天津某綜合樓的空調設計

馬建云，劉玉超，賈 巍

（中鐵十二局集團有限公司勘測設計分公司，山西太原 030024）

1 工程概況

本工程為綜合辦公樓坐落于天津市，建筑總面積5203.35m2，建筑層數地上局部五層，層高3.6m，建筑總高度18.0m；東西兩側局部兩層，層高7.2m。建筑東西兩側為教室，中部為日常辦公區。本綜合樓包含有辦公室、會議室、訓練室、資料室、教室、宿舍、衛生間等功能房間。辦公室、會議室、資料室等為日常辦公用房；宿舍、值班室等為日常管理維護人員居住用房；教室，模擬訓練室等為日常教學、培訓用房，間歇使用，人員密度大。

2 工程冷熱負荷計算

2.1 本工程采用的室內計算參數（見表1）

表1 綜合辦公樓室內空調計算參數

2.2 本工程采用的室外計算參數（見表2）

表2 天津的室外空氣計算參數

2.3 冷、熱負荷計算

（1）夏季空調冷負荷和冬季采暖熱負荷根據規范和技術手冊的相關要求及結合本工程實際情況進行詳細計算。

（2）根據綜合樓室內外計算參數，計算出空調區部分房間的冷熱負荷匯總分別見表3、表4。

2.4 夏季空調新風冷負荷及空氣處理過程

（1）夏季風機盤管+新風空調系統空氣處理過程（不考慮處理后新風溫升）。

（2）夏季空調空調系統新負荷。

由于各個房間的熱濕比線不同，新風和風機盤管處理后的空氣混合狀態點也不同，故表5 中M、O 的狀態不再一一羅列。

3 空調、供暖系統系統設計

3.1 空調系統選擇

本工程采用VRV 空調系統形式，避免了采用全空氣中央空調系統和分體空調系統的弊端。全空氣中央空調系統每層需要設置空調機房而占用建筑面積，同時機房隔壁若為辦公用房，防噪聲、防振動要求高，投資費用大。且走廊內需要設置送、回風管道，斷面面大，布置困難，占用空間多而且影響建筑層高。由于同一層房間的使用時間和使用頻率不一致，當部分房間需要停用空調時，整個空調系統仍需運行，這種情況下系統在節能、經濟、靈活性方面表現較差。分體式空調系統室外機安裝在外墻影響建筑外觀設計效果，同時室外機分散安裝在室外各處，導致運行維護管理不便，能效比低，對于大區間空調房間室內氣流組織不合理，溫度場、速度場分布不均，部分室內空氣品質差。

3.2 冷熱源選擇

本工程如果采用空調系統供熱，則需單獨設置換熱設備和一套循環系統，造成相對中小型建筑的經濟效益不佳、投資成本相對太高。并且，教室、會議室在不使用期間只需保證最低室內溫度即可。另外在夏季，對于長期沒有人員停留的走廊、樓梯間、衛生間等不需要設置空調系統，在冬季則需要設置供暖設備。因此本項目采用散熱器采暖系統更為合理，冬季亦由小區鍋爐房提供熱源。

表3 部分房間的夏季空調冷負荷

表4 綜合樓總熱負荷及部分房間的熱負荷

表5 夏季處理過程的各狀態點

3.3 空調、采暖系統劃分

根據夏季空調負荷的計算，考慮空調房間的運行時間和頻率、空調系統運行在高效區及VRV 空調系統配管、室外機連接室內機臺數方面因素。結合本工程房間的實際布置，對空調系統進行系統劃分：

（1）一層汽車解剖實習室、二層計算機室組成一個空調系統；

（2）一層理論教室，二層理論教室組成一個空調系統；

（3）將辦公區垂直分為左右兩個空調系統。辦公區每層都含有會議室、小教室，如以層為單位劃分系統，會造成個別系統空調長時間工作處于低效率負荷下運行，不利于節能，同時也會受VRV 空調系統配管長度因素影響。

考慮管路系統阻力平衡因素，本工程采暖系統分兩個系統，系統形式為雙管異程下供下回式，室內采暖干管各分支管道阻力近似平衡，避免大環路系統為達到系統各支路管道阻力平衡要求，而采用閥門進行調節而浪費能量，增加運行費用。

3.4 新風系統設計

整車解剖實習室、計算機教室、理論教室等空間體積大，人員密度大，依靠開窗等自然通風方式補充新風，靠近窗處，空氣溫度高，風量大且風速場不穩定易受室外氣候因素影響，難以滿足室內溫度要求，而且舒適感差，同時內區由于新風量偏少，空氣齡過長，無法達到室內空氣品質要求。設置帶有全熱回收器的獨立新風處理機組提供新風，改善室內空氣品質，提高室內環境的舒適性。

根據廠家提供的產品資料，考慮全新風機處理機的容量不能超過室外機容量的30%和新風機組單獨連接對應室外機等因素，按新風供給空調區分別選用相應獨立新風室內外機組。

3.5 供熱、空調系統節能與系統控制

供熱系統采用雙管異程下供下回式系統，入戶干管裝設熱計量裝置，每組散熱器支管安裝高阻溫控閥，實現各個房間單獨控制室內溫度，使其達到各自的舒適要求。

變制冷劑流量空調系統采用直流變頻技術，實現高精度無級變頻調速，系統高效節能運行。根據廠家提供技術資料顯示IPLV（C）最高可達6.05。空調自主調節靈活又節能，既能滿足空調系統小容量、低成本運轉的實際需要，又能滿足用戶根據自己的實際需求，將空調室內機自主調整至舒適的溫度。

室外機采用均衡室外機模塊運行時間，確保設備運轉穩定長效的模塊輪換運轉技術，同時，室外機具有雙后備運轉功能，即使一套空調設備發生故障，其他空調設備也能正常運行。

4 結語

通過冷熱負荷的準確計算，系統劃分合理，設備選型得當，避免造成能源浪費或設備出力不足的問題。根據工程實際情況選擇合適的冷熱源和合理的供冷、供熱系統形式，使系統能效比高，節能性能好，有利于能源有效利用，提高能源利用率；使系統性能更符合工程實際情況。此外小型建筑暖通設計依然煩瑣，而單體節能總量、經濟效益不及大、中型建筑明顯，容易被忽視，但從全國范圍看，此類建筑的數量是十分巨大的，做好此類建筑的暖通設計，節能減排收效很大、節約資源的總量是非?？捎^的，本文亦希望拋磚引玉，使其得到更多重視和關注。