刘杨
上海市建工设计研究院总院有限公司 上海市 200235
摘要：会展中心类项目具有房间类型多样、空间高、跨度大、人员密度大等特点，其对空调、通风系统的设计要求比较高。本文在分析实际工程启东某会展中心项目的设计过程中，根据本项目的特点及当地的室外气象条件，确定该项目冷热源系统方案。之后针对该项目具有高大空间的建筑特点，空调末端设计采用分层空调方式，以达到节省初投资和运行能耗的目的。
关键词:冷热源；分层空调；冷水机组+风冷热泵
The Design scheme of air-conditioning system for a convention and
exhibitioncenter project in Qidong
SHANGHAI CONSTRUCTION DESIGN&RESEARCH INSTITUTE CO.,LTD LiuYang
Abstract:
Convention and exhibition center projects have the characteristics of various room types,high ceiling,wide span and high personnel density,etc.The design for these kinds of projects has higher requirement for air-conditioning and ventilation system.This article is aiming at confirming the scheme of cold-and heat source system according to the project feature and local outdoor meteorological condition,by analyzing the design process for a real-life convention and exhibition center project in Qidong,Jiangsu Province.In terms of the high-roof architectural feature,this article suggests adopting stratified?air-conditioning?mode when designing air-conditioning end to achieve the purpose of saving initial investment as well as energy consumption.
Key words:cold-and-heat source;stratified?air-conditioning;water chilling unit plus air cooled heat pump
前言
随着社会经济的不断发展，人民生活水平的日益提高，全国很多城市都兴建了会展中心。会展业是现在服务业的重要组成部分，随着我国城市经济结构的不断演进和升级优化，会展业已成为衡量一个城市活力、城市开放度和发展潜力的重要标志之一。会展业亦能提升城市的知名度，会展业能为城市带来一定的经济创收，提高城市竞争力的一种方式。
会展中心类项目一般具有空间高，人员密度大等特点，如果对这一类建筑进行全室空调，则造成一定的能源浪费和初投资的增加。分层空调是指仅对高大空间下部进行空调，保持一定的温湿度，对上部区域不要求空调的空调方式，与全室空调相比，夏季可节省冷量30％左右[1]。
本文对该项目冷热源方案进行比较并决策，并对该项目项目的高大空间区域进行负荷计算后，采用系数法对该区域进行分层空调设计。并对该项目的空调风系统和水系统的设计进行简单介绍。
1工程概况
1.1项目基本情况
图1会展中心效果图
.png)
本项位于江苏省启东市,图1为会展中心效果图,总建筑面积约为7003.86㎡，地上一层、局部夹层。建筑总高度29.85m。主要包括展厅、洽谈室、服务中心等功能房间。
2设计参数
2.1室外气象参数[3]
夏季：tw＝33.5℃，ts=28.1℃，v=3.0m/s，P=1005.5hPa
冬季：tw=-3.0℃，?=75%，v=3.0m/s，P=1025.9hPa
2.2室内设计参数
表1室内设计参数[2]
.png)
3空调冷热源
3.1空调冷热负荷计算
会展中心的建筑面积7003.86m2；夏季总设计冷负荷为1727.86kw，单位建筑面积的冷负荷指标为246.7W/m2；冬季总设计热负荷为981.45kw，单位建筑面积的热负荷指标为140.1W/m2。
设备用房的建筑面积1118.52m2；夏季总设计冷负荷为130.69kw，单位建筑面积的冷负荷指标为116.8W/m2；冬季总设计热负荷为92.02kw，单位建筑面积的热负荷指标为82.2W/m2。
