大厦空调与通风设计.doc

某大厦空调与通风设计

摘要： 简述了在某大厦空调系统设计中柜机分层设置的运用，介绍了该大厦的设计参数、空调方式、设备选择、通风系统、水系统等。

Abstract　Describes the utilisation of the floor-based air conditioning system with packaged units in the building. Presents the design conditions, air conditioning pattern, equipment selecting, ventilating system and cooling water system.
Keywords　high-rise building, floor by floor sale, skirt building, tower building
1　工程概况
　　某大厦位于佛山市中心季华路繁华路段，是集办公、娱乐、商贸、展览于一体的高级现代化综合建筑。大厦地下1层，设有200个车位停车库及80 m3集水池一个。地上32层，1～5层为裙楼，6～32层为塔楼。大厦建筑总面积29 200 m2，空调总面积25 200 m2，其中裙楼每层空调面积1 424 m2，塔楼每层空调面积672 m2；层高首层4.5 m，2～5层3.4 m，塔楼标准层高3 m。建筑总高度108 m，其中空调建筑高度99 m。各建筑层功能如下：首层为商贸大厦，2～3层分隔成单元铺位，作商业出租；4层为国际会议中心，分大、小两个豪华高级会议厅；5层为工业品展览中心，佛山市的名、优、特工业产品全部集中于此展出；6～31层为写字楼(其中18层为设备技术层)；32层为豪华卡拉OK厅、舞厅及酒吧间，楼顶设置直升飞机停机坪。建筑采用了先进的无梁框架结构技术，风管可贴紧楼底面敷设。空调通风设计主要技术参数见表1。
表1　空调设计技术数据汇总表

项　　目
数量
总计算冷负荷/kW
5 586
总装机容量/kW
6 084
冷却水总循环水量/m3/h
1 850
冷却水总补给水量/m3/h
37
冷源系统耗电量/kW
1 300
送风系统耗电量/kW
396
水泵耗电量/kW
344
水塔耗电量/kW
64.5
空调系统总耗电量/kW
2 104.5
建筑面积耗电指标/kW/m2
0.072
空调面积耗电指标/kW/m2
0.084
建筑面积冷负荷指标/kW/m2
0.208
空调面积冷负荷指标/kW/m2
0.241

2　空调设计参数
　　夏季：室外空调计算参数　干球温度t干=34 ℃，湿球温度t湿=28.5 ℃，室内参数t=24～26 ℃，φ=60%±10%，新风量标准30 m3/(h。人)。冬季：佛山地区属热带海洋性气候，气温高于0 ℃，故不设供暖装置［1］。
3　空调方式的选取
　　目前，国内众多高层建筑的空调方式大都采用集中式或半集中式空调系统。这两种空调方式的特点为：空调冷冻水统一制取，统一供应；新风统一处理，统一供应。整个大厦冷冻水系统、冷却水系统、新风系统各自成一体，统一运行，统一管理。其优点是整个大厦作为一个整体，安装、使用、维护都相当方便。但是，若某空调区域需要单独运行、单独维护与单独管理时，将会牵涉到整个系统，这就变得复杂起来。佛山某大厦由于使用情况不同，决定了管理方式不同，进而空调方式的选择也随之改变。大厦竣工后，部分楼层自己留用，其余大部分用来出售，分层卖给不同单位。若空调方式采用集中式空调系统，将来空调运行、维护费用问题就难以妥善解决，大厦的管理就变得复杂。针对这种情况，大厦分层设置柜机空调系统，各层利用各自楼面柜式空调机，将新风、回风冷却处理后，利用风管均匀地输送到同层每个房间。这样，每层空调的运行、使用、维护、管理就由各层单位自行其事，而不会造成整座大厦不同单位之间的相互制约了。
4　设备选择
　　系统所选设备见表2。
表2　主要设备表

名　称
型　号
规　格
数量/台
安装位置
柜式空调机
RP-30WL1
30HP
4×4
1～4层
柜式空调机
RP-25WL1
25HP
1×2
5层
柜式空调机
RP-25WL1
25HP
26×2
6～31层
柜式空调机
RP-30WL1
30HP
1×2
32层
冷却塔
SR-100UL
100 t/h
5
裙楼楼顶
冷却塔
SR-150UL
150 t/h
3
裙楼楼顶
冷却塔
SR-150UL
150 t/h
6
塔楼楼顶
冷却水泵
XA65/16A
G=66～120 m3/h
H=34～22 m
6
裙楼楼顶
冷却水泵
XA80/16A
G=85～185 m3/h
H=34～28 m
2
裙楼楼顶
冷却水泵
XA80/16
G=100～195 m3/h
H=39～31 m
2
裙楼楼顶
冷却水泵
XA80/20A
G=110～215 m3/h
H=55～45 m
2
裙楼楼顶
冷却水泵
XA80/16
G=100～195 m3/h
H=39～31 m
7
塔楼楼顶
补给水泵
D46-30×4
G=30～46 m3/h
H=136～120 m
2
地下室

