論高層辦公樓空調系統設計

金鏑飛

摘要：隨著城市建設的發展和人民生活水平的提高，新建筑不斷涌現，建筑中應用暖通空調的數量在逐年增加。本文主要結合高層辦公樓建筑實際，對其暖通空調系統設計進行了探討。

關鍵詞：辦公樓;空調系統設計

1?? 工程概況及設計內容

1.1? 工程概況

該工程總建筑面積為74155m2，地下共三層，地上二十五層建筑總高度99.50m，建筑性質為建筑高度超過50m的一類高層公共建筑。負一層層高為6m，負二、三層層高為4.8m，地上一層4.75m，二層4.3m，三、四層4.2m，5～25層每層層高3.9m。建筑功能布局方面1～4層為配套商業用房，5～25層為辦公用房，負一層主要用作商業餐飲，局部有設備用房和機械立體車庫;負二層全部為機械立體車庫;負三層為機械立體車庫及人防工程。建筑效果圖見圖1。

圖1? 建筑效果圖

1.2? 設計內容

負一層餐飲、1～4 層配套商業舒適性中央空調系統;5～25層辦公區域舒適性中央空調系統設計。不滿足自然排煙的防煙樓梯間、前室、消防合用前室機械加壓送風防煙設計。內走廊及負一層餐飲區機械排煙系統設計。地下室機械立體汽車庫的通風及排煙系統設計。高低壓配電室、生活泵房、消防泵房、不通風暗房間及電梯機房的通風設計。負三層戰時人防工程由人防設計單位另行設計。

2?? 空調系統設計

2.1? 冷熱負荷計算

采用天正暖通負荷計算軟件計算8：00～20：00逐時冷負荷。B1～F4層商業逐時最大總冷負荷出現在16：00，最大值為2930.38kW，熱負荷為1121.14kW;F5～F25層辦公部分逐時最大總冷負荷出現在16：00，最大值為4532.96kW，熱負荷為2602.41kW。本建筑圍護結構傳熱系數見表1。

表1? 建筑維護結構傳熱系數m2

外墻W/ m2·K

內墻W/ m2·K

屋面W/ m2·K

地下室樓板W/ m2·K

架空樓板W/ m2·K

門W/ m2·K

玻璃幕墻及外窗

夏季

0.67

0.76

0.38

1.87

2.15

2.70

2.8

2.2? 冷熱源設計

本工程B1～F4層用一個冷熱源系統，由設在四層屋面的3組制冷量1000kW/制熱量1000kW的風冷熱泵冷熱水機組負擔冬、夏季空調系統的冷、熱水。每組分別由兩臺A、B模塊組成，三組共六臺模塊機。熱泵機組夏季供回水溫度為7℃/12℃，冬季供回水溫度為45℃/40℃。定壓方式為高位膨脹水箱定壓，膨脹水箱置于五層空調設備用房內，外皮加40mm厚柔性泡沫橡塑保溫層。膨脹管接入循環水泵入口的回水干管上，膨脹水箱容積為1m3。

F5～F25層全部為辦公用房，考慮到該部分投資方以后用于出售，每層空調在使用時間上不同每層分設VRV系統，制冷劑為環保冷媒R410a，VRV室外機置于每層的室外機平臺，根據傳熱學和流體力學原理，經過冷凝器熱交換后排出的熱空氣在浮升力的作用下，逐漸往高層流動形成上升熱氣流，可能與高層空調室外機的回風形成短路，造成高層空調回風溫度升高。

經室外機平臺環境模擬分析該建筑空調室外機擺放空間較大，使得各外機熱交換產生的熱空氣能較好的散入大氣中，對外機的正常工作無影響，各室外機的回風溫度均在所選室外機正常工作范圍（-10℃～48℃）之內，故在實際使用中能夠保證所有室外機的回風溫度和換熱效果，故該室外機布置方案是合理的。

2.3? 空調水系統及風系統設計

表2? 主要空調房間室內設計參數

夏季

冬季

新風量/

m3/

（人·h）

A級噪

聲/dB

溫度/℃

相對濕度/%

溫度/℃

相對濕度/%

負一層餐飲

26

60

18

50

20

55

物管用房

26

65

20

-

30

45

配套商業

26

60

18

50

20

55

大廳

26

-

18

-

10

50

辦公

26

60

20

-

30

45

消防控制室

26

-

20

-

30

45

（1）B1～F4層采用一次泵變流量兩管制閉式循環系統，主機側為定水量，負荷側為變水量。水系統為垂直異程式，水平同程式無坡敷設，供回水總管之間設壓差旁通閥，供回水水平管和立管均采用自然補償或安裝波紋補償器。立管最高點和空調、新風機組水平管上均設自動排氣閥，立管最低點設放水排污閥，冷凝水就近排到衛生間拖布池或地漏。

