淺談辦公類綠色建筑中暖通空調設計

熊武

長沙中盛建筑勘察設計有限公司 湖南 長沙 413407

近年來，隨著國家堅持可持續發展策略以及對能源和環境等生態問題的日益重視，國家對綠色建筑的推廣力度也越來越大，所謂綠色建筑：是在建筑的全壽命周期內，最大限度地節約資源（節能、節地、節水、節材），保護環境和減少污染，為人們提供健康，適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。而室內環境質量、節能與能源利用是與暖通空調專業緊密相關的。

筆者于2011-2012年參加了某公共資源交易中心辦公樓的暖通空調設計工作，該工程于2013年獲得了住房和城鄉建設部頒發的二星級綠色建筑設計標識證書，并于2013年竣工投入使用，至今已運行4年多，系統工作相對穩定，基本達到了設計的各項要求。其現已成為當地建設低碳綠色、環境舒適的綠色辦公建筑示范工程，并帶動當地建筑業向綠色環保節能方向發展。下面就該工程中的暖通空調設計作一詳述[1]。

1 工程概況

本工程地下室二層（設備房和車庫等），地上5層裙樓+2棟7層高主樓，建筑高度46.5米，總建筑面積約35600m2（其中地上面積27808m2，地下面積7792m2），地上建筑全部設置中央空調；主要用途：裙樓為招投標和評標開標室、會議室、辦公室；主樓均為小型辦公室[2]。

2 室內外設計計算參數

本工程為民用建筑舒適性中央空調系統，無特殊的工藝要求。

室外設計計算參數：冬季空調：-3℃，夏季空調：35.8℃，夏季空調室外計，算濕度：27.7℃，冬季空調室外計算相對濕度：81%。

室內設計參數：冬季：18～20℃，夏季：26℃。

新風量標準：招投標和評標開標室、會議室：20m3/p.h，辦公室：30m3/p.h。

室內房間的溫度、濕度、風速、新風量等參數均符合《公共建筑節能設計標準[3]》GB50189的相關要求。

3 空調冷熱負荷

空調負荷由軟件進行詳細計算，夏季總冷負荷2609.6kW，建筑面積冷指標93.8W/m2；空調冬季總熱負荷1593.6kW，建筑面積熱指標57.3W/m2。

4 冷熱源設備及空調水系統

空調系統冷熱源采用一臺溴化鋰燃氣直燃機組（一體化直燃機組），機組額定工況制冷量2908kW，冷凍水供回水溫度7/14℃；制熱量2245kW，熱水供回水溫度65/55℃。冷卻水供回水溫度30/37℃，冷卻塔設于裙樓屋頂；溴化鋰燃氣直燃機組和空調循環泵組均布置在負一層空調機房內。

空調水系統采用閉式兩管制一次泵變水量系統，供回水總管之間設電動壓差旁通閥。根據工程特點，水系統分為南北兩個豎向系統，空調管道井內豎向供回水總管和各層水平供回水支管均采用異程式布置，接至每層的空調供水支管上安裝蝶閥，回水支管上安裝數字鎖定平衡閥，方便進行調節和控制。空調水系統為高位膨脹水箱定壓，系統補水由膨脹水箱上的浮球閥根據水箱水位控制補水。

冷熱源采用的溴化鋰直燃機組，可實現5～115%負荷范圍無級調節以保證在負荷變化時靈活調控；空調水系統南北棟分開設置，可進行分區控制。

5 空調風系統

裙樓的大開間區域均采用吊頂式空調機組側送或下送風的空調方式，其他房間如辦公室、小會議室等均采用風機盤管側送或下送風的空調方式。

每層均設一臺或多臺全熱回收新風機組，室內排風與室外新風在熱回收新風機內進行全熱回收后再排至室外，新風機熱回收效率＞60%，可有效降低新風負荷以利于節能。

室內主要房間均設有室內空氣質量傳感器，用于測量室內二氧化碳濃度、溫度等，當某個房間內二氧化碳濃度超過規定的上限值時，則聯鎖開啟相應熱回收新風機組，對房間送入新風，以降低室內二氧化碳濃度，從而保證健康舒適的室內環境。同時空氣質量傳感器將數據傳輸至空氣質量監控系統進行采集和分析。

6 空調自控系統

本工程空調自動控制系統包括：參數檢測、參數與設備狀態顯示、自動調節與控制、工況自動轉換、設備聯鎖與自動保護、能量計量及中央監控與管理等；并設自動啟停控制裝置，控制裝置應具備按預定時間進行最優啟動的功能；系統冷熱量瞬時值及累計值監測。

空調器（或新風空調器）的控制由設置在回風口（或送風管）的溫度傳感器，控制水路電動二通閥動作，調節水量，達到回風（或送風）的溫度控制。風機盤管的控制由室內溫度控制器加風機三速開關及水路電動二通閥組成，電動二通閥采用雙位式，常閉型，彈簧復位。

空調末端設備均設置有電動二通閥和溫控器對各房間末端設備進行獨立開關和溫度控制。

7 結束語

本工程新風系統全部采用全熱回收新風機組，新風機組不接冷熱源，而是使用排除的室內低溫(高溫)空氣對引進的室外新風進行預處理，能同時實現熱交換和通風換氣功能。新風換熱機組可有效減少冷熱量損失，熱回收效率達60%以上，可有效降低新風負荷節能效果明顯，降低空調運行費用。

室內主要房間均設有室內空氣質量傳感器，用于測量室內二氧化碳濃度、溫度等，且可聯鎖開啟相應熱回收新風機組，對房間送入新風降低室內二氧化碳濃度，確保室內環境質量的舒適性。

本工程根據現場實際情況本可采用地埋管地源熱泵空調系統作為空調系統的冷熱源，但由于初投資等原因沒有采用，如采用則本工程的節能環保效益將更加顯著，實為本工程一個不小的遺憾。地源熱泵作為一項高效節能、環保的可再生能源技術，目前在國內得到了較大的認可，應用也越來越多。

綠色建筑其核心內容就是節能環保及室內環境，而室內環境質量、節能與能源利用是與暖通空調專業緊密相關的。在設計階段，室內設計參數和新風量等決定著室內環境質量，而暖通空調系統冷熱源、末端設備、控制系統的選擇等則決定了建筑的能耗水平。因此在綠色建筑設計中需根據工程的實際情況做到因地制宜、選擇合適的可再生能源、選用節能型的暖通空調設備、設計合理的空調系統形式和自控系統、并合理選擇建筑外圍護結構等，才能設計出適宜的綠色建筑。