天津某综合楼的空调设计

马建云，刘玉超，贾 巍

（中铁十二局集团有限公司勘测设计分公司，山西太原 030024）

1 工程概况

本工程为综合办公楼坐落于天津市，建筑总面积5203.35m2，建筑层数地上局部五层，层高3.6m，建筑总高度18.0m；东西两侧局部两层，层高7.2m。建筑东西两侧为教室，中部为日常办公区。本综合楼包含有办公室、会议室、训练室、资料室、教室、宿舍、卫生间等功能房间。办公室、会议室、资料室等为日常办公用房；宿舍、值班室等为日常管理维护人员居住用房；教室，模拟训练室等为日常教学、培训用房，间歇使用，人员密度大。

2 工程冷热负荷计算

2.1 本工程采用的室内计算参数（见表1）

表1 综合办公楼室内空调计算参数

2.2 本工程采用的室外计算参数（见表2）

表2 天津的室外空气计算参数

2.3 冷、热负荷计算

（1）夏季空调冷负荷和冬季采暖热负荷根据规范和技术手册的相关要求及结合本工程实际情况进行详细计算。

（2）根据综合楼室内外计算参数，计算出空调区部分房间的冷热负荷汇总分别见表3、表4。

2.4 夏季空调新风冷负荷及空气处理过程

（1）夏季风机盘管+新风空调系统空气处理过程（不考虑处理后新风温升）。

（2）夏季空调空调系统新负荷。

由于各个房间的热湿比线不同，新风和风机盘管处理后的空气混合状态点也不同，故表5 中M、O 的状态不再一一罗列。

3 空调、供暖系统系统设计

3.1 空调系统选择

本工程采用VRV 空调系统形式，避免了采用全空气中央空调系统和分体空调系统的弊端。全空气中央空调系统每层需要设置空调机房而占用建筑面积，同时机房隔壁若为办公用房，防噪声、防振动要求高，投资费用大。且走廊内需要设置送、回风管道，断面面大，布置困难，占用空间多而且影响建筑层高。由于同一层房间的使用时间和使用频率不一致，当部分房间需要停用空调时，整个空调系统仍需运行，这种情况下系统在节能、经济、灵活性方面表现较差。分体式空调系统室外机安装在外墙影响建筑外观设计效果，同时室外机分散安装在室外各处，导致运行维护管理不便，能效比低，对于大区间空调房间室内气流组织不合理，温度场、速度场分布不均，部分室内空气品质差。

3.2 冷热源选择

本工程如果采用空调系统供热，则需单独设置换热设备和一套循环系统，造成相对中小型建筑的经济效益不佳、投资成本相对太高。并且，教室、会议室在不使用期间只需保证最低室内温度即可。另外在夏季，对于长期没有人员停留的走廊、楼梯间、卫生间等不需要设置空调系统，在冬季则需要设置供暖设备。因此本项目采用散热器采暖系统更为合理，冬季亦由小区锅炉房提供热源。

表3 部分房间的夏季空调冷负荷

表4 综合楼总热负荷及部分房间的热负荷

表5 夏季处理过程的各状态点

3.3 空调、采暖系统划分

根据夏季空调负荷的计算，考虑空调房间的运行时间和频率、空调系统运行在高效区及VRV 空调系统配管、室外机连接室内机台数方面因素。结合本工程房间的实际布置，对空调系统进行系统划分：

（1）一层汽车解剖实习室、二层计算机室组成一个空调系统；

（2）一层理论教室，二层理论教室组成一个空调系统；

（3）将办公区垂直分为左右两个空调系统。办公区每层都含有会议室、小教室，如以层为单位划分系统，会造成个别系统空调长时间工作处于低效率负荷下运行，不利于节能，同时也会受VRV 空调系统配管长度因素影响。

考虑管路系统阻力平衡因素，本工程采暖系统分两个系统，系统形式为双管异程下供下回式，室内采暖干管各分支管道阻力近似平衡，避免大环路系统为达到系统各支路管道阻力平衡要求，而采用阀门进行调节而浪费能量，增加运行费用。

3.4 新风系统设计

整车解剖实习室、计算机教室、理论教室等空间体积大，人员密度大，依靠开窗等自然通风方式补充新风，靠近窗处，空气温度高，风量大且风速场不稳定易受室外气候因素影响，难以满足室内温度要求，而且舒适感差，同时内区由于新风量偏少，空气龄过长，无法达到室内空气品质要求。设置带有全热回收器的独立新风处理机组提供新风，改善室内空气品质，提高室内环境的舒适性。

根据厂家提供的产品资料，考虑全新风机处理机的容量不能超过室外机容量的30%和新风机组单独连接对应室外机等因素，按新风供给空调区分别选用相应独立新风室内外机组。

3.5 供热、空调系统节能与系统控制

供热系统采用双管异程下供下回式系统，入户干管装设热计量装置，每组散热器支管安装高阻温控阀，实现各个房间单独控制室内温度，使其达到各自的舒适要求。

变制冷剂流量空调系统采用直流变频技术，实现高精度无级变频调速，系统高效节能运行。根据厂家提供技术资料显示IPLV（C）最高可达6.05。空调自主调节灵活又节能，既能满足空调系统小容量、低成本运转的实际需要，又能满足用户根据自己的实际需求，将空调室内机自主调整至舒适的温度。

室外机采用均衡室外机模块运行时间，确保设备运转稳定长效的模块轮换运转技术，同时，室外机具有双后备运转功能，即使一套空调设备发生故障，其他空调设备也能正常运行。

4 结语

通过冷热负荷的准确计算，系统划分合理，设备选型得当，避免造成能源浪费或设备出力不足的问题。根据工程实际情况选择合适的冷热源和合理的供冷、供热系统形式，使系统能效比高，节能性能好，有利于能源有效利用，提高能源利用率；使系统性能更符合工程实际情况。此外小型建筑暖通设计依然烦琐，而单体节能总量、经济效益不及大、中型建筑明显，容易被忽视，但从全国范围看，此类建筑的数量是十分巨大的，做好此类建筑的暖通设计，节能减排收效很大、节约资源的总量是非常可观的，本文亦希望抛砖引玉，使其得到更多重视和关注。