（2）B1～F4層空調水系統采用四臺循環水泵（三用一備），冬夏共用。每組熱泵機組A、B兩模塊并聯與循環水泵一對一連接。

（3）B1～F4層空調風系統采用2管制的風機盤管或吊頂式空調機組+獨立新風系統。預處理新風通過吊裝在新風機房內的新風機組進行處理后，由管道輸配至每個空調房間。地上F1～F4層每個辦公房間保持5～10Pa的正壓，負一層餐廳新風量為排風量的80%～90%，保持微負壓防止餐廳的異味串入其他房間。

（4）F5～F25層VRV室外機每層均設置在空調平臺上并設置導流罩，室內風系統采用風機盤管+獨立新風系統，新風機組與室外機一對一連接，通過冷媒銅管將冷媒均勻分配給所有空調房間的室內機。

（5）消防控制室采用3HP分體式空調機，由電氣專業預留空調電源及電量。

2.4? 室內氣流組織

（1）一層門廳采用旋流風口下送風，頂部集中回風。

（2）F5～F25層VRV室內機采用薄型風管天井式室內機，考慮到業主二次裝修改造，送風方式暫時均采用側送風口送風，回風箱下回風。

（3）其他房間采用頂部散流器、條縫或上部側送風，頂部設置排風口。

2.5? 自動控制系統

（1）吊頂式空調機組及風機盤管前設電動兩通閥，與溫度控制器連鎖，控制閥門開度，調節水量，室外機根據室內機的運行狀況自動啟停;風機

盤管采用溫控器加三速開關進行控制，用戶可根據需要自行調節。

（2）所有空調系統均與消防報警中心連鎖，由自動報警系統自動（也可手動控制），火警時，所有非消防的空調機組立即停止運行。

（3）熱泵機組根據流量和供回水溫差（能量控制）確定啟停臺數。房間溫度由回風溫度（或溫控器測定的室內溫度）與設定溫度的差值控制回水管道上的的電動閥開度，調節供水流量，達到控制室內溫度的目的。空調自動控制內容主要有：系統的運行管理、主要冷熱源及空調設備的啟停機負荷調節及工況轉換、設備的自動保護，故障診斷等。

（4）所有空調新風系統進風口均加電動調節閥，調節閥與風機連鎖。穿越防火墻、樓板的風管均安裝防火閥。

2.6? 衛生防疫及消聲隔振

衛生防疫：所有空調新風均在清潔處采取，新風量按國標執行;所有風機盤管，空調機組及新風機組回風口均設過濾網，且新風機組進風口設金屬防鼠護網（鋁板網或者不銹鋼絲網）;衛生間設置排風道集中高空排放廢氣。

消聲隔振：所有風機盤管均采用低噪音型，所有新風機組均置于新風機房內，機房門采用防火隔聲門，機房墻面貼吸聲材料。裙房及負一層所有空調器與風管連接均采用軟接連接，臥式空調機組采用隔振基礎隔振，風管支架采用彈性減振支架。新風機組、吊裝式空調機組出風管均安裝有矩形阻抗復合式消聲器或消聲彎頭。

3?? 通風防排煙設計

本工程地下室立體機械車庫均設有機械排風兼火災排煙共用系統和送補風系統，送補風機均置于送風機房內，地下室消防泵房設有平時通風兼火災時機械排煙系統和送補風系統，高低壓配電室配合氣體滅火設有滅火后事故排風系統，其余地下室設備用房和電梯機房均設有機械通風系統。地上不滿足自然排煙的防煙樓梯間、前室、合用前室均設有機械加壓送風防煙系統，不滿足自然排煙條件的內走廊按豎向劃分防煙分區設有機械排煙系統，一層門廳上部設有電動排煙窗且在距地1.2米適當位置設電動按鈕，火災時電動開啟自然排煙。公共衛生間設有機械排風系統。除上述外的其余地上房間均滿足自然排煙條件自然排煙。

4?? 結束語

本工程設計時充分考慮了建筑的不同使用功能、初投資以及投資方銷售因素，在使用時間基本相同的B1～F4層商業部分采用水系統中央空調，F5～F25層因后期售出時間不同及業主使用功能和使用時間不同每層分設VRV系統，這樣層與層使用上互不干擾，銷售和使用都更加靈活，常規建筑的VRV室外機集中布置在屋面或地面，造成管道敷設半徑較大系統衰減嚴重，而本工程VRV系統室外機均置于每層的室外機平臺，為高層建筑VRV系統設計提供了一種新思路。