王 天

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太原市某綜合辦公樓空氣調(diào)節(jié)工程設(shè)計

王 天

（太原學(xué)院市政與環(huán)境工程系 太原 030032）

該工程為太原市某綜合辦公樓空調(diào)通風(fēng)設(shè)計。主要介紹了該項目的空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)原則、冷熱負荷、空調(diào)冷熱源、風(fēng)系統(tǒng)、氣流組織和水系統(tǒng)的設(shè)計方案，為中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計提供了理論指導(dǎo)與工程依據(jù)。

辦公樓；空調(diào)設(shè)計；空調(diào)系統(tǒng)

0 引言

隨著我國經(jīng)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(nèi)空氣的溫濕度、潔凈度和空氣品質(zhì)問題越來越受到人們的重視及關(guān)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(shè)計安裝節(jié)能、健康、舒適的中央空調(diào)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(shè)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(diào)機房等；三層為會議廳和休息廳。

2 設(shè)計參數(shù)

2.1 室外設(shè)計參數(shù)

根據(jù)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB 50736-2012[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(diào)室外計算干球溫度31.5℃，空調(diào)室外計算濕球溫度23.8℃，室外平均風(fēng)速1.8m/s，相對濕度55%。

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

2.2 室外設(shè)計參數(shù)

根據(jù)《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》（第二版）[2]查得，空調(diào)室內(nèi)設(shè)計參數(shù)見表1。

表1 空調(diào)房間的室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

3 空調(diào)設(shè)計

3.1 冷熱負荷

本工程中空調(diào)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(diào)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(shù)經(jīng)濟分析方法進行確定。根據(jù)太原市氣候條件、能源結(jié)構(gòu)、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℃，冷凍水流量為78m3/h，冷卻水供回水溫度為32℃/37℃，冷卻水流量為95m3/h。螺桿式冷水機組適用于大、中型空調(diào)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，單臺額定制熱量為435kW，一次網(wǎng)供回水溫度為90℃/70℃，熱水供回水溫度為60℃/50℃，循環(huán)水量為40m3/h。冷水機組與換熱機組均置于制冷機房內(nèi)，制冷機房位于B段一層。B段三層屋面設(shè)置兩臺逆流冷卻塔。

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

3.3 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)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(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)兩種空調(diào)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(fēng)量不大，故空調(diào)機組可以吊裝，氣流組織采用上送上回。送風(fēng)口選用電動旋流風(fēng)口，回風(fēng)口選用單層百葉風(fēng)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(fēng)機盤管加新風(fēng)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(diào)時，還可以關(guān)閉風(fēng)機盤管以節(jié)約能源與運行費用。新風(fēng)機組吊裝于走廊末端。氣流組織形式為上送上回。送風(fēng)口及新風(fēng)口選用方形散流器，回風(fēng)口選用單層百葉風(fēng)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(fēng)量不足，不單會使室內(nèi)的溫濕度得不到保證，而且會對空氣品質(zhì)產(chǎn)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(diào)機組全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)?；旌虾蟮氖覂?nèi)空氣和室外新風(fēng)處理至送風(fēng)狀態(tài)后經(jīng)消聲靜壓箱、風(fēng)管和設(shè)于吊頂上的散流器送到室內(nèi)；通過頂部回風(fēng)口集中回風(fēng)；風(fēng)系統(tǒng)氣流組織為上送上回。過渡季節(jié)可通過調(diào)節(jié)新、回風(fēng)閥，實現(xiàn)全新風(fēng)換氣。

B段二層設(shè)有空調(diào)機房，所以多功能廳健身房、教室的空調(diào)系統(tǒng)采用臥式組合式空調(diào)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)

3.4 空調(diào)水系統(tǒng)

本工程中空調(diào)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(diào)水系統(tǒng)每層分支管的回水管上設(shè)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(cè)，一路供給A段東側(cè)。B段一層制冷機房產(chǎn)生的冷凍水通過直埋方式供給A段。

3.5 通風(fēng)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(fēng)，接到豎井，在屋頂設(shè)排風(fēng)機集中排風(fēng)。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(fēng)方式，各層分別在外墻安裝排風(fēng)機進行集中機械排風(fēng)。排風(fēng)量取新風(fēng)量的85～90%。過渡季節(jié)適當增加新風(fēng)量，實現(xiàn)全新風(fēng)運行。

