北京某大廈裝修改造項(xiàng)目空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)析

孫凱 張睿

【摘 要】本項(xiàng)目工程空調(diào)控制采用DDC控制系統(tǒng)，可以在控制中心顯示并打印空調(diào)、制冷、通風(fēng)等主要系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。DDC系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)以下控制。本文以北京某辦已建成的辦公大廈裝修改造項(xiàng)目為例，簡(jiǎn)明介紹和分析其空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況。文章主要從空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源、空調(diào)風(fēng)路系統(tǒng)、空調(diào)水路系統(tǒng)、空調(diào)自控系統(tǒng)和節(jié)能環(huán)保措施五個(gè)方面對(duì)改造項(xiàng)目的暖通設(shè)計(jì)做出了說明，并且從設(shè)計(jì)及施工差異的方面做了總結(jié)及反思。

【關(guān)鍵詞】改造項(xiàng)目 空調(diào)系統(tǒng) 節(jié)能環(huán)保

1 工程概況

項(xiàng)目位于北京市朝陽區(qū)，建筑功能為高檔寫字樓，建筑面積約51483m2，其中地下建筑面積約13572m2，地上建筑面積約37911m2，地上20層，地下4層，建筑高度約77.15m，標(biāo)準(zhǔn)層高約3.7m。其中B4，B3，B3層為汽車庫。B4層為設(shè)備機(jī)房。B1層為變配電室、自行車庫、職工餐廳和燃?xì)鈴N房等。地上首層為入口大堂、銀行大廳、消防控制室和保安監(jiān)控室。2層及以上為會(huì)議室和辦公區(qū)。20層為多功能廳和會(huì)議室。制冷機(jī)房（壓縮式制冷、冷媒為環(huán)保制冷劑）和空調(diào)熱水的熱力交換站置于B4層人防區(qū)域之外。

此次項(xiàng)目為土建主體已經(jīng)基本完工，維持暖通專業(yè)消防系統(tǒng)的原有設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容未：制冷機(jī)房冷源系統(tǒng)、設(shè)備布置及管路連接的重新設(shè)計(jì)、地下餐廳及廚房的空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)、地上所有區(qū)域的空調(diào)通風(fēng)重新設(shè)計(jì)、機(jī)房專用空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并配合室內(nèi)的精裝修設(shè)計(jì)完成空調(diào)末端追位圖。此地下車庫區(qū)域的通風(fēng)系統(tǒng)及全樓的防、排煙系統(tǒng)均保持原有設(shè)計(jì)，不在本次設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)，本文不做相關(guān)描述。

2 設(shè)計(jì)參數(shù)（見表1）

房間名稱 夏季 冬季 最小新風(fēng)量m2/h.人.或換氣次數(shù) 室內(nèi)噪音標(biāo)準(zhǔn)Db（A） 備注

干球溫度（℃） 相對(duì)濕度（%） 干球溫度（℃） 相對(duì)濕度（%）

大廳、休息區(qū) 27 55 18 - 20 ≤50 人員密度：5m2/人

辦公室 26 50 20 ≥30 30 ≤45 人員密度：10m2/人

視頻會(huì)議室 26 50 20 ≥30 30 ≤45 人員密度：1.5m2/人

多功能廳 26 50 20 ≥30 30 ≤50 人員密度：1.2m2/人

檔案室 24 55 20 ≥45 20 ≤45

衛(wèi)生間 18 10次/h

電梯機(jī)房 ≤40 ≥5 10次/h

表1 空調(diào)房間的設(shè)計(jì)參數(shù)

3 冷源設(shè)計(jì)

