李 玉 萬(wàn)

(甘肅省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000)

1 工程概況

蘭州理工大學(xué)西校區(qū)大學(xué)生活動(dòng)中心，項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)位于蘭州市七里河區(qū)彭家坪路36號(hào)蘭州理工大學(xué)西校區(qū)內(nèi)，為多層公共建筑，總建筑面積為30 700 m2，其中地上建筑面積為18 680 m2，地下建筑面積為12 020 m2；建筑層數(shù)地上5層，地下2層，建筑主體高度23.15 m，建筑耐火等級(jí)地上二級(jí)，地下一級(jí)；地下2層為停車庫(kù)及設(shè)備用房。地下1層為禮堂舞臺(tái)區(qū)、健身、音樂(lè)、舞蹈活動(dòng)室“峽谷”中庭。首層南側(cè)為大禮堂、多功能劇場(chǎng)，北側(cè)為咖啡書吧、超市等學(xué)生服務(wù)功能區(qū)。2層為學(xué)生活動(dòng)室、就業(yè)指導(dǎo)中心。3層為學(xué)生活動(dòng)室、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心和就業(yè)指導(dǎo)中心。4層為師生辦公用房，包括學(xué)生資困、發(fā)展指導(dǎo)中心等。5層西北側(cè)為辦公用房，東南側(cè)為心理指導(dǎo)中心。

本文僅對(duì)活動(dòng)中心多功能劇場(chǎng)冷源系統(tǒng)、多功能劇場(chǎng)空調(diào)處理機(jī)組選型、多功能劇場(chǎng)排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。

2 多功能劇場(chǎng)冷源

本工程空調(diào)冷負(fù)荷Q0=317.86 kW，按照GB 50736—2012民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范第8.2.2條規(guī)定[1]，選用兩臺(tái)板管蒸發(fā)冷卻式渦旋冷水機(jī)組(單臺(tái)容量為170 kW)。

蒸發(fā)冷卻式冷水機(jī)組的換熱效率大大提高，比傳統(tǒng)的水冷式機(jī)組節(jié)能15%以上，比風(fēng)冷式機(jī)組節(jié)能30%以上。

與傳統(tǒng)的水冷式機(jī)組比較，蒸發(fā)冷卻式機(jī)組具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1)水冷卻式冷水機(jī)組，地下需設(shè)置制冷機(jī)房，屋面設(shè)置冷卻塔，造價(jià)高，管路系統(tǒng)復(fù)雜，適合大中型工程空調(diào)制冷，本工程僅多功能劇場(chǎng)設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，選擇板管蒸發(fā)冷卻式渦旋冷水機(jī)組能更好的適應(yīng)本工程的需求。

2)蒸發(fā)冷卻式模塊冷水機(jī)組，高度集成，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少，無(wú)需設(shè)置專用的制冷機(jī)房，本工程蒸發(fā)冷卻式機(jī)組設(shè)置于屋面，大大節(jié)省了建筑空間。

3)與水冷式系統(tǒng)相比，無(wú)需配備冷卻塔、大功率冷卻水泵，冷卻水管路系統(tǒng)；這種機(jī)組的冷卻水只是補(bǔ)給散失的水量，可減少冷卻塔存在的“飛水”損失，其用水量一般不到冷卻塔用水量的1/2[2]。

選擇與本工程制冷量相同，COP=5的水冷式機(jī)組作對(duì)比，計(jì)算冷卻泵節(jié)約的能耗。

冷凝熱Qh=Q0×(1+1/COP)=408 kW，冷卻泵流量G=1.1×0.86×Qh/5=77.2 m3/h，冷卻泵功耗N=G×H/367.3η=7.85 kW，假定本工程全年開啟冷機(jī)的時(shí)間為4個(gè)月，每個(gè)月平均開機(jī)時(shí)間為36 h，則使用蒸發(fā)冷卻式模塊冷水機(jī)組節(jié)省的冷卻泵用電量為：4×36×7.85=1 130.4 kWh。