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

（3）所有樓梯間及電梯前室采用機械加壓送風(fēng)，風(fēng)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(shè)獨立排風(fēng)系統(tǒng)，空氣排出室外前需經(jīng)過除油裝置，排風(fēng)機也應(yīng)選用廚房專用排油煙風(fēng)機。

3.6 消聲、隔振及保溫

本工程空調(diào)系統(tǒng)的消聲設(shè)計為：（1）在吊裝機組和組合式空調(diào)機組的出口安裝消聲靜壓箱，并在機組箱體內(nèi)，設(shè)一定的消聲材料或在機組內(nèi)壁上貼上吸聲材料，以上措施可以使風(fēng)機的噪聲得到一定程度的衰減。（2）當空調(diào)機房的噪聲不符合國家標準的要求時，在空調(diào)機房墻內(nèi)表面和樓板下表面涂吸聲材料；當水泵房內(nèi)的噪聲不符合國家標準的要求時，在墻內(nèi)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(fēng)管上安裝消聲彎頭。

本空調(diào)工程中空調(diào)設(shè)備的減震設(shè)計為：（1）冷水機組、空調(diào)機組、水泵、風(fēng)機等設(shè)備的進出口采用軟管連接。（2）吊裝的機組、風(fēng)機盤管及風(fēng)機等應(yīng)在吊腳架上設(shè)置彈簧減震裝置。（3）水泵出口設(shè)止回閥時，應(yīng)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(fù)合減震器等。

本工程空調(diào)系統(tǒng)的保溫設(shè)計為：由于風(fēng)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(diào)系統(tǒng)的制冷制熱效果變差。故應(yīng)在風(fēng)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(shè)備及管道絕熱設(shè)計導(dǎo)則》GB/T8175[4]進行計算。此外，冷凝水為了防止表面結(jié)露，也應(yīng)設(shè)置一定的保溫厚度。

3.7 自控系統(tǒng)

各區(qū)空調(diào)系統(tǒng)和冷熱源均設(shè)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(fēng)機盤管回水管上設(shè)置溫度傳感器和電動兩通閥來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度；冷凍水進出水管上設(shè)有壓差旁通閥，對系統(tǒng)的進出水壓差進行檢測并調(diào)節(jié)水量；在新風(fēng)管，回風(fēng)管和排風(fēng)管上設(shè)置電動控制閥進行聯(lián)動。根據(jù)新風(fēng)閥的開啟程度來控制回風(fēng)和排風(fēng)口的開啟程度。在室內(nèi)設(shè)置溫度感應(yīng)系統(tǒng)，用于控制新風(fēng)電動閥，以便根據(jù)季節(jié)調(diào)節(jié)新風(fēng)比，在過渡季節(jié)的時候可以全新風(fēng)運行，達到節(jié)能效果。

4 結(jié)論

該空調(diào)工程設(shè)計涵蓋了參數(shù)選擇、冷熱源及空調(diào)方案選擇、氣流組織形式及消聲減震等措施，為空調(diào)系統(tǒng)在辦公類建筑中的設(shè)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(diào)舒適性的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡可能多的采取節(jié)能措施，以實現(xiàn)良好的節(jié)能效果。

[1] GB50736-2012,民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.

[2] 陸耀慶.用供熱空調(diào)設(shè)計手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.

[3] 陸亞俊,馬最良.暖通空調(diào)（第三版）[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2015.

[4] GB/T8175-2008,設(shè)備及管道絕熱設(shè)計導(dǎo)則[S].北京:中國標準出版社,2008.

The Air-conditioning Design of an Office Building in Taiyuan

Wang Tian

( Department of Municipal and Environmental Engineering,Taiyuan University, Taiyuan, 030032 )

This project is an air conditioning and ventilation design for an office building in Taiyuan. The principle of air conditioning system zoning, the cooling and heating load, the design scheme of the cooling and heating source, the ventilating system, the water system and the air distribution is mainly introduced in this paper. It provides a theoretical guidance and engineering basis for the design of the air conditioning system.

office building; air-conditioning design; air-conditioning system

TU831

A

王 天（1990.1-），女，碩士研究生，E-mail：495442001@qq.com

2018-08-07

1671-6612（2018）05-524-04