項(xiàng)目冷源設(shè)計(jì)采用兩臺(tái)350USRT（單臺(tái)1200kW制冷量）離心式電制冷機(jī)組和一抬175USRT（單臺(tái)600kW制冷量）螺桿式電制冷機(jī)組提供15-20℃空調(diào)冷凍水。冷卻水由冷卻塔降溫后循環(huán)使用，其進(jìn)出水設(shè)計(jì)溫度為32-37℃。當(dāng)室外空氣焓值低于20kJ/kg干空氣時(shí)，停止運(yùn)行冷水機(jī)組，使用一臺(tái)冷卻塔與其對(duì)應(yīng)的冷卻水泵、冷對(duì)水泵、板式換熱器，為空調(diào)內(nèi)區(qū)提供15-20℃的空調(diào)冷凍水，實(shí)現(xiàn)冷卻塔過渡季節(jié)“免費(fèi)制冷”。

項(xiàng)目熱源設(shè)計(jì)采用市政熱力的外熱網(wǎng)提供85-60℃采暖熱水。冬季經(jīng)熱力交換設(shè)備切換成60-50℃的二次水供給暖、空調(diào)系統(tǒng)使用。

4 空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

空調(diào)系統(tǒng)為大廈供冷、供熱主要集中在冬、夏季，過渡季節(jié)視情況而定。空調(diào)范圍包括地下員工餐廳、地上大堂、辦公區(qū)域，不包括地下車庫。但是對(duì)地下局部與室外相接的部分依然注意保溫。

4.1 地下區(qū)域

B1層的員工餐廳采用雙盤管VRV多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，夏季冷媒管制冷，冬季市政交換熱水供熱。餐廳廚房設(shè)計(jì)排風(fēng)排油煙及補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，以保障正常通風(fēng)換氣。交配電室、電信機(jī)房、蓄電池室、消防與保安監(jiān)控室等設(shè)置分體型熱泵空調(diào)。交配電室、制冷機(jī)房、熱力交換站設(shè)置機(jī)械進(jìn)排風(fēng)裝置，中水機(jī)房設(shè)立獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，自然進(jìn)風(fēng)，機(jī)械排風(fēng)。

4.2 地上區(qū)域

首層大堂采用集中送風(fēng)的定風(fēng)量一次回風(fēng)全空氣空調(diào)系統(tǒng)，其他辦公區(qū)采用干式風(fēng)機(jī)盤管加溶液調(diào)濕機(jī)組處理的新風(fēng)。其中部分樓層的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置熱回收溶液調(diào)濕機(jī)組進(jìn)行熱量回收。

二十層大型會(huì)議區(qū)、多功能職工活動(dòng)中心、中型會(huì)議區(qū)、會(huì)議備勤及庫房等區(qū)域設(shè)置獨(dú)立控制的空調(diào)系統(tǒng)，新風(fēng)風(fēng)閥電動(dòng)關(guān)閉，供應(yīng)該區(qū)的新風(fēng)機(jī)組配置變頻風(fēng)機(jī)，以定靜壓的方式在風(fēng)管最遠(yuǎn)支略下有三分之一出設(shè)置壓力傳感器控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

其中有部分需24小時(shí)提供空調(diào)的區(qū)域，包括首層保安監(jiān)控室、首層消防監(jiān)控室、11層UPS機(jī)房、12層虛擬現(xiàn)實(shí)機(jī)房、12層終端機(jī)房、12層生產(chǎn)調(diào)度中心、12層繪圖室、首層-20層核心筒北側(cè)的弱電室。

5 空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

空調(diào)冷凍水、采暖熱水系統(tǒng)為分區(qū)兩管制，垂直管路與水平管路均為異程式系統(tǒng)。根據(jù)建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)和空調(diào)系統(tǒng)的冷、熱負(fù)荷，在同層中劃分空調(diào)內(nèi)、外區(qū)，垂直方向不分區(qū)。地上辦公區(qū)、會(huì)議區(qū)及公共區(qū)通過空調(diào)內(nèi)外區(qū)的劃分，解決了冬季的“溫差”問題，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外區(qū)空調(diào)獨(dú)立控制調(diào)節(jié)，避免“冷熱不均”。

