办公建筑中的空调形式分析
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中文摘要:本设计的建筑位于浙江省富阳市，为该市国税局综合大楼。楼层总高17层，标准层高3.5m，其中群房4层。建筑总面积约为12912平方米。包括地下车库，营业厅，办公室，会议室，食堂，健身房等房间。通过对冷源形式，空调的布置形式和高层建筑防排烟分析，对该项目进行空调设计.
关键词：VRV变制冷剂流量系统 排烟排气系统
中图分类号：TB657.2 文献标识码：A 文章编号：
1冷源形式
由于甲方的建筑设计要求，该建筑不配备单独的冷冻机房，只可设空调泵房，所以考虑风冷热泵或者VRV系统。
风冷热泵式冷水机组的冷凝器采用风冷方式，通过四通换向阀的转换，夏季制取7℃的空调冷水，冬季制取45℃的空调热水。制冷工况时，压缩机压出的高温、高压制冷剂蒸汽经四通阀进入风冷冷凝器，冷凝成高压液态制冷剂再经节流阀进入蒸发器蒸发冷却空调回水后，变成低温、低压的制冷蒸汽，又回到压缩机完成一个制冷循环。制热工况时，将四通换向阀旋转90°，压缩机压出高温、高压制冷剂蒸汽经四通换向阀进入蒸发器（此时作冷凝器用），放热后变成高压液态制冷剂再经节流阀进入风冷冷凝器（此时做蒸发器用）从室外吸取热量后，经四通阀又回到压缩机完成一个制热循环。风冷热泵冷水机组在制热工况下能效比比较高，一般可达3.0以上，因此它提高了电能供暖的经济性。对于温湿地区，风冷热泵式冷水机组在使用中最突出的问题是结霜，结霜会增大蒸发器表面的热阻，同时也增加了空气流经蒸发器的阻力，从而使空气量减少，随着机组的不断工作，霜层越结越厚，要保持热泵机组的产热量就只能依靠降低蒸发温度，因而越发加重了结霜的现象。一般常用的控制方案有以下几种：
1）、定时除霜机组除霜完全由时间控制，预先设定机组运行的时间和除霜的时间，由机组自动切换运行。
2）、温度—时间控制法 控制蒸发器的排风温度，通常将此温度设定为0—3℃，在此温度下开始计时，如果经过一段时间，空气温度还是低于设定值便开始除霜。
3）、温度—压力控制法 利用空气温度和蒸发压力降到某一定值时就开始计时，经过一段时间后，如果蒸发器排风温度低于0℃便开始除霜。风冷热泵冷水机组的产品参数一般制冷工况是室外空气35℃，空调供冷水温度为7℃，制热工况是按室外空气干球温度为7℃，湿球温度为6℃的情况下，供热水水温按45℃设计的。
VRV变制冷剂流量系统,是以制冷剂作为热传送介质,其每公斤传送的热量是205KJ/KG,几乎是水的10倍,空气的20倍，同时可根据室内的负荷变化，瞬时进行容量调节。VRV系统室内外配管最长达100米，最大高差可达50米。对于国税局的项目，可以分两部分设置VRV机组，一部分放在群房的顶层，负责4层群房以及第5层到第10层的办公楼负荷，另一部分机组放在大楼屋顶，负担第11层到第17层的负荷。这样可以减小高差，设置方便。VRV室外机、室内机都带有电脑板，对每台室内机可实现有线或无线的单独控制，也可实现分层、分区或楼宇集中控制。温度控制精度达0.5 ℃，可实现时间、风量、风向、状态的自动设定与控制；室内机遥控器可进行故障自检；如室内室外机有故障可自动显示，不需另购故障检测设备（集中控制除外）。
VRV系统与风冷热泵系统都初步符合要求。相比较VRV系统的初投资大些。一般来说VRV系统比一般集中式中央空调系统装置约贵30％。但是VRV年运行费用低，据统计，VRV系统变频系统与风冷式水冷机组的年运行费用之比为69.7：100，可以节约30％的运行费用。但是由于目前VRV产品的价格偏高，仍难于让用户接受。所以考虑采用风冷热泵机组。
2空调布置形式
