng)

空調(diào)冷凍水系統(tǒng)采用變流量一級泵系統(tǒng)（冷水機(jī)組定流量），末端設(shè)置電動二通閥，管路用采用同程式兩管制系統(tǒng)，利用屋面膨脹水箱補(bǔ)水定壓。為保持系統(tǒng)平衡，減少水利損失，從機(jī)房出來的總管路分為東側(cè)豎向管路和西側(cè)豎向管路，經(jīng)計算和設(shè)計，每個豎向管道上的總冷負(fù)荷相近，各層的水平支管也采取同程形式。為保證空調(diào)水系統(tǒng)管網(wǎng)的水質(zhì)要求，在冷凍水總回水管道上和冷卻水總回水管道上各設(shè)一套化學(xué)水處理器。

6.空調(diào)通風(fēng)管路系統(tǒng)

（1）一層大廳采用吊頂式新風(fēng)機(jī)+高靜壓風(fēng)機(jī)盤管，其中風(fēng)機(jī)盤管沿大廳邊緣布置，氣流組織為側(cè)送下回。

（2）其余研發(fā)和辦公區(qū)域采用風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)的形式，氣流組織為上送上回。

（3）為保證辦公人員的新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)，以及人員增減時的風(fēng)量變化，在每個風(fēng)口上設(shè)置風(fēng)量調(diào)節(jié)閥;每層設(shè)置兩臺新風(fēng)機(jī)，分別負(fù)責(zé)東西兩側(cè)的新風(fēng)量，新風(fēng)管（口）布置在外側(cè)，回風(fēng)管（口）布置在內(nèi)側(cè)，這樣有利于氣流組織地運行，不易留死角。由于該工程排風(fēng)總量大，為節(jié)能環(huán)保，采用全熱交換機(jī)組，使室外新風(fēng)與辦公室排風(fēng)經(jīng)過熱交換，進(jìn)行能量回收處理后，再送入辦公區(qū)內(nèi)。空調(diào)冷負(fù)荷均由風(fēng)機(jī)盤管負(fù)擔(dān)。當(dāng)過渡季節(jié)時，可不開啟風(fēng)盤，直接全新風(fēng)運行，以達(dá)到節(jié)能的目的。

（4）全熱回收新風(fēng)機(jī)組采用了初效過濾器和靜電除塵裝置，以保證室內(nèi)空氣達(dá)到一定的清潔度。

（5）每層的新風(fēng)和排風(fēng)均通過豎井吸取或排放，通至屋頂層，并在入口處設(shè)置相應(yīng)的送（排）風(fēng)機(jī)。

7.控制系統(tǒng)

7.1冷水機(jī)組的控制

每臺冷水機(jī)組對應(yīng)設(shè)置一臺冷凍水泵，在每臺冷水機(jī)組回水管道上設(shè)電動閥，電動閥與對應(yīng)的冷水機(jī)組和冷凍水泵聯(lián)鎖。當(dāng)其中一臺水泵發(fā)生故障時，可開啟轉(zhuǎn)換閥門利用其余水泵供水。系統(tǒng)程序啟停及聯(lián)鎖機(jī)組啟動時，冷凍水進(jìn)水管電動蝶閥打開，同時冷凍水泵啟動，經(jīng)水流開關(guān)確認(rèn)水流動后，啟動冷水主機(jī);停機(jī)時，首先停止冷水機(jī)組，在延遲一定時間后，停止水泵開關(guān)閥。任何一臺制冷機(jī)停止運行，該系統(tǒng)所對應(yīng)的電動蝶閥關(guān)閉。

7.2空調(diào)水系統(tǒng)流量的控制

a. 冷凍水系統(tǒng)流量控制：負(fù)荷側(cè)冷凍水流量為變流量，主機(jī)定流量。在供回水總干管之間設(shè)壓差調(diào)節(jié)器，用來控制供回水干管上的旁通閥開啟程度，以恒定通過冷水機(jī)組的流量，保證冷負(fù)荷側(cè)壓差維持在一定范圍。

b. 冷卻水系統(tǒng)流量控制：冷卻水系統(tǒng)為定流量系統(tǒng)，冷卻塔供水通過閥門切換來實現(xiàn)。同一系統(tǒng)的冷卻塔底部（盤）連通，冷卻塔風(fēng)機(jī)開啟臺數(shù)根據(jù)冷卻塔出水溫度來控制。

7.3風(fēng)機(jī)盤管的控制

每個風(fēng)機(jī)盤管均帶三擋風(fēng)速開關(guān)和季節(jié)轉(zhuǎn)換開關(guān)的室內(nèi)恒溫器。恒溫器控制空調(diào)回水管上的雙位電動閥門的啟、閉;停機(jī)時，該閥關(guān)閉。三擋風(fēng)速開關(guān)通過改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來改變其送風(fēng)量。