為適應(yīng)冬、夏兩季冷、熱負(fù)荷及供、回水溫差的變化，空調(diào)冷凍水/熱水系統(tǒng)分別設(shè)置循環(huán)水泵。但空調(diào)水路系統(tǒng)的補(bǔ)水定壓裝置為冬、夏共用?？紤]到系統(tǒng)運(yùn)行的節(jié)能與穩(wěn)定，制冷站的冷水系統(tǒng)采用“一次泵主機(jī)、末端變流量”的方式?？照{(diào)機(jī)組和風(fēng)機(jī)盤管處設(shè)置電動(dòng)閥，依據(jù)室溫調(diào)節(jié)水量，在連接AHU/PAU的空調(diào)回水管路上安裝動(dòng)態(tài)壓差平衡閥，每層獨(dú)立的風(fēng)機(jī)盤管回路的水平回水干管接豎向總管處，安裝壓差平衡閥，以便于系統(tǒng)調(diào)試和節(jié)能運(yùn)行。

6 自控設(shè)計(jì)

6.1 對(duì)冷熱源的控制

冷凍機(jī)房設(shè)備啟停及報(bào)警；冷凍水循環(huán)泵變頻控制；熱交換器出水溫度、板式換熱器及水泵運(yùn)行參數(shù)控制；冷熱水溫度、壓力、流量、冷量熱量等參數(shù)的記錄顯示。

6.2 冷卻塔

自動(dòng)檢測(cè)冷凍機(jī)、冷卻塔的運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警并根據(jù)測(cè)量值計(jì)算系統(tǒng)冷負(fù)荷，以實(shí)現(xiàn)冷凍機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)的最優(yōu)控制；冷卻水溫度、壓力、流量等參數(shù)的記錄顯示；冷水機(jī)組、冷水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)及進(jìn)水電動(dòng)閥連鎖控制；根據(jù)冷水供回水壓力，自動(dòng)調(diào)節(jié)冷水供回水管間旁通閥的開度，以保證管網(wǎng)的壓差和流量平衡[1]。

6.3 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)

風(fēng)機(jī)啟?？刂萍盃顟B(tài)顯示，故障報(bào)修；溫濕度等參數(shù)顯示及報(bào)警；溫濕度值的控制及防凍保護(hù)控制；空調(diào)機(jī)組空氣過濾器堵塞報(bào)警控制；室內(nèi)外焓值的測(cè)量及熱交換器的控制。風(fēng)機(jī)盤管采用電動(dòng)兩通水閥和風(fēng)機(jī)的三速開關(guān)控制。

6.4 通風(fēng)系統(tǒng)

風(fēng)機(jī)的啟停控制及狀態(tài)顯示、故障報(bào)修；風(fēng)機(jī)前后防火閥、送排風(fēng)機(jī)的連鎖控制。

7 節(jié)能環(huán)保措施

（1）本項(xiàng)目所有暖通設(shè)備均采用高效、節(jié)能、環(huán)保、低噪聲類型，設(shè)備機(jī)房的墻面、頂面和門窗等，由建筑專業(yè)做吸聲隔聲處理。并且，首層中庭采用分層空調(diào)的空調(diào)采暖方式，以節(jié)省運(yùn)行能耗。

（2）空調(diào)系統(tǒng)采用溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)，既能避免冷卻再加熱送風(fēng)的低效率浪費(fèi)能源的方式，又可因冷水供水溫度的提高使得制冷機(jī)的耗電量降低。同時(shí)空調(diào)末端由于幾乎沒有冷凝水的產(chǎn)生，克服了傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)盤管在濕工況下容易集塵，滋生“軍團(tuán)菌”等危害人體健康的隱患。新型溶液調(diào)濕機(jī)組本省具備較高的過濾除塵，調(diào)濕凈化的功能，使送入室內(nèi)的新風(fēng)更加衛(wèi)生環(huán)保。

