太原市某综合办公楼空气调节工程设计

王 天

（太原学院，山西太原030032）

随着我国经济的飞速发展及人民生活水平的显著提高，建筑业也在不断的向前发展，室内空气的温湿度、洁净度和空气品质问题越来越得到人们的重视及关注，人们对生活环境舒适性的要求也越来越高。因此，迫切需要为商业建筑设计安装节能、健康、舒适的中央空调系统，以满足人们对于高生活水平的追求。

1 工程概况

本设计对象为太原市某综合办公楼，该综合办公楼总建筑面积为13850m2。该办公楼分为AB两段，两段相通并用廊道连接。A段地上共十三层，主要以办公室及会议室为主，总高度49.5m。其中一层到十层层高为3.75m，十一层层高为3.9m，十二层层高为3.6m。十三层是水箱间和维修间，层高为4.5m。B段地上共三层，每层层高4.8m，其中一层为餐厅、厨房、包间、制冷机房、水泵间等；二层为多功能厅、教室、健身房、更衣室、阅览室、空调机房等；三层为会议厅和休息厅。

2 设计参数

2.1 室外设计参数

根据 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012［1］查得，太原市的室外计算参数如下。

夏季：室外大气压力91.98kPa，空调室外计算干球温度31.5℃，空调室外计算湿球温度23.8℃，室外平均风速1.8m／s，相对湿度55%。

冬季：室外大气压力：93.35kPa，空调室外计算干球温度-12.8℃，室外平均风速2.0m／s，相对湿度50%。

2.2 室内设计参数

根据 《实用供热空调设计手册》 （第二版）［2］查得，空调室内设计参数见表1。

表1 空调房间的室内设计参数Table 1 Interior design parameters of the air conditioning room

3 空调设计

3.1 冷热负荷

本工程中空调冷负荷的计算采用冷负荷系数法，热负荷的计算依照稳态传热理论［3］进行。本综合办公楼空调总冷负荷为840.243kW，总热负荷为779.794kW，冷负荷指标为91.55W／m2，热负荷指标为84.97W／m2。

3.2 冷热源

冷热源方案的制定，采用技术经济分析方法进行确定。根据太原市气候条件、能源结构、系统的冷热负荷和本工程的特点，最终确定选用了螺杆式冷水机组＋水-水板式换热器作为冷热源。

冷源选择两台螺杆式冷水机组，单台额定制冷量为455kW。冷冻水供回水温度为7℃／12℃，冷冻水流量78m3／h，冷却水供回水温度为 32℃／37℃，冷却水流量95m3／h。螺杆式冷水机组适用于大、中型空调制冷系统，运行可靠性较高，寿命较长［3］。热源选择两台水-水板式换热器，将市政热水引入到制冷机房中，单台额定制热量435kW，一次网供回水温度90℃／70℃，热水供回水温度60℃／50℃，循环水量40m3／h。冷水机组与换热机组均置于制冷机房内，制冷机房位于B段一层。B段三层屋面设置两台逆流冷却塔。

冷冻水泵单台流量90m3／h，扬程为28m，电机功率为11kW，转速为2900r／min，两用一备。冷却水泵单台流量110m3／h，扬程为19.5m，电机功率为11kW，转速为2900r／min，两用一备。

3.3 空调风系统

空调风系统的设计依照竖向按层，横向按防火分区为原则，同时根据房间使用功能进行划分。本工程主要采用全空气一次回风系统和风机盘管加新风系统两种空调系统类型。

A段门厅贯穿一层和二层，属于高大空间，人员密度较大，故采用全空气系统。因总风量不大，故空调机组可以吊装，气流组织采用上送上回。送风口选用电动旋流风口，回风口选用单层百叶风口。

A段除门厅采用全空气系统外，其余各办公室及会议室均采用风机盘管加新风系统，以便各房间的温度可以独立控制。当有的房间不需要空调时，还可以关闭风机盘管以节约能源与运行费用。新风机组吊装于走廊末端。气流组织形式为上送上回。送风口及新风口选用方形散流器，回风口选用单层百叶风口。

B段健身房、大会议室、餐厅等属于大空间场所，冷负荷密度大，潜热负荷大，人员密度大，且人员散发气味多，如果风量不足，不仅会使室内的温湿度得不到保证，而且会对空气品质产生严重的影响，影响人体的健康。所以B段全部采用全空气系统。