7.4風(fēng)系統(tǒng)的控制

每臺全熱新風(fēng)交換機(jī)與屋頂?shù)乃汀⑴棚L(fēng)機(jī)聯(lián)鎖。當(dāng)新風(fēng)機(jī)開啟時，屋頂?shù)乃?、排風(fēng)機(jī)開啟;當(dāng)所有新風(fēng)機(jī)關(guān)閉時，屋頂?shù)乃?、排風(fēng)機(jī)關(guān)閉。

8.設(shè)計優(yōu)化

8.1空調(diào)水系統(tǒng)的優(yōu)化

根據(jù)計算結(jié)果，以及樓層功能布局和使用時間的不同，原東、西兩側(cè)的總立管承擔(dān)6F～20F的冷負(fù)荷，另再設(shè)置兩總立管，分別承擔(dān)東、西兩側(cè)1F～5F的冷負(fù)荷，并在冷源機(jī)房內(nèi)增設(shè)分、集水器;相比原有設(shè)計，這種模式更加靈活節(jié)能。

8.2風(fēng)機(jī)減震降噪的優(yōu)化

原有設(shè)計，屋面的進(jìn)、排風(fēng)機(jī)采用的是軸流風(fēng)機(jī)，但是，由于總風(fēng)量較大、風(fēng)壓較高，因此噪聲較大、震感較為強(qiáng)烈。在后期優(yōu)化中，第一，將軸流風(fēng)機(jī)換成電機(jī)內(nèi)置的低轉(zhuǎn)速離心風(fēng)機(jī);第二，選用減震臺座加阻尼彈簧減震器以減少振動傳播;第三，豎井內(nèi)襯鍍鋅鋼板，降低風(fēng)機(jī)風(fēng)壓;第四，風(fēng)管的支吊架采用減振裝置以減少管道的振動;最后、在風(fēng)機(jī)外砌圍擋，并在圍擋內(nèi)壁設(shè)置多孔板+100mm厚消音棉，作強(qiáng)吸音處理。

8.3新風(fēng)質(zhì)量的優(yōu)化

原設(shè)計在回風(fēng)管段上未設(shè)置除臭裝置，使得回收中的空氣有可能存在一些異味，因此，建議在回風(fēng)管段上增設(shè)活性炭吸附裝置，有效祛除空氣中的異味，讓辦公環(huán)境更加舒適。

8.4水質(zhì)的優(yōu)化

原設(shè)計在冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)上都設(shè)置了化學(xué)水處理器，但根據(jù)現(xiàn)場的反饋，水質(zhì)仍沒有太大的改善，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不僅是空調(diào)水系統(tǒng)存在這樣的問題，甚至連生活用水也存在相同的問題。最后，結(jié)合實際，經(jīng)過綜合分析，極可能是該項目靠近海邊，水源中含有大量的鹽分和礦物質(zhì)，因此，建議在整個園區(qū)水源入口總管處設(shè)置水源凈化裝置，用以改善園區(qū)內(nèi)的水質(zhì)。

9.施工注意事項

（1）應(yīng)密切注意與土建的配合，尤其是管道的預(yù)留預(yù)埋。特別是地下室部分，有穿越人防墻體的管道需要在設(shè)計階段和土建施工階段都反饋到位。

（2）考慮大型設(shè)備（如：離心風(fēng)機(jī)、冷水機(jī)組等）的吊裝及運輸通道。

（3）辦公樓項目設(shè)備及管線比較復(fù)雜，涉及各個專業(yè)的各種管道，因此，在設(shè)計及施工階段需先合理地布局和規(guī)劃，特別是要注意預(yù)留檢修口的位置和裝修時的吊頂安裝空間。

（4）管道及閥門的安裝調(diào)試很重要，施工時注意閥門安裝的位置及方向（有水流方向或者有風(fēng)向安裝要求的）。

10.結(jié)束語

以上就是福州某珠寶首飾加工園區(qū)研發(fā)辦公大樓的中央空調(diào)設(shè)計，以及后期施工和現(xiàn)場反饋后的優(yōu)化要點。暖通空調(diào)的設(shè)計，不僅僅是滿足規(guī)范那么簡單，還需要設(shè)計師結(jié)合甲方的要求和當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境，不斷完善和改正設(shè)計過程中存在的一些問題，做出最優(yōu)方案。

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（作者單位：福建省沿海建筑設(shè)計院）

【中圖分類號】TU834

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B

【文章編號】1671-3362（2020）07-0037-03