摘 要：介紹了北京某數(shù)據(jù)中心辦公樓空調(diào)冷熱源的選擇，水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，采取的節(jié)能措施及通風(fēng)防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)，總結(jié)了辦公樓空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，分析了該設(shè)計(jì)存在的不足。

關(guān)鍵詞：變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)；定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)；空調(diào)水系統(tǒng)；通風(fēng)及防排煙；自動(dòng)控制

1 工程建筑概況

本項(xiàng)目位于中關(guān)村環(huán)?？萍际痉秷@，建筑面積為121008平方米，建筑層數(shù)為地下三層，地上四層，其中地下三層為汽車(chē)庫(kù)，設(shè)備用房，地下一、二層為數(shù)據(jù)中心及其附屬配套用房；地上一層至四層為數(shù)據(jù)城堡及其為數(shù)據(jù)中心服務(wù)的辦公、會(huì)議、休息等用房，本項(xiàng)目數(shù)據(jù)機(jī)房部分的通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)由分包設(shè)計(jì)。

2 設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)（見(jiàn)表1）

2.2 室外設(shè)計(jì)參數(shù)

夏季：空調(diào)室外計(jì)算干球溫度35.4℃，空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度26.9℃，夏季空調(diào)日平均溫度30.5℃，室外平均風(fēng)速1.6m/s，大氣壓力98.82hPa。

冬季：空調(diào)室外計(jì)算干球溫度-5.1℃，空調(diào)室外計(jì)算相對(duì)濕度59%，室外平均風(fēng)速2.1m/s，大氣壓力100.9kPa。

3 空調(diào)系統(tǒng)

3.1 冷熱源的選擇

設(shè)計(jì)中對(duì)每一個(gè)空調(diào)房間進(jìn)行了逐時(shí)逐項(xiàng)冷負(fù)荷及熱負(fù)荷計(jì)算，空調(diào)計(jì)算冷負(fù)荷（不含數(shù)據(jù)機(jī)房空調(diào)冷負(fù)荷）為3024kW，冬季熱負(fù)荷為2795kW。結(jié)合辦公建筑特性，即用電高峰時(shí)段空調(diào)負(fù)荷大，其余時(shí)間負(fù)荷小的場(chǎng)合，本項(xiàng)目冷源方案采用冰蓄冷系統(tǒng)，熱源系統(tǒng)采用燃?xì)忮仩t。冰蓄冷系統(tǒng)采用部分蓄冰模式，采用制冷主機(jī)上游、蓄冰盤(pán)管下游的單級(jí)泵串聯(lián)系統(tǒng)，儲(chǔ)冰量為33%；選用兩臺(tái)空調(diào)時(shí)制冷量791kW、制冰時(shí)制冷量524kW的電制冷雙工況冷水機(jī)組（蓄冰系統(tǒng)用）；能效比COP值為制冰時(shí)3.61，空調(diào)時(shí)5.10；考慮到數(shù)據(jù)城堡需全天24h空調(diào)，同時(shí)配有一臺(tái)基載主機(jī)，制冷量為1020kW。能效比COP值為5.13。

冰蓄冷系統(tǒng)二次冷劑為：25%乙烯乙二醇溶液，空調(diào)供回水溫度為7/12℃。

雙工況主機(jī)充冷工況參數(shù)：溶液溫度：-6.5/-2.5℃；冷卻水供回水溫度：32/37℃；運(yùn)行時(shí)間：8h（23：00～7：00）。

雙工況主機(jī)供冷工況參數(shù)：溶液溫度：6/11℃；冷卻水供回水溫度：32/37℃。

儲(chǔ)冷裝置參數(shù)：充冷溫度-6.5℃，充冷時(shí)間：8h（23：00～7：00），釋冷溫度：3.27℃。

基載主機(jī)空調(diào)工況參數(shù)：冷水供回水溫度為7/12℃，冷卻水供回水溫度：32/37℃。

冷卻塔設(shè)置在數(shù)據(jù)中心四層屋面。冷水機(jī)組及冷水泵設(shè)置在地下三層的冷凍機(jī)房?jī)?nèi)。

熱源由位于地塊內(nèi)的燃?xì)忮仩t提供95/70℃的一次熱水引入本工程的地下一層熱力間內(nèi)，由熱力采暖分集水器分出三路。一路供集中采暖，一路提供冬季空調(diào)的一次熱源，管路引至地下三層冷凍機(jī)房交換成60/50℃的二次熱水供冬季全空氣及風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)使用；一路供辦公部分外區(qū)四管制風(fēng)機(jī)盤(pán)管過(guò)渡季供暖，管路引至地下三層冷凍機(jī)房換成45/40℃二次熱水供四管制風(fēng)機(jī)盤(pán)管過(guò)渡季供暖使用。三路均在熱力間分集水器處設(shè)熱表計(jì)量。

