暖通空調(diào)方案比選實(shí)例分析

余文偉

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東廣州 510010）

1 空調(diào)冷熱源方案比選實(shí)例分析

實(shí)例一：某站城一體及綜合客運(yùn)樞紐工程。

項(xiàng)目位于夏熱冬冷地區(qū)，總建筑面積136000m2，近期主要功能為公交首末站、長途客運(yùn)服務(wù)用房、會議中心、展覽中心及政府服務(wù)中心；遠(yuǎn)期塔樓部分功能為酒店和辦公。

（1）可研資料分析：可行性研究報(bào)告將項(xiàng)目分為兩部分，即公共服務(wù)用房（公交站、長途站及會議、展覽中心等）、酒店及辦公，設(shè)2套集中式水冷冷水機(jī)組，未進(jìn)行方案比選及分析。

（2）項(xiàng)目功能分析：項(xiàng)目功能復(fù)雜且房間分散，根據(jù)區(qū)域歸類得出：負(fù)一層為公交首末站管理用房、客運(yùn)站管理用房及換乘通道；首層為公交站和客運(yùn)站上落客區(qū)及配套管理用房，還有會議中心、展覽政務(wù)中心的門廳；二、三層為會議中心、展覽中心的內(nèi)部辦公及會議用房。

（3）后期運(yùn)營管理分析：經(jīng)與建設(shè)方確認(rèn)，公交站、長途客運(yùn)站、會議中心及展覽政務(wù)中心各自獨(dú)立運(yùn)營管理，遠(yuǎn)期建設(shè)的酒店、辦公同樣各自獨(dú)立管理。

（4）綜合分析空調(diào)冷熱源[2]，比選如表1所示。

表1 項(xiàng)目空調(diào)冷熱源方案比選

綜上分析，項(xiàng)目近期有4家管理方獨(dú)立運(yùn)營，冷熱源靈活控制要求極高，而且要求設(shè)備使用和維護(hù)上避免各方相互影響。方案1無法實(shí)現(xiàn)分區(qū)獨(dú)立控制，冷卻塔等大型設(shè)備難以協(xié)調(diào)位置，暫不選用；方案2仍然無法實(shí)現(xiàn)多家管理方分區(qū)獨(dú)立控制，且效率低，功能上和能效上無優(yōu)勢；方案3則優(yōu)勢明顯，可根據(jù)功能劃分多個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，各管理方可獨(dú)立控制和計(jì)費(fèi)，功能上滿足使用需求，項(xiàng)目二層有較大的室外綠化平臺，具備布置空調(diào)室外機(jī)的條件，散熱條件較優(yōu)，且系統(tǒng)IPLV值高，對于功能房間分散建筑有較好的節(jié)能效益，功能和能效上與本項(xiàng)目相適應(yīng)，擇優(yōu)選擇方案3。

實(shí)例二：廣東某AI創(chuàng)新應(yīng)用中心項(xiàng)目。

項(xiàng)目位于粵東地區(qū)，總建筑面積30000m2，建筑高度54m，限高60m，主要功能為辦公，夏季有空調(diào)，冬季無須供暖。

（1）可研資料分析：可研報(bào)告中比選了3種成熟的辦公空調(diào)解決方案：螺桿冷水機(jī)組、風(fēng)冷熱泵機(jī)組及多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)，結(jié)論是選用風(fēng)冷螺桿式冷水機(jī)組，主機(jī)布置在屋面，末端采用風(fēng)機(jī)盤管+獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)。

（2）項(xiàng)目計(jì)算分析：大樓主要功能為辦公，包括開敞辦公區(qū)及小開間的辦公室、會議室，低樓層配套有員工餐廳、活動室，空調(diào)房間使用時(shí)間相對集中，初步認(rèn)同可研選用的冷水機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)，配合靈活的末端形式可滿足各類房間的空調(diào)需求。經(jīng)計(jì)算，大樓空調(diào)面積17000m2，冷負(fù)荷計(jì)算值為2900kW，選用2臺1450kW的冷水機(jī)組，考慮到風(fēng)冷冷水機(jī)組經(jīng)濟(jì)性較差，結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際數(shù)據(jù)對水冷和風(fēng)冷系統(tǒng)進(jìn)行了比選，如表2所示。

根據(jù)表2得出以下結(jié)論：不受外部條件限制時(shí)，方案1效率高，全年能耗低，初投資低且舒適性高，具備明顯優(yōu)勢。

表2 項(xiàng)目空調(diào)冷源水冷和風(fēng)冷系統(tǒng)比選

因本項(xiàng)目在建筑高度上有特殊要求，限高60m，屋面設(shè)備高度必須控制6m以下。根據(jù)冷負(fù)荷選配2臺400m3/h的冷卻塔，主流品牌塔體高度4.8～5.0m，加上必要的設(shè)備基礎(chǔ)，離限值僅有0.5m安全距離，存在較大風(fēng)險(xiǎn)，最終改為選用4臺200m3/h的冷卻塔，留出1m的安全距離，進(jìn)而驗(yàn)證方案1的可行性。