3 多功能劇場(chǎng)空調(diào)處理機(jī)組選型

本工程空調(diào)處理機(jī)組選擇變風(fēng)道節(jié)能型空調(diào)機(jī)組，合理降低空調(diào)末端能耗是最直接有效的節(jié)能措施。

在過(guò)渡季節(jié)，空調(diào)系統(tǒng)全新風(fēng)運(yùn)行，空調(diào)末端換熱盤管不起熱交換作用，在新風(fēng)通過(guò)換熱盤管時(shí)，需要克服換熱盤管的阻力，產(chǎn)生不必要的能量損耗；變風(fēng)道節(jié)能型空調(diào)機(jī)組通過(guò)內(nèi)置風(fēng)門的開啟或關(guān)閉改變氣流通道，實(shí)現(xiàn)空調(diào)季節(jié)和過(guò)渡季節(jié)兩種運(yùn)行模式的轉(zhuǎn)換。當(dāng)過(guò)渡季節(jié)全新風(fēng)運(yùn)行時(shí)，打開內(nèi)置風(fēng)門，新風(fēng)直接從風(fēng)門旁通，不需經(jīng)過(guò)換熱盤管，減少盤管阻力約150 Pa，避免了無(wú)用功耗的產(chǎn)生，使空調(diào)機(jī)組運(yùn)行能耗降低30%以上。

過(guò)渡季空調(diào)機(jī)組節(jié)省的用電功耗可通過(guò)下面公式計(jì)算：

式中：L——通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，m3/h；

Δp——通風(fēng)機(jī)節(jié)省的全壓，Pa；

η——全壓效率；

ηm——通風(fēng)機(jī)機(jī)械效率；

K——電機(jī)容量安全系數(shù)。

ΔN=80 000×150×1.2/0.85×3 600×0.98=4.8 kW，假定本工程過(guò)渡季時(shí)長(zhǎng)為2個(gè)月，每個(gè)月平均開啟空調(diào)機(jī)組的時(shí)間為36 h，則使用變風(fēng)道節(jié)能型空調(diào)機(jī)組節(jié)省的風(fēng)機(jī)用電量為：2×36×4.8=345.6 kWh。

4 多功能劇場(chǎng)排煙設(shè)計(jì)

本工程多功能劇場(chǎng)屬于凈空大于6 m的場(chǎng)所，依據(jù)GB 51251—2017第4.6.3.2條表4.6.3[3]，參照辦公室、學(xué)校場(chǎng)所空間凈高大于9 m，按照有噴淋(采用濕式滅火系統(tǒng))選取排煙量87 000 m3/h，按照GB 51251—2017第4.6.1條，排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)量104 400 m3/h，在多功能劇場(chǎng)頂部設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)，單個(gè)排煙口最大排煙量按照GB 51251—2017附錄B表B選取，為26 400 m3/h。

多功能劇場(chǎng)面積大于500 m2，需設(shè)置機(jī)械補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，補(bǔ)風(fēng)量不小于52 200 m3/h，且補(bǔ)風(fēng)口設(shè)置在儲(chǔ)煙倉(cāng)下沿以下。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上分析，選擇節(jié)能型產(chǎn)品蒸發(fā)冷卻式模塊冷水機(jī)組及變風(fēng)道節(jié)能型空調(diào)機(jī)組，節(jié)能優(yōu)勢(shì)明顯，可為本工程制冷工況下全年可節(jié)省冷卻泵用電量為1 130.4 kWh；過(guò)渡季風(fēng)機(jī)節(jié)省用電量345.6 kWh；而且對(duì)于西北地區(qū)干旱缺水、濕球溫度低的特點(diǎn)，選擇蒸發(fā)冷卻式冷水機(jī)組更具有極大的節(jié)能潛力，應(yīng)該大力推廣使用。