建筑舒適性空調系統的設計目標及實踐研究

文/肖明亮 湖南省建筑設計院有限公司 湖南長沙 410000

在辦公樓與商場等民用建筑當中，其內部的空調系統主要采用舒適性空調，因為這類建筑工程的平面組成復雜，內部空間分割不均，通過應用舒適性空調系統，能夠更好的滿足人們的辦公與娛樂需求。鑒于此，本文重點分析建筑舒適性空調系統的設計與實踐要點。

1、項目概況

某項目總用地面積為11013.43m2。總建筑面積為102973.45m2，地上建筑面積為73206.77m2，地下建筑面積為25809.56m2。建筑總高度為149.6m，裙樓高度37.4m。總停車位為455 個,地下450 個，地上設置5 個生態停車位。

2、空調系統設計現狀

2.1 設計說明不完善

在大部分的空氣空調系統當中，設計說明不夠完善，僅有設備表當中才標注了空氣處理機組的風量，并沒有明確標注出設計送風量與回風量，這在一定程度上增加了風量的調整難度，使得運行人員不能夠進行性科學的回風調節。

2.2 新風管設計不合理

在設計新風管時，新風管截面需要按照系統送風量來設計，如果新風管設計不合理，風量測定孔預留不準確，新分量控制難度特別大，則不滿足規定的衛生要求。針對能夠達到最大新風量的空調系統，設計人員可以在各個系統當中設置新風口，保證回風管得到科學控制。

2.3 新風機組設計不科學

一般來講，吊掛柜式新風機組懸掛在走廊的天花內部，雖然比較美觀，但是，空氣過濾器不能完全抽出，清洗難度較大。因此，設計人員可以將新風機組設計在新風機房當中，保證新風機組得到更好的清洗，減少噪音的產生。

3、建筑舒適性空調系統的設計與實踐研究

3.1 合理選擇室內與室外設計計算參數

第一，室內設計計算參數。夏季：空調室外計算干球溫度為35.8 攝氏度、空調室外計算濕球溫度為27.7 攝氏度、平均風速為2.6m/s、風向為C、NNW。冬季：空調室外計算干球溫度-1.9攝氏度、空調室外計算相對濕度為 83%、平均風速為 2.3m/s、風向為NNW。

第二，建筑主要房間室內設計計算參數。夏季：辦公室空氣溫度25 攝氏度、大堂為26 攝氏度，冬季：辦公室空氣溫度為18 攝氏度，大堂為18 攝氏度。

3.2 空調負荷與冷源設計要點

3.2.1 空調負荷設計要點

在該工程項目當中，空調負荷估算數值見表1。

在集中空調系統場地，如7-9 層、19-23 層、25-36 層等，空調的總冷負荷均是4080kw，總熱負荷均是2750kw，剩下的各個層分別設計了多聯機空調系統。

3.2.2 空調冷熱源設計要點

結合工程冷熱負荷的具體情況，想要保持空調系統運行更加穩定，設計單位和建設單位經過協商，最終確定了冷熱源設計方案，具體內容如下：

（1）因為建筑的1-6、10-11、13-18 層均需要進行出售，故決定應用多聯機空調系統，將該空調系統安裝于每層設備操作平臺之上，并使用環保性能較好的制冷劑，在炎熱的夏季進行制冷，嚴寒冬季來制熱。

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（2）在建筑的7-9、19-23、25-36 層使用集中空調系統，離心式冷水機組、螺桿式冷水機組共同作為冷源，冷水供回水的溫度在7 攝氏度到12 攝氏度之間，將制冷機組設置于負二層的制冷機房當中，該機組的制冷量結合負荷特點來配置，從而保證系統調節更為便利。

（3）利用2 臺額定制熱量為1400kw 燃氣真空熱水鍋爐作為熱源，熱水供回水的溫度在50 攝氏度到60 攝氏度之間，鍋爐被放置在地下一層的鍋爐房當中。7-9 層空調水系統主要由冷熱源來供給，19-23 層、25-36 層空調水系統則直接設計在12 層避難層板換機組上，其中，冷水的供回水溫度在8攝氏度到13攝氏度之間，熱水供回水溫度在58 攝氏度到48 攝氏度之間。

3.2.3 空調水系統設計要點

空調的水系統主要運用了二管制同程系統，在該建筑工程當中，因為建筑高度較大，其7-9層屬于低區空調水系統，19-23 層、25-36 層屬于高區空調水系統，與低區空調水系統不同，高區空調水系統設計在12 層。在空調水系統設計過程當中，設計人員要遵守就近原則，在不同區域的主管上部設置熱量計量儀器，從而有效滿足分區獨立計量需求。

3.2.4 空調風系統設計要點

(1)該建筑自持辦公層為若干大空間辦公室，空調風系統采用全空氣變風量（VAV）系統，每一層設置兩臺變風量組合式空調機組，分別負擔南北方向兩個系統，每個房間的送風主管上裝一個單風道壓力無關型VAVbox（風量調節裝置），該裝置實際上是一個風閥，根據末端負荷變化調整風閥開度，從而調整送入房間的風量，通過送風管道內靜壓變化連鎖組合式空調機組進行變頻運行，從而實現對各個房間溫度的獨立調節，也根據末端負荷變化節能運行。

(2)組合式空調機組內設置初中效過濾器，對引入的新風進行處理，提高室內的空氣品質，組合式空調機組設置專用空調機房內，減少機組噪聲傳遞，也方便后期維護檢修。

3.3 加強環保設計

建筑舒適性空調系統設計要遵守環保性設計原則，適當加強環保設計，保證資源利用最大化。具體的設計要點如下：

第一，在空調的主機組當中，主要使用環保冷媒，環保冷媒的能效比較好，能夠有效滿足有關設計要求。

第二，在空調的冷水機組當中，可以使用運行效率較高的機組，在眾多機組當中，常溫的離心式冷水機組COP 要超過6.1，而螺桿式冷水機組COP 則要超過5.1。

第三，多聯機空調系統中的新風系統最好使用帶熱回收全熱交換的機組，實現對能源回收利用。

第四，想要更好的保護建筑項目室外環境質量，針對建筑室外安裝的各項設備，如空調設備、通風設備等，均需要使用低噪音型號的設備，并做好相應的防震處理工作，減少噪音對室外環境產生的污染。

第五，地下停車室包括地下室設備安放房間，其排放需要在首層的綠化地進行排放。污水井排風需要經過除臭設備之后，方可進行排放。

通過對該建筑工程空調系統加強環保設計，自2017年到2018年，建筑舒適性空調系統的運行效率得到更好提升，室內外空氣達標，具體數據見圖1。

圖1 建筑舒適性空調系統運行效率綜合對比圖

結語：

由于人們對建筑室內環境舒適性的要求越來越高，舒適性空調系統的應用范圍越來越大，能夠提升室內空氣質量，減少有害物質的傳播，保證建筑室內空氣質量得到更好改善。對于設計人員來講，要明確舒適性空調系統的設計目標，遵守節能環保的設計原則，為人們提供一個更為舒適的工作環境。