望京SOHO T3暖通空调系统设计

黄艳 程新红 程文明

悉地（北京）国际建筑设计顾问有限公司

望京SOHO T3暖通空调系统设计

黄艳 程新红 程文明

悉地（北京）国际建筑设计顾问有限公司

本文对北京望京SOHO项目的冷热源配置、水力系统分区、新风热回收和PM2.5控制手段进行了系统分析，简要介绍了为户内数据机房设置的集中租户冷却水系统和办公空调计量远传抄表系统等较新技术在本项目中的应用，为此类超高层办公建筑暖通系统设计提供借鉴和参考。

超高层建筑 水力系统分区 新风热回收 空调计量远传系统

1　项目概况

本项目位于北京市朝阳区，项目总建筑规模52万m2，包括三栋高层塔楼（简称T1T2T3）和对应的地下车库及商业，其中最高的塔楼T3，建筑面积124,368m2，建筑高度170m。T3地下四层，地上四十五层，其中地下四层为主要的设备机房，地下二层至地下三层为车库、地下一层至地上二层为商业，其余地上部分功能均为办公楼层。

办公和商铺设计为单元式，机电考虑预留灵活，以增加后期单元出租的灵活性；每个办公单元机电资源考虑独立计量。

2　冷热源系统设计

本项目有市政热力供热条件，综合初投资和后期的运营维护，冷热源采用市政热力+电制冷的能源方式；为便于管理和分期建设，三个塔楼分别设置热交换站和制冷机房。

2.1空调冷热负荷指标

本文研究主体T3主要建筑功能为办公和商业，商业包括餐饮商铺和零售商铺。T3整楼空调负荷指标如表1。

表1　望京SOHO T3空调冷热负荷指标

2.2热源系统设计

本项目采暖空调热源采用城市热力，由市政热力提供150/90℃、压力为1.57MPa的一次热水至塔楼热交换站。

考虑运营时间不同，换热站分别设置办公空调、商业空调和办公大堂地板采暖换热装置。空调二次换热空调供水水温60/50℃，办公大堂地板采暖供回水温50/40℃。

热交换站交换后的空调二次热水引至塔楼地下四层冷冻机房内，接至商业和办公的空调冷水集分水器上，地板采暖热水直接供至办公大堂地板辐射区域。夏季空调冷水定压设置在制冷站，冬季采暖空调热水循环泵、补水定压设在市政热交换站。

2.3冷源系统设计

空调冷源采用常规电制冷，考虑超高层建筑须进行水力分区设置二次换热[1-2]，一次冷水水温设置为6/12℃。

本项目空调总冷量为3300RT，在冷源设备配置中，要兼顾高峰负荷和值班负荷以及办公、商业不同运营模式下的运行效率优化，冷机容量配比考虑大小搭配。在冷机台数和容量选择时，选择了三大两小（850RT×3+350RT×2） 以及三大一小（950RT× 3+450RT×1）两种冷机系统配置进行了不同空调负荷率下的运营分析，相关结果详见表2和表3。

表2　冷机（三大两小配置）运行工况分析

表3　冷机（三大一小配置）运行工况分析

对比上述两种主机设置方案，对于值班负荷、部分负荷及满负荷工况下，冷机匹配度均较好，方案二主机配置下，部分负荷工况主机负载率在70%～80%之间，为主机高效运行区间，对于部分空调负荷工况运行效果最优；方案一主机配置，部分负荷工况主机负载率在95%～100%，相对较优。

本项目最终冷机方案选定时考虑T1/T2/T3三个塔楼保持相同的冷机配置模式，综合三个塔楼的冷机配置运行情况，实施阶段T3冷机主机选用了三大两小的冷机配备方案。

考虑塔楼办公和商业部分相互独立，使用时间不同，且系统较大，阻力较高，各环路负荷特性相差较大，压力损失相差悬殊（差额大于50kPa），空调水系统夏季采用二次泵系统，办公和商业分设二次泵；冷水系统一次泵为定流量系统，台数调节；二次泵为变流量系统，变频调节运行；二次泵均设在集中冷冻机房内。

为满足夜间和周末加班、值班等工况下的低负荷运行，塔楼配备的350RT主机可满足低负荷运行的要求，相应商业和办公二次泵系统各配备一台值班用的二次水泵，变频调节运行。

本项目冷站系统详见图1。

图1　空调冷源系统图

3　空调水系统分区

T3整楼地上 45层（H=170m），地下四层（H=-20m），中间设有两个避难层，分别设置在F15（H=56m）和F29层（H=110m），屋顶层F45层设置了避难间和设备机房。

本项目在设计中考虑降低冷机及整个管路系统的承压[3]，分区楼层选择在F15层，低区为地下四层至F15层，高区为F16层至F45层；为了降低末端设备承压，节约管道投资造价，高区分为高I区和高II区，其二次热水换热板换均设置在F15层设备层，高I区水系统范围为F16至28层，高II区水系统范围为F30层至45层，整个高区空调末端系统压力均为1.0MPa；水系统分区如图2。

图2　望京SOHO T3水系统分区

4　新风热回收系统与PM2.5控制

本项目办公设计为单元式办公，考虑项目进行散售的特点，空调风系统采用风机盘管+新风的形式，新风设置转轮式集中热回收。

4.1新风系统设置

办公新风采用竖向系统，热回收新风机组集中设置在每个避难层和地下室二层空调机房内，新风出机组后经过新风竖井送至各层。设置在避难层的新风热回收机组竖向上下服务每个避难层之间一半的楼层，整个T3塔楼共设置了六个新风系统分区，每个分区承担6～7层办公，新风系统图详见如图3。

