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某金融会展中心空调通风设计

发表时间：2020/10/21 来源：《基层建设》2020年第19期作者：汪新宇杨长明

[导读] 摘要：本文介绍了该项目的空调冷热源形式的选择，空调冷热水系统的设计，末端空调通风系统的设计。

        浙江省建筑设计研究院 310000
        摘要：本文介绍了该项目的空调冷热源形式的选择，空调冷热水系统的设计，末端空调通风系统的设计。针对不同的建筑使用功能及单体的分布，本项目设计采用了电动水冷式冷水机组、燃气热水机组、燃气蒸汽锅炉、变冷媒流量一拖多多联机组等多种冷热源形式；水系统空调采用了二级泵变频水流量系统。
        关键词：二级泵；环状水系统；座椅下送风；大温差
        0 引言
        本项目地处杭州转塘之江国际旅游度假区，北面为之江路，东临之浦路，西侧为宋城；是以金融、商业、会展三大主体功能为主的综合服务体。根据规划要求本项目将打造20万平方米的杭州金融服务集中区域和一个２０余万平方米超大商业面积的全商业模式，引进国内外主流商业；同时能提供展位约1600个，酒店客房300间，可举办各类会议和开展各类型的展览的建筑。
        1 工程概况
        项目总建筑面积832830平方米，地下室3层，地上最高12层。地下室建筑面积45万平方米，主要包括地下一，二层的商业及部分停车配套和整个地下三层的停车库。地上分为三个区块，东西两边A，C区块主要以分户办公和灵活分隔商业为主，中间B区块为会议、展览、博物馆和酒店，A，B，C三区块建筑面积各约为13万平方米左右。我院在2012年完成整个项目的初步设计，并在2013年完成所有施工图设计。目前这个工程正处于施工阶段。

        图1.项目效果图
        2 空调主要系统的选择和主要设备用房的布置
        根据本项目单体多，使用功能区别较大等特点，经过与业主方多次商讨和沟通，确定这个工程的空调冷热源形式以分区域、分功能、多样化、灵活布置为原则。
        2.1 地下室一、二层的商业空调采用水系统集中空调系统；由于地下室面积较为庞大，东西跨度约650米，南北250米，并且业主要求是以地下室中轴线为界，东西两侧要分别引进不同性质的商业经营管理模式，因此本次设计在东西两侧靠中间的位置的地下室布置了两处冷冻机房和锅炉房为地下室商业服务。
        2.2 地上B区块空调设计也采用水系统集中空调，在地下室中部区域布置两处冷冻机房和锅炉房。其中北面的机房是为酒店服务的，因为酒店一般要求空调系统独立运行，独立管理。南面的机房是为B区块除酒店功能以外其余的房间服务，这里主要包括了各种不同面积不同高度的展览展示厅和博物馆，另外还包括一个1500座带演出功能的多功能厅。与地下室四处冷冻机房相对应，冷却塔也分别在四处不同的建筑物屋顶摆放，以离各自所对应的冷冻机组距离相近为布置原则。
        2.3 地上A，C区以灵活分隔商业和分户办公为主，空调形式设计采用变冷媒流量一拖多多联机组（VRF）配套新、排风全热交换器系统。由于本项目建筑立面主要是欧式的风格，无法在每层布置设备平台，本设计商业区域的VRF室外机主要布置在商业三层的裙房屋顶；塔楼办公的VRF室外机分开两个地方布置，其中4~7层的办公室外机集中布置在三层架空层，8~12层的办公室外机布置在塔楼的屋顶。

        图2.建筑功能分区图
        3 地下室一、二层商业空调通风系统设计（以西区为例，东区同）
        3.1 西区地下商业及配套面积约10万平方米，设计空调冷/热负荷（15471KW/6500KW）。
        3.2 西区商业主机配置的情况：地下二层冷冻机房设置4台1000RT的电动离心式冷水机组（考虑部分特殊区域空调运行需求，其中一台离心冷水机组设计为变频），由于空调冷冻水系统管线较长，出于节省管路投资和节约空调冷冻水泵运行费用，冷水机组采用6~13度7度大温差供冷；地下一层锅炉房设置3台单机制热量为2100千瓦的燃气真空热水机组，热水机组直接提供60~50度热水进行冬季供暖。
        3.3 西区商业空调水系统采用两管制二次泵系统，二次泵采用变频控制，并且分为两组设置（分别供地下一层商业和地下二层商业）。下面这张水系统简图表示的是其中一层商业的空调供回水系统，图中所示这组环状管路就是这一层商业的空调供回水干管，干管布置在商业周围这一圈公共通道内，所有通道内外的末端空调机组（AHU）水路支管均直接与环状主管连接。这种环状水系统的干管相当于“空调分、集水器”，环状主管设计水流量为本层总设计流量的50%，控制比摩阻在200Pa/m以内，控制管内流速2m/s以内（本层为1.88m/s）。末端空调机组回水支管上均设置动态压差平衡型电动调节阀进行流量调节。此水路设计为环状系统首先一个原因考虑有利于流量自平衡（主管相对低比摩阻和低流速有利于各用户流量分配同时也降低了水泵能耗）；另外一个有利因素是可以减少以后的修改（包括设计上的和施工方面的），因为目前很多开发商商业项目对于平面的具体功能在设计阶段甚至到施工结束中也明确不了，往往到了验收以后还会有大量的改动；那么，我们这种空调干管系统设计就非常有利于业主在项目建成后进行商业的重新划分或修改，而不用去改动空调干管，任何区域增加AHU或FCU只要直接与环状主管连接均可实现系统自动平衡。
        3.4 商业区域末端空调形式基本为AHU全空气系统（从运行节能角度出发，风机侧做了变频），气流组织顶送顶回或顶送下回。

