家装广场空调设计与分析.doc

某家装广场空调设计与分析
摘要 该工程为大型建材市场，本文简要地介绍了卖场空调系统、通风与排烟系统的设计特点，并对设计中的负荷计算、系统方式确定、新风系统设置、排风与排烟系统设置，噪声问题等进行了探讨和总结，并对设计中存在的问题进行了归纳和分析。该工程空调系统经运行检验后满足设计要求。
关键词：负荷计算 消声 减噪 空调排风
1工程慨况
建筑总平面图
某家装广场位于汉口某繁华地段，位于某大道和某建材市场交汇处。总体规划为30万平方米大型商业综合区。目前已建成的建筑物包括A、B、D、E、F座，正在建的为C座、G座，本商业社区主要经营建材等装饰材料（主要是陶瓷类和灯具）。各建筑的方案均由境外设计机构完成，我方负责施工图设计。各栋建筑地上均为三层，地下一层；层高4.8m，其中A、B栋地下室何为一体；D、E、F座地下室何为一体；总建筑面积约70000m2。本工程2004年开始设计，2005年完工，目前已投入运行一年多，空调效果良好。
（本设计在《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）和《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）颁布以前完成）
表1 设计参数
空调区域
夏 季
新风量
噪声
温度（℃）
湿度（％）
m3/h.p
dB(A)
卖 场
26～28
65～50
20
≤60
2 空调系统设计
根据甲方要求和根据武汉地区的气候特点本卖场设单冷中央空调，总空调面积约60000 m2。建筑总平面图见图1，设计参数见表1.

