淺析某商業(yè)綜合體的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

吳玲娜

【摘要】本文簡(jiǎn)要介紹杭州某商業(yè)綜合體的工程概況，詳細(xì)闡述空調(diào)冷熱源、風(fēng)系統(tǒng)、水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，最后陳述系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況并淺談設(shè)計(jì)體會(huì)。

【關(guān)鍵詞】空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì);冷熱源;風(fēng)系統(tǒng);水系統(tǒng)

1、工程概況

本項(xiàng)目位于浙江省杭州市，原設(shè)計(jì)為科研辦公及產(chǎn)品展示用房，總建筑面積122598㎡，其中地上建筑面積86212㎡，地下建筑面積36386㎡。地上部分為A座17層科研樓、B座16層科研樓及5層裙房;地下二層，局部三層。A、B座科研樓底層為辦公門廳、產(chǎn)品展示中心及部分辦公;2～5F均為辦公用房，5F局部設(shè)餐飲;六層及以上功能為科研辦公用房;地下二層平時(shí)為汽車庫(kù)及設(shè)備用房，戰(zhàn)時(shí)為人防物資庫(kù);地下一層為汽車庫(kù)及戊類庫(kù)房;地下夾層為自行車庫(kù)及儲(chǔ)藏間。

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)首次出圖為2008年11月，之后由于甲方的經(jīng)營(yíng)需要修改數(shù)次，尤其是2015年4月這版圖由于修改過大而重新圖審，當(dāng)時(shí)本項(xiàng)目主樓已經(jīng)結(jié)頂，主要設(shè)計(jì)規(guī)范均按照2015年4月之前的相關(guān)規(guī)范，即在新的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》實(shí)施之前完成各項(xiàng)設(shè)計(jì)及審查，以及主體的建設(shè)。2016年為滿足甲方內(nèi)部調(diào)整經(jīng)營(yíng)需要，需優(yōu)化各層平面分割以及外立面的優(yōu)化整合，和當(dāng)?shù)貓D審及相關(guān)部門溝通后再進(jìn)行設(shè)計(jì)并重新圖審。鑒于主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)完成，本次設(shè)計(jì)在滿足原設(shè)計(jì)指導(dǎo)規(guī)范的前提下，盡量滿足新規(guī)范的要求，本次修改未涉及人防相關(guān)指標(biāo)和內(nèi)容。

2、空調(diào)冷熱源設(shè)計(jì)

根據(jù)建筑功能和使用要求，并結(jié)合建設(shè)方的要求空調(diào)冷熱源選擇如下：空調(diào)冷源選用離心式冷水機(jī)組，熱源選用燃?xì)庹婵諢崴仩t。AB樓空調(diào)面積約為76000㎡，經(jīng)計(jì)算：空調(diào)冷負(fù)荷為10500KW，空調(diào)熱負(fù)荷為5380KW。根據(jù)建設(shè)單位要求，AB樓冷凍機(jī)房和鍋爐房還需承擔(dān)CD、EF樓的冷熱負(fù)荷，其余樓的空調(diào)負(fù)荷數(shù)據(jù)由甲方提供，具體如表1所示。

設(shè)計(jì)選用二臺(tái)離心式冷水機(jī)組（帶變頻），單臺(tái)制冷量3389KW， COP=5.134，IPLV=8.850;四臺(tái)離心式冷水機(jī)組（高電壓），單臺(tái)制冷量6044KW，COP=5.495，IPLV=6.413;六臺(tái)燃?xì)庹婵諢崴仩t，單臺(tái)制熱量2800KW，熱效率>92%。

3、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）辦公門廳及1層裙房大門廳為全空氣系統(tǒng)， 室內(nèi)回風(fēng)和室外新風(fēng)混合后， 經(jīng)變風(fēng)量空調(diào)器處理后， 通過風(fēng)管和風(fēng)口送到房間各個(gè)部位。室內(nèi)溫度控制則由風(fēng)管式溫度傳感器控制空調(diào)器回水管上電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度以及每臺(tái)變風(fēng)量空調(diào)器的變頻控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，過渡季節(jié)可以實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)運(yùn)行。

