北京某廣場空調(diào)系統(tǒng)設計案例

北京某廣場空調(diào)系統(tǒng)設計案例1、工程概況本工程位于北京市東城區(qū)東四危改小區(qū)沿街公建北區(qū)D5區(qū)，北鄰XX大廈，南鄰XX文化藝術(shù)中心，東側(cè)為二環(huán)路，西側(cè)為南XX國際大廈。地上分為A，B，C座3棟塔樓，之間由兩層交通層連接，其中A座地上17層，高80m;B座地上14層，高72m;C座地上11層，高60m;均為高檔寫字樓。地下共4層，地下1層為商業(yè)用房，地下1夾層為自行車庫及部分設備機房。地下2層～地下4層為汽車庫，其中地下3層和地下4層局部為設備機電用房，制冷機房、熱力站、中水機房、消防水箱均占地下3層及地下4層兩層空間。地下3層和地下4層汽車庫戰(zhàn)時為人防物資庫。首層和2層為高檔商業(yè)、銀行、餐飲等用房，3層至頂層為辦公層。建筑占地面積13660m2，總建筑面積121340m2，其中地上建筑面積75478m2，地下建筑面積45862m2。本工程設計時間為2004年初，2004年10月1日開工，2008年1月31日竣工。2、設計參數(shù)室內(nèi)設計參數(shù)見表1。3、空調(diào)冷熱源3.1冷源本工程在地下4層分別設置4個獨立的制冷機房，分別為A，B，C座辦公樓及商場供冷。這種設置是有特定原因的，是項目原港方業(yè)主根據(jù)當時市場銷售的意向確定的。但從今天節(jié)能、節(jié)地、節(jié)約投資的理念考慮并不可取。

注:本工程是在北京市《公共建筑節(jié)能設計標準》(DBJ01621?2005)執(zhí)行之前進行的設計。為提高制冷機組的使用效率，選用以下制冷機組的組合，供不同的建筑物使用。A座辦公樓選用2臺2461kW和1臺879kW的制冷機組(系統(tǒng)原理圖見圖2);B座辦公樓選用2臺2320kW和1臺703kW的制冷機組;C座辦公樓選用2臺1969kW和1臺527kW的制冷機組;商場及餐廳選用3臺1406kW的制冷機組。本工程空調(diào)總冷負荷為18300kW，設備供冷負荷共為19710kW。由于本工程是在北京市《公共建筑節(jié)能設計標準》(DBJ01-621-2005)執(zhí)行之前設計的，其冷負荷指標偏大，主要由以下三種原因造成:1)按港方要求，室內(nèi)設計溫度較低，為23℃。2)傳熱系數(shù)K取值偏大。屋頂傳熱系數(shù)K=1.5W/(m2·K)，外墻傳熱系數(shù)K=2.5W/(m2·K)，外窗傳熱系數(shù)K=1.9W/(m2·K)，外門傳熱系數(shù)K=6.4W/(m2·K)。外墻部分實際也是玻璃幕墻，其內(nèi)側(cè)為5cm厚防火巖棉隔板及梁，考慮到玻璃構(gòu)件與樓板間連接處的冷熱橋的影響，這部分玻璃(即所謂的外墻)的K值取值比相應玻璃窗的K值1.9W/(m2·K)還要大。幕墻構(gòu)造見圖3。3)當時的設計規(guī)范沒有規(guī)定要設置送排風熱回收系統(tǒng)，因而沒設置熱回收裝置。3.2熱源供暖及供熱熱源:由城市熱網(wǎng)提供高溫一次熱水，夏季為70℃/40℃、冬季為125℃/70℃。經(jīng)設在地下4層的換熱站進行換熱后，提供60℃/50℃的空調(diào)熱水供新風機組、空調(diào)機組、VAV末端的熱盤管、風機盤管及首層的地板供暖用。冬季空調(diào)供暖總熱負荷為9800kW。整組建筑集中設置一個熱力站。4、空調(diào)水系統(tǒng)4.1冷水系統(tǒng)冷水機組提供的冷水設計供水溫度為7℃，回水溫度為12℃，4個制冷機房的冷水系統(tǒng)均為一次泵定流量水系統(tǒng)?？照{(diào)水系統(tǒng)為四管制，且高低不分區(qū)(見圖4)。4.2熱水系統(tǒng)A，B，C座辦公樓3層至頂層每層外區(qū)VAV的熱盤管為僅設熱水的兩管制水系統(tǒng)，其余的空調(diào)機組、新風機組、風機盤管均采用四管制水系統(tǒng)。首層大堂入口局部設置地板供暖系統(tǒng)。地下1層以上的空調(diào)供熱與地板供暖的熱水系統(tǒng)為下供下回雙管異程系統(tǒng)，供回水總干管設在地下2層頂板下。地下2層以下的空調(diào)供熱系統(tǒng)為上供上回雙管異程系統(tǒng)，供回水干管分別設在地下2層和地下3層(見圖4)。4.3冷卻水系統(tǒng)A，B，C座辦公樓及商場各部分的冷卻塔與各制冷主機相匹配，其冷卻水進水溫度為37℃，出水溫度為32℃。A，B，C座辦公樓系統(tǒng)的冷卻塔放置于各自建筑的屋頂，商場及餐廳系統(tǒng)的冷卻塔放置于B座屋頂。