2.1 空调负荷
在卖场的计算负荷中，人员的热湿负荷和新风负荷是两个重要的部分。如何确定这两部分负荷的大小直接影响着整个空调负荷的多少。
2.1.1人员密度的确定：
人员密度与商场客流量的关系十分密切，特别是节假日、双休日客流量大，根据一些资料的推荐客流量按城市大小、商场规模与档次等因素在1.5～0.4人/m2选取，考虑本卖场虽然规模大，档次高，并且是处于黄金地段的商业区，但是由于其所经营的商品为建材类，其行业性较强，在人员密度上相对于其它卖场要少一些。因此一层人员密度取0.50人/m2。二～三层取0.4人/m2。
2.1.2 新风负荷：
在空调系统中，为了满足人体卫生和舒适度的需要需增加一定的新风，此项新风量一般根据稀释细菌、粉尘浓度来计算。在确定新风量时除这条外，还要考虑到加大新风后会增加空调总负荷，导致空调设备的投资和运行费均要增加，综合考虑各方面的因素，根据相关规范，本商场按20 m2/h.人计算新风量。空调冷负荷如下表：
空调负荷表
空调区域
空调冷负荷：
A、B座
2900 KW
D、E、F座
5400KW
2.2 空调系统划分：
根据各卖场经营品种的不同和地理位置的不同，将A、B座纳入一个系统考虑；D、E、F按一个系统考虑。考虑以后扩建的C 座与A、B座相邻，在机房里预留制冷机位。
SYS-1系统：负责A、B座；
SYS-2系统：负责A、B座；
2.3 空调冷热源
SYS-1系统考虑以后扩建的C座空调主机要并入该系统，因此在本次设计时采用一台双机头离心式制冷机，单台制冷量分别为：3150KW，各冷冻水、冷却水系统均按扩建后的规模设计，以方便以后系统的并入。
SYS-2系统采用两台双机头离心式制冷机，单台制冷量分别为：2800KW。
各制冷机均设在地下室。
2.4空调方式
2.4.1系统型式：
整个工程商铺分I，II两种类型，I型商铺在一层，为临街商铺，采用到顶的硬质隔断；II商铺采用不到顶轻质隔断（分隔高度2.4m）,吊顶采用大格栅形式。设计时II型商铺按大空间考虑，在通往I、II商铺之间的隔墙顶部设回风百叶。
根据卖场使用特点，决定采用半集中式空调系统：除局部独立的区域采用风盘系统外，其余部分空调末端设备采用吊装式空调机组，型号统一，均为风量8000m3/h，制冷量60KW，为六排管机组。
由于建筑专业对立面造型要求高，不允许设外墙百叶，因此吊装空调机组的新风直接从各新
风竖井引入，新风竖井的进风口设在屋顶平面。采用风盘系统的房间由于均有直接对外的出口，考虑到各商铺经营时，门开启频繁，故这些房间新风依靠自然渗入，不单独设新风处理系统。
2.4.2空调季排风
各栋建筑均设有中庭，在中庭屋顶设空调季节排风系统，排风量按总送风量的15％计算。各对外的外门要求甲方设空气幕。
2.4.3气流组织
空调系统采用上送上回的气流组织。送风采用散流器，回风采用单层百叶风口上回，以确保整个空调区域温度和气流分布均匀。风机盘管采用高静压卧式暗装。各回风口设过滤网。
2.4.4空调水系统。
本工程空调水系统采用闭式机械循环系统，各栋建筑物采用水平同程，竖向异程，在每层的回水干管及总的回水干管上压差型流量平衡阀。各冷冻循环泵与冷机按一对一进行设计，同时考虑一台备用泵。
2.4.5控制与连锁
冷机端设压差旁通阀，冷机可根据回水温度自动进行负荷调节。
各吊顶式空调机组设比例积分式电动调节阀进行温度调节。
各栋楼在每层的回水干管及总的回水干管上设压差型流量平衡阀。
2.4.6 主要材料：
空调风管采用镀锌钢板制作，水管≤DN50采用热镀锌钢管，其余一律采用无缝钢管。水管阀门<DN50的采用铜截止阀；≥DN50采用钢制蝶阀。风管保温材料风管为采用带夹筋超细玻璃棉（48K），外面用铝铂贴面；水管采用橡塑保温材料:导热系数≤0.032W/(m.k) 20℃；湿阻因子≥10000；燃烧性能：难燃B1级。
2.4.7 消声、隔振措施
（1）本工程在选用设备时，选用高效率、低噪声的设备。
（2）机械设备在与基础之间，均设置减震设施进行隔振，降低噪音。
（3）空调设备与各风管之间设软管连接。
（4）各吊装空调机组在出风总管上设片式消声器，回风口设消声静压箱。回风口通过长度超过2500mm的风管和静压箱相连。

3 通风与排烟
3.1各高低压变、配电室，制冷机房、水泵房等设备用房设机械送、排风系统，通风量按下表选用：
3.2各地下车库设机械排风兼排烟系统，当各防火分区有直接对外的车道时，利用车道补风；没有直接对外出入口的防火分区采用机械补风。车库排风量、排烟量均按６次/h的换气次数计算，送风量按4次/h的计算。
排烟与排风系统合用一套管道。平时按排风工况运行，当某一防烟分区发生火灾时，系统按排烟工况运行；对设有机械送风系统的防烟分区中失火时，需要确保排烟系统、送风系统均投入运行状态。
3.3通风排烟系统风量按下表选用：
通风换气次数（h-1）表
序号
房间名称
换气次数（h-1）
备 注
进气
排气
1
变、配电室
10
12

