王 天

（太原學院，山西太原030032）

隨著我國經濟的飛速發(fā)展及人民生活水平的顯著提高，建筑業(yè)也在不斷的向前發(fā)展，室內空氣的溫濕度、潔凈度和空氣品質問題越來越得到人們的重視及關注，人們對生活環(huán)境舒適性的要求也越來越高。因此，迫切需要為商業(yè)建筑設計安裝節(jié)能、健康、舒適的中央空調系統(tǒng)，以滿足人們對于高生活水平的追求。

1 工程概況

本設計對象為太原市某綜合辦公樓，該綜合辦公樓總建筑面積為13850m2。該辦公樓分為AB兩段，兩段相通并用廊道連接。A段地上共十三層，主要以辦公室及會議室為主，總高度49.5m。其中一層到十層層高為3.75m，十一層層高為3.9m，十二層層高為3.6m。十三層是水箱間和維修間，層高為4.5m。B段地上共三層，每層層高4.8m，其中一層為餐廳、廚房、包間、制冷機房、水泵間等；二層為多功能廳、教室、健身房、更衣室、閱覽室、空調機房等；三層為會議廳和休息廳。

2 設計參數(shù)

2.1 室外設計參數(shù)

根據(jù) 《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》GB50736-2012［1］查得，太原市的室外計算參數(shù)如下。

夏季：室外大氣壓力91.98kPa，空調室外計算干球溫度31.5℃，空調室外計算濕球溫度23.8℃，室外平均風速1.8m／s，相對濕度55%。

冬季：室外大氣壓力：93.35kPa，空調室外計算干球溫度-12.8℃，室外平均風速2.0m／s，相對濕度50%。

2.2 室內設計參數(shù)

根據(jù) 《實用供熱空調設計手冊》 （第二版）［2］查得，空調室內設計參數(shù)見表1。

表1 空調房間的室內設計參數(shù)Table 1 Interior design parameters of the air conditioning room

3 空調設計

3.1 冷熱負荷

本工程中空調冷負荷的計算采用冷負荷系數(shù)法，熱負荷的計算依照穩(wěn)態(tài)傳熱理論［3］進行。本綜合辦公樓空調總冷負荷為840.243kW，總熱負荷為779.794kW，冷負荷指標為91.55W／m2，熱負荷指標為84.97W／m2。

3.2 冷熱源

冷熱源方案的制定，采用技術經濟分析方法進行確定。根據(jù)太原市氣候條件、能源結構、系統(tǒng)的冷熱負荷和本工程的特點，最終確定選用了螺桿式冷水機組＋水-水板式換熱器作為冷熱源。

冷源選擇兩臺螺桿式冷水機組，單臺額定制冷量為455kW。冷凍水供回水溫度為7℃／12℃，冷凍水流量78m3／h，冷卻水供回水溫度為 32℃／37℃，冷卻水流量95m3／h。螺桿式冷水機組適用于大、中型空調制冷系統(tǒng)，運行可靠性較高，壽命較長［3］。熱源選擇兩臺水-水板式換熱器，將市政熱水引入到制冷機房中，單臺額定制熱量435kW，一次網供回水溫度90℃／70℃，熱水供回水溫度60℃／50℃，循環(huán)水量40m3／h。冷水機組與換熱機組均置于制冷機房內，制冷機房位于B段一層。B段三層屋面設置兩臺逆流冷卻塔。

冷凍水泵單臺流量90m3／h，揚程為28m，電機功率為11kW，轉速為2900r／min，兩用一備。冷卻水泵單臺流量110m3／h，揚程為19.5m，電機功率為11kW，轉速為2900r／min，兩用一備。

3.3 空調風系統(tǒng)

空調風系統(tǒng)的設計依照豎向按層，橫向按防火分區(qū)為原則，同時根據(jù)房間使用功能進行劃分。本工程主要采用全空氣一次回風系統(tǒng)和風機盤管加新風系統(tǒng)兩種空調系統(tǒng)類型。

A段門廳貫穿一層和二層，屬于高大空間，人員密度較大，故采用全空氣系統(tǒng)。因總風量不大，故空調機組可以吊裝，氣流組織采用上送上回。送風口選用電動旋流風口，回風口選用單層百葉風口。

A段除門廳采用全空氣系統(tǒng)外，其余各辦公室及會議室均采用風機盤管加新風系統(tǒng)，以便各房間的溫度可以獨立控制。當有的房間不需要空調時，還可以關閉風機盤管以節(jié)約能源與運行費用。新風機組吊裝于走廊末端。氣流組織形式為上送上回。送風口及新風口選用方形散流器，回風口選用單層百葉風口。

B段健身房、大會議室、餐廳等屬于大空間場所，冷負荷密度大，潛熱負荷大，人員密度大，且人員散發(fā)氣味多，如果風量不足，不僅會使室內的溫濕度得不到保證，而且會對空氣品質產生嚴重的影響，影響人體的健康。所以B段全部采用全空氣系統(tǒng)。