B段一层餐厅和三层会议厅等大空间场所采用吊顶式空调机组全空气一次回风系统。混合后的室内空气和室外新风处理至送风状态后经消声静压箱、风管和设于吊顶上的散流器送到室内；通过顶部回风口集中回风；风系统气流组织为上送上回。过渡季节可通过调节新风阀和回风阀，实现全新风换气。

B段二层设有空调机房，所以多功能厅健身房、教室的空调系统采用卧式组合式空调机组对空气进行处理。各全空气系统的参数如表2所示。

表2 全空气系统参数Table 1 Parameters of the all air systems

3.4 空调水系统

本工程中空调水系统采用一次泵变流量双管制，夏冬季冷热兼用。水系统水平和垂直均为异程式，在空调水系统每层分支管的回水管上设平衡阀解决异程式的水力平衡问题。冷水系统采用定压罐定压，补水均采用软化水。制冷机房的分集水器接出三路管道，一路供给B段，一路供给A段西侧，一路供给A段东侧。B段一层制冷机房产生的冷冻水通过直埋方式供给A段。

3.5 通风系统及防排烟系统

（1）A段卫生间单独进行机械排风，接到竖井，在屋顶设排风机集中排风。卫生间换气次数取10h-1计算。A段其他房间如办公室、会议室等采用分层排风方式，各层分别在外墙安装排风机进行集中机械排风。排风量取新风量的85%～90%。过渡季节适当增加新风量，实现全新风运行。

（2）B段卫生间采用排风扇进行单独排风。B段其他房间采用分层集中排风方式。

（3）所有楼梯间及电梯前室采用机械加压送风，风机布置于A段11层屋面与B段3层屋面。

（4）B段一层厨房设独立排风系统，空气排出室外前需经过除油装置，排风机也应选用厨房专用排油烟风机。

3.6 消声、隔振及保温

3.6.1 空调系统的消声设计

（1）在吊装机组和组合式空调机组的出口安装消声静压箱，并在机组箱体内，设一定的消声材料或在机组内壁上贴上吸声材料，以上措施可以使风机的噪声得到一定程度的衰减。

（2）当空调机房的噪声不符合国家标准的要求时，在空调机房墙内表面和楼板下表面涂吸声材料；当水泵房内的噪声不符合国家标准的要求时，在墙内表面和楼板下表面涂吸声材料或安装消声器，有必要时可安装消声罩。

（3）在风管上安装消声弯头。

3.6.2 空调设备的减震设计

（1）冷水机组、空调机组、水泵、风机等设备的进出口采用软管连接。

（2）吊装的机组、风机盘管及风机等应在吊脚架上设置弹簧减震装置。

（3）水泵出口设止回阀时，应选用消锤式止回阀［1］。

（4）在机组的基座上安装减震器，例如橡胶减震垫、弹簧复合减震器等。

3.6.3 空调系统的保温设计

由于风管与水管的管材均为金属，故传热系数较大，冷热水及空气在管中流动时宜造成冷量及热量的损失，使空调系统的制冷制热效果变差。故应在风管与水管上覆盖保温材料。选择柔性泡沫橡塑材料作为保温材料。保温层厚度按照 《设备及管道绝热设计导则》GB／T8175［4］进行计算。此外，冷凝水为了防止表面结露，也应设置一定的保温厚度。

3.7 自控系统

各区空调系统和冷热源均设置自控装置，通过温控阀、传感器等实现系统的节能运行。比如：在风机盘管回水管上设置温度传感器和电动两通阀来调节室内温度；冷冻水进出水管上设有压差旁通阀，对系统的进出水压差进行检测并调节水量；在新风管、回风管和排风管上设置电动控制阀进行联动。根据新风阀的开启程度来控制回风和排风口的开启程度。在室内设置温度感应系统，用于控制新风电动阀，以便根据季节调节新风比，在过渡季节的时候可以全新风运行，达到节能效果。

4 结语

该空调工程设计涵盖了参数选择、冷热源及空调方案选择、气流组织形式及消声减震等措施，为空调系统在办公类建筑中的设计提供了案例及参考依据。由于近年来节能问题越来越受到人们的重视，故在满足空调舒适性的基础上，应尽可能多的采取节能措施，以实现良好的节能效果。