（2）A座、B座標(biāo)準(zhǔn)層辦公房間，1-5層小房間采用水風(fēng)系統(tǒng)，即風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)機(jī)組的方式。風(fēng)機(jī)盤管安裝于吊頂內(nèi)， 出風(fēng)口頂送至室內(nèi)，回風(fēng)口則為吊頂下回。新風(fēng)機(jī)組集中設(shè)置屋頂層，室外新風(fēng)經(jīng)冷卻或加熱處理后，通過風(fēng)管送至室內(nèi)。室內(nèi)溫度控制則由每臺(tái)風(fēng)機(jī)盤管的恒溫控制器（帶三速開關(guān)）來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（3）空調(diào)風(fēng)管保溫材料采用紅色超細(xì)離心玻璃棉板，材料密度48kg/m3，厚度30mm， 導(dǎo)熱系數(shù)≤0.033w/m.k，熱阻大于0.81m2.K/W。板材外貼面采用進(jìn)口抗氧化防潮防火貼面W38II且復(fù)合貼面后的玻璃棉產(chǎn)品防火等級(jí)須達(dá)到A2級(jí)。

4、空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）定流量與變流量系統(tǒng)的選擇

本項(xiàng)目選擇變流量系統(tǒng)，因其系統(tǒng)的最大輸水量是按照綜合最大冷負(fù)荷計(jì)算的，可降低循環(huán)泵和管路的初投資。

（2）一次泵系統(tǒng)與二次泵系統(tǒng)的選擇

在冷源側(cè)和負(fù)荷側(cè)合用一組循環(huán)泵的稱為一次泵系統(tǒng);在冷源側(cè)和負(fù)荷側(cè)分別配置循環(huán)泵的稱為二次泵系統(tǒng)。

一次泵變流量系統(tǒng)簡(jiǎn)單、初投資較低、自控裝置少、管理方便，但由于不能調(diào)節(jié)水泵的流量，因而難以節(jié)省輸送能耗，無(wú)法適用于各供水分區(qū)的壓力損失相差較為懸殊的系統(tǒng)。

二次泵變流量系統(tǒng)較復(fù)雜，自控程度較高，初投資大，但在節(jié)能和靈活性方面表現(xiàn)優(yōu)異。此系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn)：①可實(shí)現(xiàn)變水量運(yùn)行工況，節(jié)省水系統(tǒng)的輸送能耗;②水系統(tǒng)總壓力相對(duì)較低;③能適應(yīng)供水分區(qū)不同壓降的需要。

本項(xiàng)目由于系統(tǒng)較大，各空調(diào)環(huán)路阻力相差較大，空調(diào)的冷凍水和熱水系統(tǒng)采用二次泵系統(tǒng)。

（3）供水方式為下供上回， 水系統(tǒng)為異程布置方式，為保證水力平衡，每個(gè)空調(diào)末端均安裝動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

（4）空調(diào)凝結(jié)水出水管與水平凝結(jié)水管的高差應(yīng)在150-200mm以上， 凝結(jié)水管在吊頂高度允許的情況下， 沿流動(dòng)方向做一定的坡度，坡度不小于0.3%。

（5）空調(diào)水管的最高點(diǎn)和容易積氣的部位應(yīng)加裝自動(dòng)排氣閥，管道最低點(diǎn)設(shè)排水閥。

（6）空調(diào)水系統(tǒng)工作壓力、試驗(yàn)壓力和定壓裝置定壓值

空調(diào)冷凍水系統(tǒng)：工作壓力1.3MPa，試驗(yàn)壓力1.8MPa，定壓裝置定壓值0.85MPa。

（7）空調(diào)水系統(tǒng)的溫差選擇

《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50736-2012第8.5.1條規(guī)定：采用冷水機(jī)組直接供冷時(shí)，空調(diào)冷水供水溫度不宜低于5℃;有條件時(shí)，宜適當(dāng)增大供回水溫差。

本工程屬于大型商業(yè)綜合體項(xiàng)目，空調(diào)水系統(tǒng)的管線較長(zhǎng)，水泵的耗電功率較大，為了降低水泵的耗能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行，夏季冷水的供回水溫度設(shè)為6℃/12℃，溫差6℃。

冬季熱水的供回水溫差為60℃/50℃，溫差10℃;冷卻水采用5℃溫差。

（8）空調(diào)水泵選型、輸送能效比及二次泵變流量系統(tǒng)的控制方法及群控系統(tǒng)圖

空調(diào)水泵選型及輸送能效比詳見下表。

表2 空調(diào)水泵選型及輸送能效比

從上表可出，冷凍水系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)的耗電輸冷（熱）比EC（H）R值均小于系統(tǒng)的限制值。