3.2空调冷热源选型
根据业主要求，展厅和附属用房分别设置独立的空调系统。附属用房由于系统冷量较小，常用方案为变频多联系统和风冷热泵系统，因为本工程室外机放置的条件限制，多联机室内外机距离过长，不适合使用，故选用风冷热泵机组一台，不再进行方案比较，仅对展厅空调做方案比较。
根据本项目的特点及当地的室外气象条件，空调冷热源一般可采用冷水机组加锅炉（方案一）、冷水机组+风冷热泵（方案二）这两种方案，所以我们对这两个方案进行具体的分析比较。
表2两种冷热源系统优缺点对比
.png)
表2是两种冷热源系统优缺点对比，考虑到启东冬季的空调设计温度在-3℃，对风冷热泵的制热性能能够满足设计要求，故本项目空调冷热源选用方案二（冷水机组+风冷热泵）。
4会展中心分层空调设计
4.1分层空调区域负荷计算
设计分层空调时，以送风口中心所在面作为分层面，将整个高大建筑物在垂直方向分为两个区域，分层面以下的空间为空调区；分层面以上的空间为非空调区。而工作区则为高大建筑物所要求必须保证温湿度数值的区域。与全空气空调相比，夏季可节省冷量，因而可节省初投资和运行耗能。但用于冬季时却反而会加大温度梯度而使热耗增大，空调区垂直温度的均匀性也将变差。
空调夏季分层空调冷负荷计算，在进行设计时，可采用系数法，即对分层空调建筑按全室空调方法进行冷负荷计算，然后乘以系数α，α=空调区分层空调冷负荷/全室空调冷负荷，通常取α=0.5~0.85。
考虑到本工程有设置分层空调的一些不利因素，比如非空调区排风风机安装位置受到限制，非空调区送风高度只能设置于附属用房屋顶，约6米标高处，会对空调区造成一定的影响，根据《实用供热空调设计手册》，进风口高度宜为非空调区高度的1/3处。因此α取值在推荐范围内取较大值，取为α=0.85。
4.2非空调区通风量计算
按照要求排除的非空调区余热量，由下式计算通风量L:
L=3600Qp/1.01ρ△tp
其中，L为非空调区排风量，m3/h;
Qp为非空调区余热量，kW;
ρ为空气密度，kg/m3;
△tp为送排风温差，可取2~3℃。
依据《实用供热空调设计手册》，取送排风温差△tp=3℃，则排风量为：
L=3600×1727.86×0.15/(1.01×1.29×3)=238709 m3/h。
4.3空调、通风末端设计
主体楼展厅采用全空气空调系统，组合式空调箱（共6台）设置于一层空调机房内，见图2，空调机组设初、中效过滤器，送风管布置在吊顶内。根据房间的层高情况，采用侧送侧回或下回方式（展厅四周侧面球形喷口送风、空调机房侧墙就近室内回风）。
.png)
图2 空调机组布置平面图 ；图3 6米标高新风机布置平面图
图4 11米标高排风机布置平面图
大空间展厅采用分层空调设计，在6m标高处设有8台机械进风系统，见图3，在展厅上空11m标高处设8台机械排风系统（兼展厅排烟），见图4；夏季进、排风系统开启，以消除空调区域余热；排风机附近增加一个温度探测器，并在相应位置的屋面下增加温度探头，控制风机的开启。
空调季节时，当屋面下温度高于37.7℃时，依次启动排风机，并连锁启动相应送风机，过渡季节时，当屋面下温度高于37.7℃时，依次启动排风机。
4.4空调水系统设计
空调冷、热水系统按两管制设计，采用一次泵变流量系统。负荷侧设电动调节阀变流量运行，分集水器之间设压差旁通控制装置，主机侧变流量下限为机组额定流量的70%,允许的流量变化率为30%/分钟。
空调水系统采用异程式布置，见图5。空调箱及新风机组回水管上设置压差平衡阀及比例积分调节阀，风机盘管回水管设置电动二通（双位）阀。自然补偿无法满足要求的冷冻水管路，设置波纹补偿器满足热力补偿要求。
图5空调水管布置平面图
.png)
5结语
空调系统节能方法贯穿于一个项目从设计到运营的全过程中，是一个完整的体系。本文的分层空调设计只是整个体系中的一个环节。空调系统节能要求各个环节、各个方面都要切实可行，方能达到真正实现节能的目的。
集中空调系统具有可以实现全年多工况运行、运行管理方便、处理空气量大、过渡季节可以使用全新风等优点，比较适用于分层空调设计。
高大空间、人员密度高的建筑，空调设计要求更为严格。设计过程中要因地制宜，既要实现其建筑功能，又要使空调系统节能在建筑节能方面体现更大的作用。
参考文献(References):
[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册.中国建筑工业出版社:1716~1733
[2]《全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调?动力》中国计划出版社，2009
[3]《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》中国建筑工业出版社，2012