图3　新风竖向系统设置图

4.2新风PM2.5控制

室外可入肺颗粒物PM2.5浓度超标对人体健康产生较大影响，在本项目初期设置中，仅设置了常规的初效过滤和一级中效过滤，经过检测和分析，无论中效采用静电式或袋式，仅采用一级中效过滤器不能实现PM2.5 90%以上的除尘效率，在设计中期，经由厂家配合和权威空调检测部门检测，对设置两级中效过滤器（静电+袋式）以及（静电+静电）的方式进行了检测和对比，其中两级中效过滤器（静电+袋式）过滤效果最好，能够满足PM2.5 90%以上的过滤效率，在项目实施中空调箱功能段设置了相应的两级中效过滤系统。

4.3新风热回收比例设置分析

在新风热回收设备选型中，空调热回收回风比例一般选取80%～85%。在本案设计初期，对实际能够回收的比例进行了计算和分析：以一个防火分区的空调系统为例，对于不同人员密度，考虑维持室内正压需要的风量以及卫生间排风综合计算可回收的新风比例进行了分析和计算，计算结果相见表4。

表4　不同人员密度对应的热回收比例计算

将人均新风量提高至40m3/(h·人)，相关计算结果见表5。

表5　不同新风指标对应的热回收比例计算

综合表4、表5分析，高层办公在设置新风热回收时，需考虑室内维持正压、卫生间排风等因素，按照实际的人员密度和人均新风量取值进行校核计算以确认项目可回收的排风量比例。

5　租户冷却水系统设计

本大楼为分散式的SOHO类办公，考虑现代办公网络机房的24小时机房空调要求，本项目为此设置了一套集中的机房冷却水系统（简称租户冷却水系统），承担网络机房空调冷凝器的功能，从而避免了每户采用风冷式机房空调对建筑立面的影响，为满足机房空调冷却水水质问题，供至用户侧的租户冷却水系统均采用板换与冷却塔供回水分隔开。

租户冷却水系统分为高、低两个分区，低区办公（F2～F28）租户冷却水冷却塔设置在塔楼右侧三层高的小商业屋顶，板换及水泵设置于B4层；高区（31F～45F）租户冷却水冷却塔和板换均设置在T3塔楼屋顶F45层。

与空调水系统分区不同，租户冷却水低区选取在F29层，主要考虑以下几个因素:系统分区在F29层，低区系统静压130m，考虑水泵扬程，位于B4的板换和水泵工作压力1.8MPa，但是末端用户起始楼层为F3层办公，因而末端承压均在1.6MPa以内。这样可尽量增加低区的供应范围，减少高区冷塔的容量。

租户冷却塔采用开式冷却塔，冬季塔体和室外管线设置电伴热措施；租户冷却水一、二级水泵均采用变频水泵，根据租户的使用情况调节冷却水量；租户冷却水系统的工作压力详见表6。

表6　T3租户冷水系统分区及工作压力

6　空调计量远传抄表系统

本项目结合项目单元式租售的特点，采暖空调系统进行了分用户、分区域和分室的冷热计量，做到用热有量、便于管理和收费。具体设置如下：

1）单元式办公设置空调计量远传抄表系统，空调冷热计量表选用一体式，即热量表和积分仪一体；

2）计量表装设在管路上；

3）冷热量表同时带反馈信号，信号反馈至楼宇控制中心，每户户内设置显示面板；

4）为便于对用户的控制和管理，每户的空调水管入户管上同时装设电动阀。

整个办公空调供冷热均为预付费系统，中央控制式可对大楼的能耗实现精细化计量和管理。

7　结论

1）对于冷负荷总量较大的建筑，冷机台数及容量选型时需分析值班负荷、部分负荷及满负荷运行时机组开启台数和负荷率，以保证设备运行的经济性。

2）超高层建筑水力系统分区要进行详细的设备和管路承压的校核与计算。

3）高层办公在设置新风热回收时，需考虑室内维持正压、卫生间排风等因素，按照实际的人员密度和人均新风量取值进行校核计算以确认合适的排风量比例。

4）通过设置初效及袋式、静电两级中效过滤器可实现PM2.5 90%以上的过滤效率，提升室内空气品质。

5）设置集中租户冷却水系统可实现分散办公网络机房条件预留和建筑外立面的统一。

[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2008

[2]潘云钢.高层民用建筑空调设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1999

[3]马最良,姚杨.民用建筑空调设计[M].北京:化学工业出版社, 2009

Design of Air-conditioning System for Wangjing SOHO T3 Building

HUANG Yan,CHENG Xin-hong,CHENG Wen-ming
CCDI(Beijing)Architectural Design International Institute

The HVAC system of Wangjing SOHO T3 Building in Beijing was analyzed systematically,including the configuration of heating and cooling capacity,the partition of hydraulic system,the heat recovery of fresh air and PM2.5 quality control of fresh air.It was briefly described the application of new techniques,such as water-cooling system for office computer room air conditioning system and energy consumption measurement in the Wangjing SOHO T3 project. This work will provide reference for the design of HVAC system of super high-rise building

super high-rise architecture,hydraulic system partition,fresh air heat recovery,energy consume measurement system

1003-0344（2015）06-091-4

2014-5-27

黄艳（1981～），女，硕士，工程师；北京市朝阳区东土城路怡和阳光大厦C座（100013）；010-84266220；E-mail:reddoris@163.com