某国际商务中心空调设计

莫耐议

深圳市华阳国际工程设计股份有限公司

1 工程概况

本工程位于珠海市横琴新区，总用地面积约1.7万m2，总建筑面积约20 万m2，空调面积约12 万m2。本建筑物地面由裙房及两座塔楼（北塔、南塔）组成，且南塔和北塔布局一致，建筑总高度为130 m，地下4层，主要为设备房和汽车停车库，裙房1～4 层为商业裙房，5～29 层为办公塔楼，其中11、20 层为避难层兼设备房，其建筑外形如图1 所示。

2 空调冷源

2.1 冷负荷

经计算，各区域单体建筑的逐时空调冷负荷结果如下：裙房冷负荷约为5100 kW，冷指标252 W/m2。北塔、南塔冷负荷均约为7500 kW，冷指标均为160 W/m2。项目逐时冷负荷综合最大值约为20100 kW，冷指标为177 W/m2。

2.2 空调冷源

珠海横琴新区要建设成为资源节约、环境友好的“生态岛”，生态优良、环境优美的“低碳岛”。区域供冷供热系统是横琴新区实现能源梯级利用，节能减排和落实“生态岛”的环保发展理念的重要依托和保障，该系统是横琴新区建设的一项市政配套基础设施，向新区的各类建筑提供空调系统的冷源，冬季采暖及生活热水的热源。因此本项目冷源全部采用市政区域供冷冷源，通过板式换热器将区域供冷管网与用户侧系统隔开，实现间接连接[1]。

2.3 板式换热器间

为方便以后运行管理，在地下4 层设置一个集中板式换热器间，考虑到此工程基地平面尺寸较大（为189 m×65 m），因此换热器间设置在南塔和北塔投影范围中间位置[2]，如图2 所示。市政冷源预留给用户接入系统的资用压头≤100 kPa，而市政冷源预留的接口至换热间的距离较远，换热器一次侧供回水管路总长约为400 m，为降低管路比摩阻，一次侧供回水管选用较大管径D630×12[3]。换热机房内设置裙房，南塔和北塔3 套板式换热器系统，换热器间主要设备配置表见表1，区域冷源供回水温度约为4/12 ℃，要求用户侧冷水回水温度≥13 ℃，故二次侧冷水供回水温度设计为5.5/13 ℃[4]。由于珠海属于夏热冬暖地区，因此本项目冬季不考虑供热。

图2 板式换热器间位置示意图

表1 换热器间主要设备配置表

3 空调水系统

此项目裙房、南塔、北塔3 套系统的换热机房均设于地下4 层，建筑标高为-13.45 m。

3.1 裙房空调水系统

裙房1～4 层为商业裙房，建筑标高为24 m。地下4 层到裙房4 层的相对高度约为37.5 m，因此裙房换热机房内所有设备及配件，空调末端设备及配件的承压均＜1.0 MPa，因此裙房水系统的工作压力设计为1.0 MPa。

3.2 塔楼空调水系统

由于本项目南塔和北塔布局一样，仅为镜像关系，本文仅介绍一个塔楼的竖向水系统。

1 到2 层设有两层通高的办公大堂，5～29 层为办公塔楼，地下4 层到地下1 层为办公区域电梯厅，需接入办公塔楼水系统，而地上部分空调水系统需供至屋顶，屋顶建筑标高为136.5 m，塔楼屋顶至地下4 层的相对高度约为150 m，则系统的静水压力为1.5 MPa，再加上水泵扬程，系统中的板式换热器、循环冷冻水泵、局部管道的承压已经超过1.6 MPa，必须达到2.0 MPa[5]。目前市场上2.0 MPa 的板式换热器，循环冷冻水泵，阀门及相关配件已经很普遍，且施工工艺也完全满足要求。因此采用竖向不分区方案，虽然系统工作压力较高，设备和管道系统投资有所增大，但却节省了中间板式换热器和高区循环泵，冷水温度和末端设备换热面积不变，与竖向分区方案对比，初投资低，能源利用效率更高，系统运行更节能，后期维护管理更简单，因此本项目塔楼竖向不分区，办公区水系统图如图3 所示。

图3 办公区水系统示意图

地下4 层到地下1 层电梯厅的空调末端形式为风机盘管，经调研发现有部分企业的风机盘管承压可达到1.75 MPa。鉴于地下4 层和屋顶层的相对高度约为150 m，为最大限度降低地下4 层电梯厅的空调末端承压，采用水泵压入式，且地下室电梯厅的水管是从B1层接出一根支路至B4 层，而不是直接由地下室4 层主干管接出，如图3 所示。

