輻射系統在舊樓改造中的應用研究

王紅俠

摘 要 介紹了某舊樓改造工程的空調系統設計，主要包括空調系統的負荷計算，空調形式、冷熱源選擇，自動控制等。該工程采用輻射空調加置換通風的末端形式，利用踢腳線送風，解決了舊樓改造的層高問題。

關鍵詞 舊樓改造;輻射空調;置換通風;負荷計算;自動控制

引言

本項目位于上海市，用地使用性質為住宅用地。由三棟五層住宅及配套用房組成，此項目于1997年完成設計，2000年竣工并投入使用，戶型產證已經完成，地上5層，無地下室，住宅總戶數75戶。建設用地總面積為13433m2，總建筑面積為16993.86m2，建筑高度為14.55m。本次改造范圍為3棟住宅樓。改造保留原有建筑的框架主體，對外圍護的外墻、外窗、屋面等進行節能改造。

1既有建筑節能改造特點

居住建筑實施節能改造前，應根據節能診斷結果和預定的節能目標制定節能改造方案，并應對節能改造方案的效果進行評估。本工程為與夏熱冬冷地區，改造具有以下特點：①改造需保留原建筑的框架主體，對外圍護的外墻、外窗、屋面等進行節能改造。②受前期規劃限制，樓層高度受限，層高2.8米，板厚180mm，為無梁板結構。③原建筑空地有限，空調冷熱源選取受到限制。

2外圍護結構

2.1 室內負荷計算

（1）室內設計參數的確定。住宅室內空氣設計參數應根據設計規范和節能要求確定。根據GB50736-2012《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》（以下簡稱《暖通空調規范》）第3.0.2條及第3.0.5條的要求，臥室、客廳等主要功能房間的空調室內空氣參數為：夏季溫度t=25～26℃，相對濕度≤70%，風速≤0.3m/s;冬季t=20～22℃，相對濕度≥30%。

（2）新風量和人數的確定。根據《暖通空調規范》第3.0.6.2條規定，居住建筑所需最小新風量應按換氣次數確定，并符合表3.0.6-2規定。本項目新風量應滿足以下要求：①滿足規范最小新風量要求;②承擔室內濕負荷要求;③人員散濕、新風滲透產濕和飯菜散濕之和[1]。三者中的最大者作為最小新風量。新風機組送風含濕量為8g/（kg·干空氣），根據上述分析采用0.7次/h換氣次數確定新風量，并考慮15%的裕量，得到新風量為8500m3/h。

（3）空調負荷計算。本工程所采用的空調負荷計算軟件為eQuest3-65（the Quick Energy Simulation Tool的縮寫），人員按照起居室2人，主臥2人，次臥1人，書房1人;燈光和設備分別按照5W/m2和800W/戶。當采用輻射供冷時，室內空氣設計溫度宜提高0.5～1.5℃，輻射供暖時，室內設計溫度宜降低2℃[2]。

3空調冷熱源及空調末端的選擇

新風采用集中新風系統，新風處理機組采用組合式新風機組，位于屋頂區域。新風及排風通過室內管井接至各戶。排風口布置于廚房及衛生間的管井上方。末端新風口的布置方式，結合建筑層高主要有以下三種方案：

（1）頂面送風。新風口布置于吊頂，這是最常用的風口形式，但是會影響毛細管的鋪設面積，且吹風感強，較冷的風吹在人體身上，降低客戶的舒適度。

（2）地面送風。新風口布置于地面，風速僅為0.3m/s，新風通過地面新風口緩慢的通過人體，人體舒適感強。但是此建筑層高僅為2.8米，如果風口采用此布置方式，則需要降板至少10厘米，會造成層高的過低。

（3）踢腳線送風。新風口布置于墻面的踢腳線處，新風風速僅為0.3m/s左右，新風通過地面新風口，緩慢的通過人體，人體舒適感強。因風口布置在踢腳線處，不會占用建筑層高。經過對比，頂板輻射與置換通風相結合，采用踢腳線送風的置換通風方式。排風系統集中在廚房衛生間的管井排至室外。

4空調系統設計

輻射系統主要承擔室內的顯熱負荷，新風系統主要承擔室內的潛熱負荷，實現溫濕度獨立控制，冬夏季的供回水溫度不同。

（1）輻射系統。輻射系統夏季供回水溫度為18℃/21℃，冬季供回水溫度為33℃/30℃;新風系統夏季供回水溫度為7℃/12℃，冬季供回水溫度為45℃/40℃。因此本項目新風系統和輻射系統分別使用獨立的冷熱源。輻射系統夏季采用較高的出水溫度，冬季采用較低的出水溫度，可以提高熱泵機組的制冷（制熱）性能系數，更加節能。輻射熱泵主機通過板式換熱器得到輻射末端需要的水溫。

輻射末端采用毛細管輻射吊頂。本項目層高過低，毛細管安裝在結構抹灰層（即結構原頂），減少吊頂占據空間。本項目采用石膏抹灰覆蓋毛細管網，B曲線為該鋪設形式，根據分室負荷模擬計算結果，再根據毛細管網供冷熱能力曲線圖[3]，可以計算出各分室的毛細管網鋪設面積。

5自動控制系統輻射系統的控制

為保證輻射系統運行良好，避免頂面結露現象，設置露點保護系統，輻射系統運行情況根據室內露點探測器進行監控，以下是主要的系統控制邏輯說明：①需做設備運行狀態和系統管路水溫、壓力、流量監測，設備包括主機、水泵等，系統管路包括一次側和二次側的供回水溫度、壓力及流量等;②輻射水泵設置備用泵，當一臺水泵出現故障時，另一臺水泵可自動啟動運行;③輻射分集水器每個回路的熱電閥與室內功能房間的露點探測器聯動，根據露點監測聯動熱電閥開關;④室內的控制面板與熱電閥聯動控制;⑤輻射側水泵應根據輻射末端回路啟停，當末端有一個回路熱電閥打開，輻射水泵啟動，末端所有回路熱電閥關閉，輻射水泵關閉。

6結束語

本設計根據既有建筑的特點，改善外圍護條件，主機采用靈活的空氣源熱泵，末端采用了踢腳線送風和毛細管輻射系統，既節約了建筑空間，又大大提高了居住環境的舒適度，為今后類似工程的設計提供設計參考。

參考文獻

[1] 王文武，張建忠，黃虎.南京地區輻射空調新風量的探討[J].建筑熱能通風空調，2018年，37（12）：63，81-83.

[2] 中華人民住房和城鄉建設部.輻射供暖供冷技術規程：JGJ142-2012[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[3] 中國建筑標準設計研究院.輻射供冷末端施工安裝：12SK407-2014[S].北京：中國計劃出版社，2014.