（3）空調(diào)制冷主機(jī)選用大氣和溫室效應(yīng)基本無影響的R134a或R407a等環(huán)保制冷劑，高溫冷水機(jī)組的性能系數(shù)優(yōu)于北京市公共建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。冷卻塔采用超低噪聲型，自帶集水槽，冷卻水飛濺損失小，循環(huán)使用適當(dāng)補(bǔ)水以節(jié)省水資源。制冷站的空調(diào)水系統(tǒng)為主機(jī)和末端同時(shí)變流量的系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)方式下的“大溫差綜合癥”，較大程度地節(jié)約了冷媒輸配系統(tǒng)的能耗，同時(shí)提高了冷機(jī)運(yùn)行效率。

（4）部分全新風(fēng)機(jī)組利用排風(fēng)熱回收，節(jié)省空調(diào)運(yùn)行能耗。所有新風(fēng)機(jī)組及一次回風(fēng)空調(diào)機(jī)組，均可在冬季或過渡季節(jié)及室外空氣焓值滿足室內(nèi)負(fù)荷需求時(shí)進(jìn)行風(fēng)側(cè)的“免費(fèi)制冷”以消除空調(diào)內(nèi)區(qū)的余熱。而空調(diào)內(nèi)區(qū)水系統(tǒng)利用開式冷卻塔聯(lián)合板式換熱器系統(tǒng)，提供過渡季節(jié)和冬季水側(cè)的“免費(fèi)制冷”，延時(shí)或避免空調(diào)冷水機(jī)組啟動(dòng)。

8 總結(jié)及反思

本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)具有一定的獨(dú)特性，而且設(shè)計(jì)完成的很圓滿。然而在設(shè)計(jì)及施工過程中多少會(huì)出現(xiàn)一些問題，而這些問題正是我們今后在設(shè)計(jì)層面上要多加注意的。

（1）本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)不同的位置及需求采用了不同的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)手法。設(shè)計(jì)依據(jù)及執(zhí)行在嚴(yán)格按照行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)還要符合工程的需要，務(wù)必考慮到當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境參數(shù)及已有的建筑參數(shù)。

（2）設(shè)計(jì)過程與施工過程之間存在偏差，為了保證施工過程，減少二次裝修工作量，設(shè)計(jì)人員需要考慮設(shè)計(jì)一定誤差范圍，在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留出一定的余量[2]。

（3）就目前行業(yè)概況來說，空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)施與實(shí)際運(yùn)行情況并不如意，依然有很多工程沒有達(dá)到預(yù)期效果[3]。本項(xiàng)目的自控設(shè)計(jì)吸取了大多數(shù)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，采取了先進(jìn)的技術(shù)支持本項(xiàng)目設(shè)計(jì)。

（4）本設(shè)計(jì)過程重點(diǎn)考慮到節(jié)能環(huán)保方面的要求?！笆濉眹夜?jié)能減排指標(biāo)給暖通空調(diào)專業(yè)帶來重大發(fā)展機(jī)遇[4]。在設(shè)計(jì)過程中重點(diǎn)考慮節(jié)能環(huán)保的因素不僅對(duì)于節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的意義，也正是暖通空調(diào)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向。

（5）建筑是凝固的藝術(shù)， 除了具有使用功能外， 審美價(jià)值也是建筑的一個(gè)重要屬性[5]。本項(xiàng)目在滿足專業(yè)性的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上考慮到了美觀的因素。主要反應(yīng)在設(shè)備極管道的種類、數(shù)量、顏色、安裝位置、排列方式等方面。做到了科技與美都得結(jié)合。

（6）在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該盡量滿足對(duì)方提出的通調(diào)系統(tǒng)要求，在做到專業(yè)性的同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)造價(jià)等綜合因素，找到平衡點(diǎn)，從而設(shè)計(jì)出最合理的空調(diào)方案。

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