程小瑀
中国建筑东北设计研究院有限公司
摘 要：介绍了沈阳某超高层建筑的空调系统设计，主要包括冷热源、空调系统和通风防排烟系统的设计。详细介绍了该项目的空调系统形式、节能措施、自控方式等方面的设计内容，并阐述了设计中的体会。
关键词：冷热源 中央热回收机组 节能 过渡季
HVAC System Design of a High Rise Building in Shenyang
CHENG Xiao-yu
China Northeast Architectural Design & Research Institute
Abstract:Presents the HVAC system design including the cold and heat sources，HVAC systems，ventilation system and smoke control and extraction systems. Emphatically presents the design of HVAC systems，measures of energy saving，automatic control etc. Summarizes some difficulties and experience from the design.
Keywords:cold and heat source，central heat recovery unit，energy conservation，Transition season
1工程概况
沈阳某超高层建筑位于沈阳市和平区南京北街西侧，建筑面积约42万平。地下为4层，地上分为3个塔楼，T1为银行总部及高端金融会所，建筑总高285米；T2为写字楼及公寓，建筑总高318米；P1,T3为商业及酒店，建筑总高188米。本文主要描述P1,T3塔楼空调系统设计。其中P1,T3塔楼1F-3F为商业及餐饮，4F~5F为剧场及影院，7F~13F为办公，15F~顶楼为酒店。本楼共设3个避难层，分别为6F、14F、24F。
2室内设计计算参数
3空调系统设计
3.1空调冷热源
P1,T3塔楼冷热负荷分别为：
P1部分总冷负荷为7262KW，热负荷为4910KW。建筑面积34583m2，冷负荷指标210W/m2，热负荷指标为142W/m2。
T3部分总冷负荷为3735KW，热负荷为2515KW。建筑面积36005m2，冷负荷指标103W/m2，热负荷指标为70W/m2。
3.1.1空调冷源
本项目冷源根据功能分别设置P1裙房和T3办公、T3酒店冷源，采用电制冷。制冷机房设置于地下二层，冷机大小搭配，以满足低负荷、夜间负荷的运行。电影院、小剧场、多功能厅分别设置独立风冷冷水机组，设置于P1裙楼屋面，保证其各自独立运营时供冷需求。冷机配置见下表1
图1冷机配置表
冷冻机组提供6℃/11℃的冷冻水供夏季空调使用。冷却塔安装于P1商业屋面，供回水温度为32℃/37℃。热源由室外供热管网供给，经地下四层换热站换热后提供空调热水。制冷原理图见图2。
图2制冷机房原理图
本项目根据业主要求为办公区电脑机房预留24小时冷却水系统，设置闭式冷却塔于P1裙楼屋面及T3塔楼屋顶。
3.1.2空调热源
本项目热源引自市政集中供热管网，一次热媒为115/65℃热水。P1,T3塔楼过渡季热源由5台2.5T燃气热水锅炉，提供过渡季热水，设计按照总负荷的40%考虑，锅炉房设置于地下一层，锅炉提供85℃/60℃热水，经热交换器换热后，经水泵输送到空调总管及各采暖设备。采暖系统原理图见图3。
图3采暖系统原理图
3.2空调水系统
全楼的空调冷水系统采用两管制系统，夏季冷冻水和冬季供暖水经阀门切换以满足使用，系统分为高、中、低三个区，低区由地下二层供给B1F~5F，中区由地下二层供给6F~13F，高区由14F避难层换热机房供给15F~顶层。整个水系统均为异程式系统。低区、中区冷冻水设计供回水温度为6℃/11℃。高区冷冻水设计供回水温度为7℃/12℃。
全楼的空调热水系统除根据空调冷水系统共用外，地下四层换热机房内独立设置低温地面辐射供暖换热系统，散热器换热系统。其中设置于24层的换热机房独立负责酒店高区散热器及泳池低温地面辐射供暖系统，其热源由14层换热机房换热后提供。
3.3空调风系统
3.3.1裙房商业