4 空调风系统

4.1 裙房空调风系统

1）裙房部分大空间公共区域采用组合式空气处理机组低风速单风道全空气系统，一次设计到位。室外新风由外墙百叶采入与集中回风混合后进入空气处理机组，经空气处理机组冷却、除湿、加压后再经消声静压箱、风管、散流器送至空调区域。采用风管回风，回风管装消声器。新风管装有电动对开多叶调节阀，可根据室内需要及季节变化而调节多叶调节阀的开启度，过渡季节可将阀全开。

2）裙房商铺根据甲方要求，仅预留冷冻水接口，及新风接口，室内空调系统由业主自行设计。新风集中集中处理，新风经集中处理后通过新风管送至商铺内。餐饮铺还预留排油烟及事故排风管道。

3）物业管理用房、消防控制室等需长时间独立运行的房间设置分体空调或多联机系统。

4.2 塔楼空调风系统

办公大堂采用组合式空气处理机组低风速单风道全空气系统，塔楼办公区域采用风机盘管加新风系统。由于塔楼核心筒内布置了大量的竖向交通设施，很难在核心筒内层层设置新风机房，为了不占用核心筒外办公区域的面积，办公塔楼的新风系统不采用分散式水平系统，而采用小集中竖向新风系统，充分利用塔楼的11 层，20 层避难层（兼设备层）和屋面设置集中新风机组，再通过竖向风井与各楼层联络。

办公区每层新排风设置情况如下：为尽量减少走道内的管道交叉保证走道的净高要求，办公塔楼核心筒设置两个相对的新风竖井，每个井负担每层一半的新风量。塔楼各公共卫生间设竖向排风系统，各层仅设排风风口。塔楼办公区域也设置竖向排风系统，每个办公区域与走道间设置消声排风短管，房间的排风通过短管排至走道后，通过走道的排风百叶接至排风竖井。办公区每层新排风系统如图4 所示。

图4 办公区每层新排风系统示意图

办公区竖向新排风系统如图5 所示，在11 层避难层（兼设备层）设置2 台排风热回收型新风处理机组，通过设置在核心筒内的竖向新风总管向5～14 层办公区域输送新风。5～14 层的卫生间排风和办公区排风在11 层分别引入一台排风热回收型新风处理机组，对新风进行预处理后排至室外。在20 层避难层（兼设备层）同样设置2 台排风热回收型新风处理机组，管控15～24 层的新排风系统。在屋面设置1 台排风热回收型新风处理机组，管控25～29 层的新排风系统。为防止新排风串味，以上所有的排风热回收型新风处理机组均采用热管式全热回收新风处理机组。

图5 办公区竖向新排风系统示意图

5 结语

项目在2020 年已竣工并投入运行，空调系统运行正常，达到了设计目标，也得到了业主的肯定。在项目施工配合阶段，有一些感触与同行分享。

1）本项目甲方要求所有的板式换热器均设置一台备用，因此原设计南塔和北塔换热系统中的板式换热器均为3 用1 备，其实设置的3 台板式换热器已互为备用，期中1 台板式换热器坏掉，另外2 台基本上能满足系统70%负荷要求，可不需再设置备用的换热器。裙房设置2 用1 备的换热器，更改为容量小一些的3台板式换热器，即可互为备用。

2）本项目地下室电梯厅的风机盘管静水压力约为1.4～1.5 MPa，虽然地下4 层电梯厅的水管从B1 层接出一根支路至B4 层，且采用水泵压入式，能降低地下室4 层电梯厅的空调末端承压，但也需采购承压为1.75 MPa 的风机盘管，能满足承压要求的设备供应商较少。可将地下室电梯厅设计为分体空调系统，则所有空调末端设备的承压都不超过1.6 MPa[6]。

3）1～4 层为商业裙房，4 层的层高有7 米，本项目充分利用裙房楼梯间4 层上空的空间做成夹层，夹层内设置商业裙房的空调机房或风机房，避免占用了商铺的面积，将商业价值最大化。

4）本项目办公塔楼一次设计能满足自然排烟要求，因此核心筒未设计竖向排烟井。但租户二次设计时因装修隔墙改变，有内房间需要机械排烟时，由于各层承租商不同，无法增设竖向排烟井至避难层，只能在各层办公区域增加排烟机房和排烟百叶，导致大量占用办公区域面积和大量增加消防用电，且新增的排烟百叶影响外立面的美观。因此建议类似项目设计时即便塔楼一次设计能自然排烟，也在核心筒预留机械排烟竖井，通过竖向排烟风管接至避难层的排烟风机，在水平各层预留排烟主管，方便租户后期接入，这样既可满足二次装修机械排烟的需求[7]。