　注：冷却水泵各型号均备用一台
5　通风系统的设计
5.1　塔楼标准层风管平面布置见图1。

图1　标准层风管平面布置图
5.2　由图1可见，空调机房置于大厦两端头，呈对称布置。通过侧墙窗口，一条新风短管直接将室外新风导入柜机新风口。在每台柜机新风口处，设一手动调节风阀，调节进入柜机的新风量。
5.3　该建筑不设新风竖井，设置水管竖井和电缆竖井。
5.4　标准层各写字间门下部设百叶窗，房间回风通过百叶窗先到走廊，再到空调机房。新风、回风在柜机处理后，经送风管、散流器均匀地送至每个房间。
5.5　各层排风通过玻璃幕墙缝隙、电梯竖井、安全消防楼梯等排走；卫生间排风由装在外墙的排气扇直接排出室外。
5.6　地下车库排风，按上部排1/3，下部排2/3的总风量设置，换气次数为8 h-1。车库内设CO浓度监控信号，排风机装有变频调速装置，可根据CO监控信号的强弱来调节风机排风量大小，以节约能源。新风由车库入口处及安全人行楼梯负压吸入。
5.7　风管由镀锌板按国标制作，外辅以30～50 mm厚岩棉铝箔保温层。考虑到建筑物为长方体结构，空调面积较大，风管长，弯头多，与原型号柜机相匹配的风机难以满足设计要求，经核算调整，将RP-25WL1，RP-30WL1柜机风机型号分别选大一号，在设备订货时已向供应商提出设计修改。
6　空调水系统设计

　　由于采用分层式系统，不集中供冷，故水系统的设计主要是对冷却水及补水进行。
6.1　冷却水系统布置
　　高层建筑冷却塔和水泵一般放置在同层位置，或置裙楼楼顶，或置塔楼楼顶，在楼面空间布置和楼板结构荷载允许情况下，放置位置应尽量考虑水泵扬程，使水泵既能满足整个冷却水系统循环的要求，又能使扬程最小，运行能耗最低。
　　基于上述观点，裙楼1～5层柜机匹配的冷却塔置于裙楼楼顶。塔楼6～27层柜机匹配的冷却塔本也应置于塔楼顶，但考虑到一方面塔楼顶建造直升飞机停机坪，空间受限制；另一方面，若把与塔楼最下面几层柜机匹配的冷却塔置于裙楼顶上，系统循环路径将大大缩短，系统循环阻力随之下降，而提升高度又增加不大，因此本方案设计将15～32层的冷却塔放置在塔楼楼顶，6～14层的冷却塔则放置在裙楼楼顶。
6.2　冷却塔的选择
　　RP-25WL1，RP-30WL1柜机要求冷却水量分别为18.4 t/h，21 t/h；SR-100UL，SR-150UL冷却塔冷却水量分别为100 m3/h，150 m3/h，冷却水温差Δt=5 ℃。在裙楼1～5层，每层共用1个SR-100UL型冷却塔；在塔楼6～32层，每3层共用一个SR-150UL型冷却塔。水环路均为同程式，各层总管与分支管之间用流量调节阀连接，这样一方面使流量合理分配，另一方面，不使用空调的楼层可关闭调节阀，以节约能源。
6.3　冷却水补水
　　在裙楼、塔楼两个冷却塔群区域内，各设置高位水箱一个。系统投入使用时的加水及日常使用的补水，都通过高位水箱进行。补水通过一条15 mm镀锌水管靠自流分配至各冷却塔，各冷却塔托水盘内设浮球阀一个，控制盘内水位。裙楼高位水箱容积为3 m3，用水为市政管网自来水。塔楼高位水箱容积为8 m3，在地下层集水池旁设耐高压多级离心泵2台(其中1台备用)，将池内补水输送至楼顶水箱。水箱设电子液位控制器一个，低水位时泵自动开启，高水位时则自动停泵。

7　结束语
　　高层建筑空调方式采用分层柜机空调系统，尽管存在着初投资大、运行能耗高、振动噪声较大等缺点，但具有系统简单、管理维护容易、关停方便、灵活性大、节约能源等优点，仍受到不少用户青睐。尤其用来出租出售的高层建筑，各买方(或承租方)之间不希望将来该系统在运行使用、维护保养方面存在许多瓜葛，而能各行其事，明确自己的使用范围及义务范围，更具推广前景。因此，将分层式柜机空调系统应用于某大厦不失为一种探索。
参考文献
1　钱以明.高层建筑空调与节能.上海：同济大学出版社，1990.
2　电子工业部第十设计研究院，主编.空气调节设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1983.