冬季及過渡季初期使用冷卻塔+板式換熱器的制冷系統(tǒng)，經(jīng)換熱器為冷水系統(tǒng)供冷以節(jié)省能源。冬季用冷卻塔集水箱及管路均作電伴熱防凍，并采取冬季運行時防白霧措施(見圖4)。5、空調(diào)風系統(tǒng)5.1裙房部分本工程裙房部分即首層、2層及地下1層為商業(yè)、餐廳、銀行等用房，這幾層的大空間采用全空氣定風量系統(tǒng)，新風由設在首層上部的新風百葉引入;小空間(精品店、管理用房等)采用新風+四管制風機盤管的空調(diào)系統(tǒng);均相應設計排風系統(tǒng)。5.2辦公部分辦公層每層面積為1787m2，均采用全空氣變風量空調(diào)系統(tǒng)。每層設置2臺變頻空調(diào)機組(每臺風量為25000m3/h)，新風經(jīng)屋頂設置的新風空調(diào)機組處理后加壓送至豎井供各層空調(diào)機組用，空調(diào)機組設CAV定風量閥控制新風量。吊頂內(nèi)回風道接至機房，以機房作為回風靜壓箱。辦公室分內(nèi)外區(qū)，VAV系統(tǒng)控制采用定靜壓控制法;新風采用定最小新風量控制，即冬、夏季為30m3/(人·h)，新風量相當于10%的總送風量;過渡季為60m3/(人·h)。辦公區(qū)分內(nèi)外區(qū)，以A座標準層為例，外區(qū)采用(帶熱盤管的)串聯(lián)風機動力型末端，共10臺;內(nèi)區(qū)采用單風道VAV末端，共10臺。辦公室均設有排風系統(tǒng)(見圖5)。56、租戶用冷卻水系統(tǒng)考慮到辦公層租戶用的計算機、電信機房內(nèi)的空調(diào)機房專用機組的制冷需要，集中設置了租戶用冷卻水系統(tǒng)，24h提供給租戶32℃/37℃的冷卻水用于機房專用空調(diào)的制冷。系統(tǒng)按每層20m2的機房面積預留，每m2機房面積按1400W考慮預留機房設備的冷負荷。沿用業(yè)主要求的冷源按棟分別設置的原則，A，B，C座辦公樓分別在屋頂設置租戶用閉式冷卻塔，并在地下4層相對應地設置變頻循環(huán)水泵。其中A座為流量為50m3/h的冷卻塔，2組;B，C座各為流量40m3/h的冷卻塔，2組;均為一用一備。配套對應的變頻循環(huán)水泵也為一用一備。7、變風量空調(diào)系統(tǒng)末端的設計1)串聯(lián)風機動力型末端壓頭:末端風管約5～6m長，壓頭按計算取值，控制在3～5Pa/m;彎頭+風口的壓頭取值控制在30～50Pa。2)氣流組織:①房間內(nèi)根據(jù)內(nèi)、外區(qū)劃分設置了外區(qū)的串聯(lián)風機動力型末端及內(nèi)區(qū)的單風道型末端，并相應地合理布置送風口、回風口及排風口。風口位置及風口形式詳見圖6。形成沿房間進深方向兩邊頂送風，中間頂回風，靠走道的房間內(nèi)側(cè)頂排風的氣流組織格局。風口送風速度控制在2～3m/s(考慮噪聲要求及舒適度)。外區(qū)變風量末端送風溫度夏季為15℃，冬季為26℃，內(nèi)區(qū)末端(即為空調(diào)機組)的送風溫度夏季為15℃，冬季為14℃。②外區(qū)采用條縫形送風口的原因是考慮在玻璃幕墻內(nèi)側(cè)設置這種風口，送出的送風氣流一是就近消除外窗玻璃的冷熱負荷;二是消除夏季室內(nèi)的余熱、余濕，且冬季氣流下沉能更好地減少外窗的冷風滲透等負荷。內(nèi)區(qū)送風口采用方形散流器，可均勻地消除室內(nèi)四周的余熱及余濕。③回風口采用與燈具結(jié)合的風口形式，一是可帶走房間負荷，二是可就近帶走燈具的設備負荷;回風口采用吊頂回風的形式，要注意在后期精裝房間的隔墻時，吊頂內(nèi)不要封死，要計算后留有回風通路;各租戶之間的隔墻通路為安全起見應用鋼絲網(wǎng)封上。④排風口設在房間內(nèi)墻側(cè)也是考慮到室內(nèi)的空氣質(zhì)量由外窗到送風口(含新風)再到內(nèi)墻側(cè)是逐漸變差的;再者，出于吊頂內(nèi)管道的合理布置考慮，排風口設在內(nèi)墻側(cè)也是最佳選擇。3)最好使用ECM電動機，無論下游靜壓如何變，風量不變，電動機效率為70%，節(jié)能效果明顯。4)變風量末端控制箱旁邊至少要留400mm檢修距離。5)要注意對吊頂材料的限制，宜采用高密度礦棉板、石膏板等吸聲、隔聲效果好的吊頂材料，不宜采用鋁扣板的吊頂材料。8、設計體會8.1對于一個工程，當不是獨棟建筑時，冷源是分散還是集中設置要從節(jié)能、節(jié)地、經(jīng)濟及物業(yè)管理等多方面考慮，綜合比較后確定。8.2冷源的冷水泵設計備用泵是港方的設計方法，