2
发电机房
-
-
进、排风风量根据柴油发电机散热量、排烟量进行计算
3
水泵房等
5
6

4
地下汽车库
4
6

4 设计存在的问题与分析
本空调系统经运行调试后，达到设计要求，但有许多问题值得我们分析和总结，现分析如下：
4.1 空调负荷问题
在原设计中经计算的空调负荷大于前面提到的负荷值，因甲方根据以前实际的运行经验，要求负荷指标按140 W/m2选取,实际设备选型时也是按照这个指标进行，经过一年多的运行表明：空调效果良好，并且开两台主机的时间不多。
分析以上出现的情况可能主要有以下几个原因：（1）实际人流密度比设计小，特别礼拜一~五；（2）因单层面积大，维护结构负荷小；（3）原有的一些外窗一般都被各商户分隔成小库房，进一步减少了维护机构负荷；（4）各空调末端配置较大，处理效果好。
从以上分析可以看出，设计的空调负荷一般都偏大，这主要是由于设计规范规定的空调计算方法引起的。实际运行是往往是部分负荷情况占大多数。这就要求我们在选配主机时，少一些富裕，节省能源，但配置末端时可适当加大（15%~30%比较理想）。
4.2 空调季排风问题
F座因为施工时取消了中庭，所以相应的排风系统也取消了。实际运行时，空气污浊，开业时还出现营业员晕倒事件。而经营同类商品的D、E座（设有排风系统）空气舒适。针对这个情况，我们在F座进行改造，重新增加排风系统，安装调试后，空气品质得到较大的改观。
在设计空调系统时必须要考虑排风系统，经济的排风量在10%~15%，排风系统一方面能保证室外的新风能进入空调区，同时可将室内产生的脏空气排出去。
4.3 噪声问题
（1）空调吊柜噪声：A、B栋因甲方修改部分设计采用了15000~18000m3/h的吊柜，实际运行时，卖场内噪声较大，令人心烦，而D、E、F因为风量小，只有靠近机组附近才可以听到一些噪声。还有一个原因就是D、E、F座各空调吊柜的回风是通过一段长的风管后才回到机组，送风总管上设消声器，
这些措施进一步防止机组的噪声外传，（如左图所示）；而A、B座回风口直接设在静压箱上，无法阻止机组噪声外溢。
（2）排风机噪声：设在中庭屋面的空调季排风机风量约8000~9000m3/h，开始设计的是混流风机。运行后噪声较大，对中庭四周的商户影响大。经过在风机入口风管上增加消声器后，效果得到明显改善。
（3）根据以上分析，建议在设计无空调机房的吊柜空调机组时，单台风量最好在10000m3/h以内，同时应做好消声处理，非则无法控制噪声的干扰。有噪声要求的场所送排风机最好选用离心风机，同时还要做好消声处理。空调系统噪声问题已经成为对工程使用影响最大的因素之一。

4.4 消声器和静压箱问题
（1）消声器：在总风管上设消声器已经成为空调系统设计的一个必要措施。按消声器的种类分为阻式和抗式消声两种。阻式是通过吸声材料来吸收声能降低噪音，一般是用来消除高、中频噪声；抗式消声器：是通过改变截面来消声的，一般降低中、低频噪音。对于一般的民用空调通风系统，选用阻抗复合消声器效果最好，但由于截面、体积大难于在空调系统的风管上大范围应用，所以风管系统一般采用体积、截面均较小的片式、管式消声器，其适宜风速为6～10米/秒，消声量dB(A)可达18左右。
（2）静压箱：消声静压箱应要求制成阻抗复合式消声器。静压箱是风系统减少动压、增加静压、稳定气流和减少气流振动的一种必要的配件。静压箱厚度最好大于600mm，断面风速小于2m/s，另外注意接出位置与接入位置间有点气流缓冲区，强烈不建议用静压箱，造价高阻力大，有条件尽量用裤衩三通加消声弯头或管道消声器。
参考文献：
[1] 电子工业部第十设计研究院主编.空气调节设计手册（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，1995
[2] 钱以明.高层建筑空调与节能.上海：同济大学出版社，1992
[3] 湖北暖通空调制冷学术年会论文集（2002年）
[4] 湖北暖通空调制冷学术年会论文集（2003年）
[5] 湖北暖通空调制冷学术年会论文集（2005年）
[6] 陈焰华.高层公共建筑空调设计实例.北京：机械工业出版社，2004
[7] 华东建筑设计研究院编著.高层公共建筑空调设计实例.北京：中国建筑工业出版社，1997
[8] 中国建筑标准设计研究院.2003全国民用建筑工程设计技术措施（通空调.动力）.北京：中国计划出版社，2003