1F-3F为商业及餐饮：根据建筑功能和空调负荷特点，结合商业及餐饮的业态经常调整等特点，该区主要空调形式为采用风机盘管+新风系统，主要应用于小型商业及公共区域，大餐饮区采用全空气系统。由于商业人员密集，新风量大，如直接排出室外也是对能源的浪费，餐饮运行时，厨房的排烟量也不小，并且同时需要补风，补风量一般不小于排油烟量的85%。由于餐饮与厨房相邻，餐饮区域人员密度大，所需要的新风量也大，厨房油烟补风可以利用餐饮区的新风来分摊。入口大堂采用全空气系统配合旋流风口及侧喷喷口进行送风。
4F~5F为剧场及影院：剧场及影院全部采用全空气系统，由于该区域层高较高，普通风口无法满足送风要求，对于高度较高的区域均采用旋流风口设计。并根据影院人员分币设计风口风量，送风主要设置在人员密集区域，回风设置在剧幕和舞台区域。本项目影院送风量为40m3/h*P，新风量取25 m3/h*P，排风量取新风量的90%，排风机设置在屋面。
3.3.2办公层
7F~13F为办公区，本项目办公区采用风机盘管+新风系统，为提高办公层施工效率，中央新风机组统一设置在避难层空调机房内，通过竖井将新风送到每层办公单元处，竖井内嵌铁皮风道。为节约能源该区域新风机组采用转轮式中央热回收新风机组，过渡季独立风机做全新风运行。办公区排风系统采用无组织排风，排风口设置于走廊等公共区域。考虑到北方较冷及办公品质等因素，本项目办公层冬季采用散热器+空调热风系统，散热器主要设置于玻璃幕墙下沿，对外围护结构冷负荷有一定的阻断作用，散热器高度为350mm，外幕墙满布考虑，结合幕墙地台做装饰处理。
3.3.3酒店
15F~顶楼酒店采用两管制风机盘管加新风系统。中央热回收新风机组考虑在避难层空调机房内。各层新、排风支管在设备层汇总。酒店功能区如餐厅、多功能室等，根据建筑平面布局及使用要求设置定风量全空气系统或两管制风机盘管加新风系统。酒店高端会所及屋顶无边泳池冬季设置低温地面辐射供暖系统。
4 通风与防排烟系统
4.1机械通风系统
地下车库各机电设备用房、垃圾房及厨房隔油池的排风系统设置活性炭过滤器。地下停车库排风系统设置CO检测装置，当CO浓度超出设定上限时，开启该分区的进、排风风机，而当CO浓度低于设定下限时，关闭该区的进、排风风机。
气体灭火区域（变配电房，通讯机房等）设置事故通风系统，此排风系统为手动启动。进出房间的风管将设置电动风阀。在气体灭火前，可手动或者自动控制该房间的通风系统，使与风机联锁的电动风阀关闭。事故通风机在房间外便于操作的地点设置电气开关。
燃气锅炉房提供平时通风系统和事故排风系统，平时通风由BA系统控制，事故排风由可燃气体浓度报警器启动。此系统风机为防爆型风机。
4.2防排烟系统
4.2.1防烟系统
防烟楼梯间、消防电梯合用前室及避难区，设置机械加压送风系统。加压送风系统采用分段设置，竖向分段根据避难层划分。风机设置于避难层的加压送风机房内。
4.2.2排烟系统
本项目对所有区域均采用机械排烟系统，塔楼部分排烟系统根据竖向避难层分界进行划分。风机设置于避难层排烟机房内。
5自控系统
本项目采用智能一体化控制技术进行统一的节能和智能化控制。建筑设备监控系统按三套系统设计，监控主机分设在三个不同的消防、安防中心。即T1在B1层；T2在B1夹层；P1,T3在B1夹层和一层；三套系统自成网络独立运行，相互间可共享信息资源。
设计选用网络型的楼宇自控系统，通过BAC net/IP协议进行通讯。独立的智能一体化控制柜在现场安装，靠近被控设备。智能一体化控制柜具备离线工作能力，在网络控制器失效时，各智能一体化控制柜均能独自正常工作。
5.1冷冻水系统：通过与冷水机组的通讯网关监测冷水机组中的各种运行参数；监测冷水机组的运行状态、故障报警及手/自动状态；监测冷水的供/回水温度、压力、流量；根据负荷控制冷水机组的启/停及运行台数――群控功能；当运行中的冷水机组、水泵、发生故障，BAS会自动启动备用设备。
5.2空调、新风机组监控系统：机组的回水管上设有动态平衡阀和比例电动调节阀，根据设置在回风管上的温度传感器调节进入空气处理机组盘管的水流量，以达到控制室内温度的要求。根据室内CO2浓度控制新回风比。
5.3热交换系统：热交换系统根据二次热水总管温度，调节一次热水供水总管蝶阀开度，实现温度调节。冷冻水二次泵采用变频式调节，在水泵的水流方向设置静压检测器，以通过水管压力调节二次泵的频率，并同时改变泵的转速，以达到节能够的目的。风机盘管的回水管上设有电动两通阀，由室内温控器控制两通阀的开度，温控器上的三速开关控制风机的风量大小。
6设计体会
每个项目都有其特殊性，必须结合项目的定位、功能、要求以及其他相关条件，确定系统的设计原则，只有围绕这些原则进行设计，才能使系统更好的服务于项目。本项目塔楼区新风均采用中央处理并配置热回收系统，即实现了能源的节约，又可以更好的控制噪声对办公及酒店客房等功能房间的影响。