3.2 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)以豎向分層、橫向按防火分區(qū)設(shè)置系統(tǒng)為原則，根據(jù)建筑使用功能及用途分別對(duì)應(yīng)設(shè)置全空氣空調(diào)系統(tǒng)及風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。

3.2.1 全空氣定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)

地下二層控制中心、二至四層的數(shù)據(jù)城堡、首層入口大廳等大空間場(chǎng)合設(shè)計(jì)全空氣定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)城堡空調(diào)器選用恒溫恒濕精密空調(diào)器。全空氣組合空調(diào)箱均設(shè)初效、中效過(guò)濾器。空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為雙風(fēng)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，在過(guò)渡季時(shí)可轉(zhuǎn)換成全新風(fēng)運(yùn)行。地下二層控制中心、二至四層的數(shù)據(jù)城堡等大空間場(chǎng)合送風(fēng)采用散流器頂送，單層百葉集中回風(fēng)。首層入口大廳空調(diào)送風(fēng)采用球型噴口送風(fēng)，同側(cè)地面上設(shè)單層百葉集中回風(fēng)，同時(shí)在大廳玻璃幕墻處設(shè)暗裝在架空地板內(nèi)的風(fēng)機(jī)盤(pán)管送風(fēng)。

3.2.2 全空氣變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)

因本工程主要辦公區(qū)建筑進(jìn)深為2個(gè)9m跨，所以在辦公部分外區(qū)設(shè)計(jì)四管制的風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)盤(pán)管承擔(dān)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的負(fù)荷；風(fēng)機(jī)盤(pán)管設(shè)在250mm的架空地板內(nèi)，采用地板管槽式散熱器，風(fēng)機(jī)盤(pán)管供回水管設(shè)置在下一層的頂板下。內(nèi)區(qū)采用變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，承擔(dān)室內(nèi)部分人員、燈光、設(shè)備及新風(fēng)負(fù)荷。對(duì)應(yīng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)有排風(fēng)系統(tǒng)，在過(guò)渡季時(shí)可實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)運(yùn)行。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)采用單風(fēng)道系統(tǒng)，選用冷熱型變風(fēng)量末端裝置，風(fēng)口形式采用條縫風(fēng)口頂送，單層百葉集中回風(fēng)。

3.2.3 風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

本工程在地下一層、地下二層總控中心配套會(huì)議休息室、一二層的管理用房及走道、三層的電子檔案管理區(qū)走道以及四層的技術(shù)資料圖書(shū)庫(kù)設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)盤(pán)管+新風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)接入風(fēng)機(jī)盤(pán)管的送風(fēng)管上頂送，方便各房間獨(dú)立調(diào)節(jié)。

3.2.4 變制冷劑流量多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)+雙向新風(fēng)換氣系統(tǒng)

因與集中空調(diào)系統(tǒng)使用時(shí)間的不同或必須保證24小時(shí)安全運(yùn)行，在地下一層數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、通信機(jī)房、移動(dòng)通訊機(jī)房、首層消防控制中心、安保監(jiān)控室等房間設(shè)計(jì)多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，為滿足人員的新風(fēng)量要求，同時(shí)設(shè)計(jì)雙向新風(fēng)換氣系統(tǒng)。為保證地下二層中央監(jiān)控室的空調(diào)連續(xù)安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)作為其中央空調(diào)的應(yīng)急備用冷源，正常情況下采用大樓冷源供應(yīng)地下二層的中央監(jiān)控室的空調(diào)，應(yīng)急情況下采用多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)。

3.3 空調(diào)水系統(tǒng)

空調(diào)冷凍水系統(tǒng)采用閉式雙管機(jī)械循環(huán)一次泵變流量系統(tǒng)。冷源側(cè)冷水機(jī)組定流量，負(fù)荷側(cè)各空調(diào)末端設(shè)置受室溫控制的電動(dòng)兩通閥；在冷源側(cè)和負(fù)荷側(cè)供回水管路之間，設(shè)置旁通管及受壓差控制的電動(dòng)旁通調(diào)節(jié)閥。空調(diào)水系統(tǒng)立管、干管設(shè)計(jì)為異程系統(tǒng)，夏季供冷、冬季供熱。空調(diào)水系統(tǒng)均采用軟化水補(bǔ)水，補(bǔ)水裝置為定壓罐補(bǔ)水定壓，冰蓄冷乙二醇系統(tǒng)采用乙二醇補(bǔ)液箱高位定壓。冷熱水泵都設(shè)置在地下三層的冷凍機(jī)房?jī)?nèi)。為保證空調(diào)水系統(tǒng)的水量分配及壓力平衡，在各支路回水主干管上設(shè)動(dòng)態(tài)壓差水力平衡閥，各支路回水管上設(shè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)水力平衡?？照{(diào)冷凍水溫度為7/12℃，熱水溫度為60/50℃，冬夏季手動(dòng)切換。