        图3.商业环状水系统示意图
        4 地上B区会展空调通风系统设计
        4.1 B区会展面积约5.5万平方米，设计空调冷/热负荷（12166KW/9340KW）。
        4.2 地下二层冷冻机房设置3台单机制冷量为1000RT电动离心式冷水机组和1台单机制冷量为400RT电动螺杆式冷水机组，冷水机组采用6~13度7度大温差供冷；地下一层热源机房设置3台单机制热量为2790千瓦的燃气真空热水机组，热水机组直接提供60~50度热水进行冬季供暖。空调水系统采用两管制二次泵系统，二次泵采用变频控制。
        4.3 会展和博物馆基本以高大空间为主，末端空调形式基本为AHU全空气系统（风机侧变频）。图4是一个比较典型展览大厅的空调布置图，单层楼高的展览区域采用的是变流型风口下送风，中间上空区域（2，或3层高）采用的是远程投射喷口侧送；回风口布置在展厅的下方；空调机房位于展厅的上层设备区。

        图4.典型展厅空调布置图
        4.4 本项目会展区域内设置有一处1500座带演出功能的多功厅，按剧院要求进行设计。空调机房位于观众厅下层的后侧；观众厅空调送风采用座椅下送风方式；整个观众厅座位下方设计为送风静压腔，为尽量保证1500个座椅送风口的均匀送风，在腔内根据腔体具体构造均匀布置送风管和腔内风口；回风采用观众厅侧面下方回风，通过专用的空调回风腔内布置回风管在底部回至空调机房。剧院观众厅的具体设计数据如下：座位数：1500座送风方式：座椅下送风送风柱风量：50立方米/时/个送风口速度：0.25米/秒   回风方式：侧面下回风回风口速度：1米/秒空气处理机AHU：38000立方米/时共2台。
        5地上B区酒店空调通风系统设计
        5.1 B区酒店面积约7万平方米，设计空调冷/热负荷（13100KW/10210KW）。
        5.2 地下二层冷冻机房设置3台单机制冷量为1000RT电动离心式冷水机组和1台单机制冷量为400RT电动螺杆式冷水机组，地下一层热源机房设置4台单机制热量为2790千瓦的燃气常压热水机组（冬季空调供暖和酒店生活热水）。制冷采用6~13度7度大温差供冷，空调供暖用板式热交换器二次侧为60~50度。（此酒店有别于星级酒店，一部分为会展配套客房，业主主要想往老年人公寓这个方向靠，并且不设置洗衣房，经过与业主充分沟通，本此设计没有做蒸汽锅炉，客房加湿采用湿膜式。）
        5.3 下图5为酒店空调水系统原理图，酒店末端采取的两管制水系统。主要的是酒店基本为客房主（从今后酒店主要为老年公寓角度出发，客房基本没有同时制冷制热的需求）；而针对酒店餐饮配套（一个3000人大宴会厅），本设计在机房内做了局部的处理，采用了机房四管制的做法，可以通过电动阀门的切换和控制，实现在给客房供暖的同时给宴会厅供冷。
        5.4 酒店公共区域如大堂、餐厅采用AHU全空气系统（风机侧变频）；客房采用FCU加独立新风系统，客房空调水管路采用竖向同程设计。
        5.5 对于本项目酒店空调节能设计，除了满足相关节能规范基本要求外，还在冷冻机房内单独设置1台制冷用板式换热器（换热量2500千瓦），该板式换热器布置于冷却水系统和冷冻水系统之间。在过渡季节，酒店宴会厅有制冷需求时，当室外湿球温度比较低的时候，冷水机组停止运行，该板式换热器投入运行，利用冷却塔的冷却能力，产生较低温的冷冻水“免费制冷”。另外，酒店400RT电动螺杆冷水机组带热回收功能，热回收侧设计闭式循环（保证水质延长主机寿命）用于生活热水预热。

        图5.酒店空调水系统原理图
        6 设计总结
        6.1 暖通设计中空调冷热源的选择非常重要，除了根据项目的规模、建筑物的使用功能外；设计前必须要与业主方进行充分的沟通，以便于了解业主对于建筑物建成后的实际使用要求；针对不同的建筑性质和运行时间设计选择合适的空调冷热源系统，有便于项目建成后的物业运行管理和使用。
        6.2 对于规模较大，建筑使用功能分类较为明显的建筑物，空调水系统建议采用二次泵系统；针对不同的功能分区采取分区二级泵系统，既便于项目运行管理，节约运行费用，又有利于整个空调水系统的水力平衡。
        6.3 对于项目体量较大，水管路程较远的空调水系统，设计建议尽量采用大温差空调冷冻水系统，在满足节能规范相关指标的同时，又可节约水管造价和节省水泵运行费用。
        参考文献：
        [1] 中国建筑科学研究院民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB 50736-2012 中国建筑工业出版社
        [2] 陆耀庆实用供热空调设计手册（第二版）中国建筑工业出版社