2 空調(diào)末端方案實(shí)例分析

實(shí)例一：上述某站城一體及綜合客運(yùn)樞紐工程中的展廳。

展廳面積1170m2，凈高10.8m，計(jì)算冷、熱負(fù)荷分別為504kW、238kW，大樓采用多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)。

（1）系統(tǒng)劃分及控制分析：展廳位于展覽及政務(wù)中心單體建筑內(nèi)，該建筑主要功能為政府服務(wù)及群眾辦事平臺，展廳功能獨(dú)立，使用時(shí)間不確定性大，所以空調(diào)系統(tǒng)宜作為獨(dú)立系統(tǒng)設(shè)置，以便管理。

（2）氣流組織分析：展廳凈高10.8m，屬于高大空間，加上有供暖需求，空調(diào)暖風(fēng)高位送風(fēng)無法滿足供暖要求，需采用分層送風(fēng)或低位送風(fēng)。另外，常規(guī)的多聯(lián)空調(diào)室內(nèi)機(jī)風(fēng)壓小，送風(fēng)距離難以滿足送熱風(fēng)要求[1]。

（3）末端與裝修效果分析：展廳平面尺寸為73m×16m，長度方向一面為內(nèi)墻，對面為玻璃幕墻，設(shè)置豎管低位送風(fēng)方式對采光影響較大，而平面跌級效果有利于分層送風(fēng)方案。

（4）空氣品質(zhì)及節(jié)能分析：展廳屬人員密集場所，空氣品質(zhì)要求高，而加大新風(fēng)量是提高室內(nèi)空氣品質(zhì)最直接的措施；同時(shí)，在過渡季節(jié)利用冷風(fēng)免費(fèi)供冷，達(dá)到節(jié)能的目的。

綜上分析，展廳須從建筑多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)獨(dú)立出來，采用2套大冷量直膨式空調(diào)機(jī)組，分別設(shè)置在展廳4m標(biāo)高處和8m標(biāo)高處，實(shí)現(xiàn)分層送風(fēng)。室內(nèi)機(jī)采用全空氣系統(tǒng)，空氣在空調(diào)機(jī)房集中處理后送入展廳，極大地提高空氣品質(zhì)，同時(shí)，全空氣系統(tǒng)可直接實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)工況，為展廳免費(fèi)供冷；另外，拆分為2套系統(tǒng)備用優(yōu)點(diǎn)突出，特別在冬季供暖時(shí)，僅開啟低位的1套機(jī)組即可滿足展廳供暖需求，低位送風(fēng)也提高熱舒適性。

實(shí)例二：上述某站城一體及綜合客運(yùn)樞紐工程中的會議廳。

會議廳面積558m2，凈高10.8m，計(jì)算冷、熱負(fù)荷分別為568kW、194kW，大樓采用多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)。

（1）系統(tǒng)劃分及控制分析：會議廳位于會議中心單體建筑內(nèi)，建筑共有7個(gè)會議室，各房間使用時(shí)間相對獨(dú)立，所以空調(diào)系統(tǒng)宜作為獨(dú)立系統(tǒng)設(shè)置，以便管理。

（2）氣流組織分析：會議室凈高10.8m，屬于高大空間，同樣有供暖需求，同樣需采用分層送風(fēng)或低位送風(fēng)。另外，常規(guī)的多聯(lián)空調(diào)室內(nèi)機(jī)風(fēng)壓小，送風(fēng)距離難以滿足送熱風(fēng)要求[1]。

（3）末端與裝修效果分析：會議室由三面全玻璃幕墻和一面內(nèi)墻組成，玻璃幕墻為圓弧型，平面無跌級，無法在低位布置末端。

（4）空氣品質(zhì)及節(jié)能分析：會議室人員密度高達(dá)0.46人/m2，空氣品質(zhì)要求極高，在加大新風(fēng)量的基礎(chǔ)上，需保證新風(fēng)有效送入人員活動區(qū)，提高送風(fēng)效率也起到節(jié)能的作用。

綜上分析，空調(diào)設(shè)備選用一套直膨式空調(diào)機(jī)組，空氣在空調(diào)機(jī)房集中處理后送入會議廳，針對送風(fēng)口布置做了兩個(gè)比選方案，分別為圖1、圖2，兩個(gè)方案均能滿足送風(fēng)距離要求，而方案2在人員活動區(qū)內(nèi)設(shè)置送風(fēng)口，保證新風(fēng)送入效果，送風(fēng)立管和低位風(fēng)口均靠柱邊設(shè)置，裝修稍加處理即可，采用方案2。

圖1 會議廳送風(fēng)口布置方案1

圖2 會議廳送風(fēng)口布置方案2

筆者認(rèn)為，分析暖通空調(diào)方案應(yīng)保持開放性思維，必要時(shí)重新審視既有資料和項(xiàng)目特點(diǎn)，選定的系統(tǒng)不僅應(yīng)滿足最基本的舒適性要求，而且應(yīng)對后期使用運(yùn)營的便捷性和能耗負(fù)責(zé)，發(fā)揮設(shè)計(jì)者的技術(shù)優(yōu)勢，來提供滿足建筑全周期使用的服務(wù)。上述空調(diào)冷熱源方案及空調(diào)末端的優(yōu)化選定使項(xiàng)目得以在最佳狀態(tài)運(yùn)營，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的價(jià)值。