4 采暖通風(fēng)及防排煙系統(tǒng)

4.1 采暖系統(tǒng)

本工程在有水的房間如水箱間、直飲水機(jī)房、報(bào)警閥間、消防水泵房、細(xì)水噴霧機(jī)房等設(shè)計(jì)防凍采暖，靠外墻的衛(wèi)生間及帶淋浴的衛(wèi)生間設(shè)計(jì)采暖系統(tǒng)，采暖型式為散熱器采暖，地下部分采暖供回水干管布置在每層的頂板下，上供上回；地上部分一至四層靠外墻的衛(wèi)生間采用垂直雙管系統(tǒng)，供回水干管設(shè)在地下一層頂板下，下供下回；地下一層頂板下的水管在穿越電氣房間處均設(shè)有夾層供水管敷設(shè)。集中采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為148kW。

4.2 通風(fēng)系統(tǒng)

（1）自然通風(fēng)。所有靠外墻的空調(diào)房間均可利用可開(kāi)啟外窗在天氣適宜時(shí)段自然通風(fēng)，消除室內(nèi)的余熱和余濕，滿足人員舒適性的同時(shí)降低空調(diào)通風(fēng)能耗，全空氣系統(tǒng)均設(shè)計(jì)為雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，在過(guò)渡季可實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)運(yùn)行。

（2）機(jī)械通風(fēng)。在大樓冷凍機(jī)房、直飲水機(jī)房、變配電室等設(shè)備用房分別設(shè)有獨(dú)立的機(jī)械送排風(fēng)系統(tǒng)，以滿足設(shè)備用房排出余熱和通風(fēng)換氣的要求。

淋浴、更衣、衛(wèi)生間、茶水、文印均設(shè)有機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)或排氣扇排風(fēng)，更衣室設(shè)有新風(fēng)，淋浴與衛(wèi)生間進(jìn)風(fēng)來(lái)自于鄰近區(qū)域，以滿足該場(chǎng)合的通風(fēng)換氣要求，保證該房間相對(duì)于鄰近房間為負(fù)壓，以免氣味外溢相鄰房間。衛(wèi)生間排風(fēng)水平由排氣扇排至豎井，屋頂設(shè)排風(fēng)機(jī)由屋頂排出。

地下三層汽車(chē)庫(kù)按照防煙分區(qū)設(shè)計(jì)機(jī)械送排風(fēng)系統(tǒng)，每個(gè)防煙分區(qū)設(shè)計(jì)一套送排風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)機(jī)兼排煙，送風(fēng)機(jī)兼消防補(bǔ)風(fēng)。

地下一層的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、通信機(jī)房、移動(dòng)通訊機(jī)房及變配電間等房間消防采用氣體滅火系統(tǒng)，為排除其滅火后房間內(nèi)充滿的七氟丙烷氣體，設(shè)有氣體滅火事故排風(fēng)系統(tǒng)。

4.3 防排煙系統(tǒng)

地下室內(nèi)走道及地下總控中心設(shè)計(jì)機(jī)械排煙系統(tǒng)及補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，火災(zāi)時(shí)，由消防控制中心開(kāi)啟著火區(qū)域內(nèi)的排煙口，同時(shí)開(kāi)啟排煙風(fēng)機(jī)，并開(kāi)啟對(duì)應(yīng)防火分區(qū)內(nèi)的補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)。

地上未設(shè)計(jì)機(jī)械排煙的房間采用開(kāi)啟外窗自然排煙，可開(kāi)啟外窗面積不小于該房間面積的2%，外窗至房間最遠(yuǎn)點(diǎn)不超過(guò)30m。

不滿足自然排煙條件的防煙樓梯間及其前室設(shè)置加壓送風(fēng)系統(tǒng)。采用對(duì)樓梯間設(shè)機(jī)械加壓送風(fēng)，前室不送風(fēng)的系統(tǒng)形式，防煙樓梯間每隔一層設(shè)一自垂式常開(kāi)百葉風(fēng)口。

5 自動(dòng)控制與節(jié)能措施

5.1 自動(dòng)控制

本工程采用直接數(shù)字式監(jiān)控系統(tǒng)（DDC系統(tǒng)），它由中央電腦及終端設(shè)備加上若干個(gè)DDC控制盤(pán)組成，在空調(diào)控制中心能顯示打印出空調(diào)、通風(fēng)、制冷等各系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及主要運(yùn)行參數(shù)，并進(jìn)行集中遠(yuǎn)距離控制和程序控制。