空調(diào)冷熱水一次泵為定流量系統(tǒng)，其余循環(huán)水泵均采用變頻技術(shù)，冷凍水二次泵和熱水二次泵變頻控制采用壓差控制法，冷卻水泵變頻控制采用冷卻水進(jìn)水溫度和溫差控制法。

下圖為空調(diào)冷熱水、冷卻水群控系統(tǒng)示意圖：

（9）空調(diào)水管保溫

空調(diào)水管保溫采用Durkblex鉑耐斯自帶鋁箔保護(hù)橡塑海綿（B級(jí)難燃材料），導(dǎo)熱系數(shù)為0.033W/K.m。

5、系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況

本項(xiàng)目AB樓2019年投入使用至今，冷水機(jī)房和熱水機(jī)房均非滿負(fù)荷運(yùn)行，目前已啟用的各樓層空調(diào)制冷、制熱效果較好。由于二次泵變流量系統(tǒng)可以分區(qū)控制，且管路內(nèi)的流量可隨系統(tǒng)負(fù)荷變化而變化，節(jié)能效果顯著。但由于本系統(tǒng)較大，小流量運(yùn)行成本較高，無(wú)法滿足單一業(yè)主“人在即開，人走即?！钡倪\(yùn)行模式，給某些需要延長(zhǎng)工作時(shí)間的業(yè)主造成了一定的不便。此外，裙房部分未考慮餐飲的區(qū)域最后招商了重餐飲業(yè)主，出現(xiàn)空調(diào)冷熱負(fù)荷、新風(fēng)等無(wú)法滿足業(yè)主需求的情況，權(quán)衡利弊后增設(shè)VRF及新風(fēng)系統(tǒng)，滿足業(yè)主對(duì)舒適度的要求。

6、設(shè)計(jì)體會(huì)

商業(yè)綜合體的項(xiàng)目從方案—擴(kuò)初-施工圖-竣工驗(yàn)收往往需要3-5年，甚至更久，中間會(huì)有不停的修改和配合，需要設(shè)計(jì)者有足夠的能力、時(shí)間和精力。作為暖通設(shè)計(jì)師，從空調(diào)冷熱源的比較選用到空調(diào)末端管材的選擇，都應(yīng)該在滿足國(guó)家規(guī)范、地方法規(guī)、甲方需求等的前提下，因地制宜，從舒適度、節(jié)能效果、成本權(quán)衡等多方面考慮。暖通專業(yè)機(jī)房、設(shè)備管井、立面百葉的合理規(guī)劃需與建筑、幕墻等專業(yè)密切配合，才能最大限度地保證建筑平面的合理布局，立面的美觀及減少結(jié)構(gòu)剪力墻上的開洞?？照{(diào)系統(tǒng)應(yīng)于自控系統(tǒng)密切結(jié)合，才能發(fā)揮更好的節(jié)能效果?？照{(diào)系統(tǒng)形式的合理性是由于其所服務(wù)區(qū)域的實(shí)際使用性質(zhì)及要求所決定的，并不應(yīng)簡(jiǎn)單地認(rèn)為集中式空調(diào)形式在節(jié)能、運(yùn)行管理方面定然優(yōu)于系統(tǒng)規(guī)模較小的相對(duì)獨(dú)立的空調(diào)系統(tǒng)。

2012年初出茅廬便有幸接觸到了這個(gè)項(xiàng)目，從設(shè)計(jì)其中的一部分到后來(lái)校對(duì)這個(gè)項(xiàng)目，再到后期配合、裝修時(shí)擔(dān)任此項(xiàng)目的暖通專業(yè)負(fù)責(zé)人，一步一個(gè)腳印，歷時(shí)8年。由于裙房商業(yè)業(yè)態(tài)的不斷調(diào)整，這中間經(jīng)歷過空調(diào)負(fù)荷、空調(diào)水管、新風(fēng)量、排煙量、餐飲油煙量及相應(yīng)井道的復(fù)核，部分區(qū)域排煙根據(jù)新規(guī)范的調(diào)整，外立面增加廚房的進(jìn)排風(fēng)百葉與幕墻單位的配合等問題，我見證了這個(gè)項(xiàng)目的竣工，這個(gè)項(xiàng)目也見證了我的成長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50736-2012.

[2]黃翔.《空調(diào)工程》，機(jī)械工業(yè)出版社.