B段一層餐廳和三層會議廳等大空間場所采用吊頂式空調機組全空氣一次回風系統(tǒng)。混合后的室內空氣和室外新風處理至送風狀態(tài)后經消聲靜壓箱、風管和設于吊頂上的散流器送到室內；通過頂部回風口集中回風；風系統(tǒng)氣流組織為上送上回。過渡季節(jié)可通過調節(jié)新風閥和回風閥，實現(xiàn)全新風換氣。

B段二層設有空調機房，所以多功能廳健身房、教室的空調系統(tǒng)采用臥式組合式空調機組對空氣進行處理。各全空氣系統(tǒng)的參數(shù)如表2所示。

表2 全空氣系統(tǒng)參數(shù)Table 1 Parameters of the all air systems

3.4 空調水系統(tǒng)

本工程中空調水系統(tǒng)采用一次泵變流量雙管制，夏冬季冷熱兼用。水系統(tǒng)水平和垂直均為異程式，在空調水系統(tǒng)每層分支管的回水管上設平衡閥解決異程式的水力平衡問題。冷水系統(tǒng)采用定壓罐定壓，補水均采用軟化水。制冷機房的分集水器接出三路管道，一路供給B段，一路供給A段西側，一路供給A段東側。B段一層制冷機房產生的冷凍水通過直埋方式供給A段。

3.5 通風系統(tǒng)及防排煙系統(tǒng)

（1）A段衛(wèi)生間單獨進行機械排風，接到豎井，在屋頂設排風機集中排風。衛(wèi)生間換氣次數(shù)取10h-1計算。A段其他房間如辦公室、會議室等采用分層排風方式，各層分別在外墻安裝排風機進行集中機械排風。排風量取新風量的85%～90%。過渡季節(jié)適當增加新風量，實現(xiàn)全新風運行。

（2）B段衛(wèi)生間采用排風扇進行單獨排風。B段其他房間采用分層集中排風方式。

（3）所有樓梯間及電梯前室采用機械加壓送風，風機布置于A段11層屋面與B段3層屋面。

（4）B段一層廚房設獨立排風系統(tǒng)，空氣排出室外前需經過除油裝置，排風機也應選用廚房專用排油煙風機。

3.6 消聲、隔振及保溫

3.6.1 空調系統(tǒng)的消聲設計

（1）在吊裝機組和組合式空調機組的出口安裝消聲靜壓箱，并在機組箱體內，設一定的消聲材料或在機組內壁上貼上吸聲材料，以上措施可以使風機的噪聲得到一定程度的衰減。

（2）當空調機房的噪聲不符合國家標準的要求時，在空調機房墻內表面和樓板下表面涂吸聲材料；當水泵房內的噪聲不符合國家標準的要求時，在墻內表面和樓板下表面涂吸聲材料或安裝消聲器，有必要時可安裝消聲罩。

（3）在風管上安裝消聲彎頭。

3.6.2 空調設備的減震設計

（1）冷水機組、空調機組、水泵、風機等設備的進出口采用軟管連接。

（2）吊裝的機組、風機盤管及風機等應在吊腳架上設置彈簧減震裝置。

（3）水泵出口設止回閥時，應選用消錘式止回閥［1］。

（4）在機組的基座上安裝減震器，例如橡膠減震墊、彈簧復合減震器等。

3.6.3 空調系統(tǒng)的保溫設計

由于風管與水管的管材均為金屬，故傳熱系數(shù)較大，冷熱水及空氣在管中流動時宜造成冷量及熱量的損失，使空調系統(tǒng)的制冷制熱效果變差。故應在風管與水管上覆蓋保溫材料。選擇柔性泡沫橡塑材料作為保溫材料。保溫層厚度按照 《設備及管道絕熱設計導則》GB／T8175［4］進行計算。此外，冷凝水為了防止表面結露，也應設置一定的保溫厚度。

3.7 自控系統(tǒng)

各區(qū)空調系統(tǒng)和冷熱源均設置自控裝置，通過溫控閥、傳感器等實現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能運行。比如：在風機盤管回水管上設置溫度傳感器和電動兩通閥來調節(jié)室內溫度；冷凍水進出水管上設有壓差旁通閥，對系統(tǒng)的進出水壓差進行檢測并調節(jié)水量；在新風管、回風管和排風管上設置電動控制閥進行聯(lián)動。根據(jù)新風閥的開啟程度來控制回風和排風口的開啟程度。在室內設置溫度感應系統(tǒng)，用于控制新風電動閥，以便根據(jù)季節(jié)調節(jié)新風比，在過渡季節(jié)的時候可以全新風運行，達到節(jié)能效果。

4 結語

該空調工程設計涵蓋了參數(shù)選擇、冷熱源及空調方案選擇、氣流組織形式及消聲減震等措施，為空調系統(tǒng)在辦公類建筑中的設計提供了案例及參考依據(jù)。由于近年來節(jié)能問題越來越受到人們的重視，故在滿足空調舒適性的基礎上，應盡可能多的采取節(jié)能措施，以實現(xiàn)良好的節(jié)能效果。