空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組冷凍水管道上的電動(dòng)兩通閥均與風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖控制，空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組的新風(fēng)入口處的電動(dòng)密閉調(diào)節(jié)閥的開(kāi)閉與風(fēng)機(jī)啟停聯(lián)鎖；全空氣系統(tǒng)部分設(shè)計(jì)過(guò)渡季節(jié)全新風(fēng)運(yùn)行措施，盡量利用室外新鮮空氣自然降溫，減少全年冷水機(jī)組開(kāi)啟時(shí)間。

5.2 節(jié)能設(shè)計(jì)

空調(diào)冷熱源采用冰蓄冷方案，可以轉(zhuǎn)移建筑的用電負(fù)荷，起到“削峰填谷”的作用，總體上提高發(fā)電廠能源的利用效率，緩解用電緊張，還可以降低配電設(shè)備和制冷設(shè)備的容量。

辦公建筑劃分內(nèi)外區(qū)，外區(qū)采用四管制地板管槽式散熱器，內(nèi)區(qū)采用單風(fēng)道變風(fēng)量系統(tǒng)，有利于各空調(diào)區(qū)分別調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，提高室內(nèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

全空氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)為雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，在過(guò)渡季節(jié)采用變新風(fēng)比調(diào)節(jié)及全新風(fēng)運(yùn)行，當(dāng)室外空氣焓值小于室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)狀態(tài)的焓值時(shí)，采用室外新風(fēng)為室內(nèi)降溫，充分利用室外天然冷源。

采用直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC系統(tǒng)）的集中空調(diào)自控系統(tǒng)，節(jié)省空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行能耗。

6 設(shè)計(jì)特點(diǎn)及存在的問(wèn)題

6.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

設(shè)計(jì)采用了多項(xiàng)節(jié)能技術(shù)措施：

（1）采用冰蓄冷系統(tǒng)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)起到“削峰填谷”的作用，對(duì)于電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，具有較好的節(jié)能效果。

（2）開(kāi)放式辦公區(qū)域采用內(nèi)外分區(qū)的空調(diào)形式，內(nèi)區(qū)采用變風(fēng)量形式，外區(qū)采用管槽式風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)，變風(fēng)量系統(tǒng)具有控制靈活、節(jié)能等特點(diǎn)，它能根據(jù)空調(diào)區(qū)負(fù)荷的變化，自動(dòng)改變送風(fēng)量；隨著系統(tǒng)送風(fēng)量的減少，風(fēng)機(jī)的輸送能耗相應(yīng)減少。

（3）空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅考慮了設(shè)計(jì)工況，而且考慮過(guò)渡季節(jié)空調(diào)系統(tǒng)采用全新風(fēng)或增大新風(fēng)比運(yùn)行，可以有效地改善空調(diào)區(qū)內(nèi)空氣的品質(zhì)，大量節(jié)省空氣處理所需消耗的能量。

（4）為達(dá)到水系統(tǒng)平衡，在各循環(huán)水支路設(shè)置平衡閥，使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，運(yùn)行可靠。

6.2 存在的問(wèn)題

（1）部分辦公區(qū)域采用吊頂集中回風(fēng)形式，使空調(diào)區(qū)域加大，空調(diào)能耗上升，不利于節(jié)能。

（2）新風(fēng)接入風(fēng)機(jī)盤(pán)管的送風(fēng)管后送出，會(huì)造成送風(fēng)和新風(fēng)的壓力難以平衡，會(huì)影響新風(fēng)量的送入。

（3）大廳地面回風(fēng)，空氣質(zhì)量差。

（4）本工程外區(qū)管槽式風(fēng)機(jī)盤(pán)管設(shè)在每層的架空地板內(nèi)，水管設(shè)在下一層的頂板下，其中地下一層頂板下的水管在穿越電氣房間時(shí)設(shè)有夾層供水管敷設(shè)，需要暖通專(zhuān)業(yè)與土建專(zhuān)業(yè)密切配合，做好風(fēng)管、水管等穿墻及樓板孔洞的預(yù)留工作等。

參考文獻(xiàn)

[1]陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

[2]北京市建筑設(shè)計(jì)研究院.DBJ01-621-2005，公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京市建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化辦公室，2005.

[3]北京市建筑設(shè)計(jì)研究院.建筑設(shè)備專(zhuān)業(yè)技術(shù)措施[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.

[4]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司，中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施-暖通空調(diào).動(dòng)力[M].中國(guó)計(jì)劃出版社，2009.

作者簡(jiǎn)介：周懷改（1981，07-），女，河南南陽(yáng)人，碩士研究生，工程師，研究方向：室內(nèi)通風(fēng)及空調(diào)制冷。