办公楼的空调系统形式一般有风机盘管的水/空气系统，双管空调系统，变风量和定风量的全空气空调系统，水环热泵系统等。对于此项目，由于它的综合性强，房间的功能较多，对于小型办公室一般人均占有面积约14—18 m2/人，将考虑采取风机盘管加新风的形式，对于大餐厅和大型会议室人员较密集，一般约0.3—0.6 m2/人，考虑采用全空气系统。为减小风机盘管水系统的管径，管路设计时通常选用较大的比摩阻，一般取120—140帕/米，小管径取大些的数值，大管径取小些的数值，DN32以上的管内流速一般大于1m/s。各房间风机盘管的冷凝水集中排至楼层的公共卫生间管道井中。各层办公室竖向组成一个凝结水排放系统。会议室空调机组设有单独机房宜采用组合式空气处理机，管理方便，新风调节方便，且过渡季节可充分利用室外自然风，节约能量，噪声容易处理。大楼内大餐厅建筑面积较大，主要有食品散热，照明散热，新风负荷，建筑传热和人体散热等，宜采用低风速全空气系统，空气处理设备可以选用吊顶空调器。大餐厅就餐人数多，而且具有许多气味。要求供给足够的新鲜空气，同时还要设排气系统，要求新风量微大于排风量，以保持餐厅内微正压，防止厨房等房间的气味串入餐厅内。因此，一般认为，排风量为送风量的90％左右，餐厅的新风系统通常是独立设置。小型餐厅，则一般采用风机盘管空调。厨房烹饪需设置排风和新风系统。对于走道，电梯候梯间等公共场所，也要求设置空调。办公楼也设有健身房和活动室，一般也采用风机盘管加新风系统，新风量要略大于其他房间，气流形式应与建筑装修密切配合。
3 高层建筑防排烟
根据高规，国税局大楼为一类建筑。每个防火分区的最大允许面积是1000m2，地下室为500m2。对要求设置排烟的房间和走道，为控制火灾时烟气的流动和蔓延，在防火分区内建筑平面上进行防烟分区，采用挡烟垂壁，隔墙或从顶棚下突出不小于0.5m的梁等作隔断。每个防烟分区的面积不宜超过500 m2，且防烟分区不应超越防火分区。。另外，对于建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑设计超过100m的居住建筑，无论其楼梯间，消防电梯，合用前室是否靠外墙，是否有外窗，仍应采用机械防烟。一般防烟楼梯间要求的正压值为50pa，前室，合用前室，消防电梯间和避难层的正压值为25pa。同时，规定加压部位的门洞在开启时，加压送风所造成的通过门，洞的风速不宜小于0.7m/s。防烟楼梯间的加压送风量约为16000-20000m3/h，合用前室的加压送风量约为12000—16000 m3/h。
排烟风机可采用普通的离心风机和专用的排烟轴流风机。在排烟风机的入口总管及排烟支管上，应设置280℃时能自动关闭的防火阀。机械排烟风道必须采用非燃材料制作，一般有金属风道，如厚度为1.0mm左右的钢板风道。另一类是非金属材料风道，常用混凝土风道，砖风道等。相比下金属风道比较严密，漏风量少，内壁比较光滑，摩擦阻力小。一般最大风速小于20m/s。风道内最大烟气流速，阻力比较大，会造成距排风机最远和最近排烟口之间很大的气流压降，使各排烟口的排风量不易均匀。导致风道内负压增大。同时漏风量也会增加，因此设计时风道内风速不宜取值过大。
本章小结
本文内容包括大楼空调设计，通风设计，消防排烟设计等。根据甲方的要求，建筑不设置单独冷冻机房，在四楼裙房屋顶设置风冷热泵机组两台。机组冷量根据夏季负荷乘以同时使用系数选取，并且根据样本参数校核冬季除霜时的最不利工况。办公室全部采用风机盘管加独立新风系统，易单独调节控制。一楼营业大厅，三楼员工餐厅，四楼会议室属于大空间，分别采用吊顶空调器和组合式空调器，直接从室外引入新风与回风混合处理。设备选型时，由于室内设计参数为25℃，一般风机盘管进风参数为27℃，所以选择风机盘管时，应根据25℃进风参数查制冷量，由于25℃工况下的制冷量相对有所减小，所以本设计中选取的风机盘管比标准工况下选的机组大一型号。系统水管分四区，采用同程式布置。
参考文献：
1、 《采暖通风、空气调节设计规范》GBJ19-87