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工程實驗室大樓空調通風

 

1.項目概況 
  深圳國家工程實驗室大樓,總建築面積爲107891.76㎡,其中地下室建築面積26954.34㎡。地下三層爲六級人防,平時爲停車庫;地下一層、二層爲停車庫和設備用房;地上部分爲科研辦公、實驗室及配套用房,建築面積爲80666㎡。大樓A座地上23層,建築面積爲47398.64㎡,建築高度爲99.30m,使用性質爲研發辦公;大樓B座地上16層,建築面積爲29197.52㎡,建築高度爲70.25m,使用性質爲國家重點實驗室,均屬于一類高層公共建築;裙房建築面積爲4069.84㎡,使用性質爲配套商業及多功能廳。 
  2. 空调方案选择 
  空調方案有以下幾種方案供選擇: 
  集中的中央空調系統,采用水冷機組+風機盤管末端+新風機組的形式, 
  變制冷劑流量多聯分體式空調系統。 
  國家工程實驗室大樓建成後以出租或出售爲主,使用單位比較分散,建設單位要求在空調方案的選擇上要考慮到每個用戶開啓、關閉的時間不同,並兼顧到節假日、晚上個別樓層或個別辦公室的加班問題。集中的中央空調系統方案很難滿足上述建設單位的要求,而多聯機空調(熱泵)系統則以其安裝便捷、使用靈活、維護簡便、便于獨立計量、占用空間小、可不設專用機房、可分期投入、可以實現“想用就用,想停就停”的個性化使用等特點,更能滿足建設單位和用戶的要求,也受到了建設單位的青睐。 
  針對以上情況,選擇了兩種空調方案分區域采用的方式。裙樓(含A座一、二層,B座一、二層)采用集中的中央空調系統。A座、B座采用多聯機系統。這樣既可以滿足裙樓公共區域統一管理的要求,也能滿足A座、B座辦公、研發、實驗室在使用時間上的差異性,靈活方便的要求。 
  另外,在B座三層,建設單位規劃了IDC數據機房,數據機房空調選擇3台冷水機組(2用1備)+12台恒溫恒濕空調末端(10用2備)的空調方案。   
  3. 空调系统设计 
  3.1集中的中央空調系統 
  裙樓(含A座一、二層,B座一、二層)區域選用2台360RT螺杆式水冷冷水機組,數據機房選擇3台150RT螺杆式水冷冷水機組,冷媒均爲R134a。制冷機房設在地下一層,冷凍水供回水溫度爲7/12℃。冷凍水泵、冷卻水泵均設在制冷機房內。設置2台330t/h冷卻塔爲裙樓服務,3台150t/h冷卻塔爲IDC機房服務,冷卻塔設置在B座16層屋面。冷卻塔進出水管裝設電動蝶閥,在制冷機房設手動控制開關,當任一台冷卻塔停止運行時,需同時關閉相應的電動蝶閥,在冷卻塔現場設置供維護檢修時的控制開關。 
  空調水路系統爲變水量系統,冷水管路異程設置。運行時,主機側定流量,負荷側變流量。在調節過程中,管路的特性曲線將發生變化,系統負荷側水流量也將發生變化,如果通過冷水機組的冷凍水減少,將會導致冷水機組的運行穩定性變差,甚至出現不安全運行的問題,所以供回水管間設壓差壓差旁通控制器,保證流經冷水機組的水流量基本不變。當系統供、回水壓差增大並超過控制器設定值時,控制器講控制使閥門開打,更多的水流經旁通閥,從而使系統供、回水壓差減小,反之,系統的壓差小于設定值,控制器將控制閥門關小,使系統壓力增加。供回水管上均設溫度計和壓力表。 
  冷冻水系统采用闭式机械循环,冷水竖管采用两管制。裙楼和IDC机房各设膨胀水箱一个,设置在裙楼屋面。裙楼采用冷冻水泵3台,流量245m3/h,2用1备;IDC机房采用冷冻水泵3台,流量105m3/h,2用1备。冷却水系统采用开式机械循环,裙楼配置冷却水泵3台,流量287m3/h,2用1备;IDC机房配置冷却水泵3台,流量122 m3/h,2用1备。 
  空調風系統采用全空氣空調系統和風機盤管加新風系統。裙房商業部分爲大空間格局,由于人員密度較大,冷負荷和潛熱負荷大,爲了使空間內溫度分布均勻且保證系統較強的出濕能力,需要有一定的送風量,因此采用全空氣系統。一層大堂采用組合式空氣處理機組低風速單風道全空氣系統。四層報告廳空調采用座椅送風,上部回風的氣流組織形式;送風溫差爲5℃,送風溫度爲20℃,系統采用二次回風進行再熱;空調機組設裙樓屋面。其它區域采用風機盤管或者吊頂風櫃加新風系統。 
  IDC機房按照B級計算機房設計,冷凍機組、冷凍冷卻泵、冷卻塔、機房專用空調按照N+1冗余,機房空調南北兩側設置兩組空調機組,分別設置6台精密空調(5用1備)。空調送風由高架地板送入冷通道,冷卻IT服務器,熱排風經由熱通道頂部設置的回風口,回至精密空調機組。 
  3.2變制冷劑流量多聯分體式空調系統 
  3.2.1多聯機空調系統室外機的擺放及冷媒管布置的設計 
高層建築如何布置多聯機的室外機,保證每台室外機進進、排風氣流組織合理,從而保證空調系統運行的能力和能效意義重大,原因:1)室外機的運行環境對空調耗能有著直接的影響;2)系統冷媒管的增長也引起系統能耗的增加,並增加系統的初投資。因此室外機的擺放要滿足:1)盡量做到多聯機的室外機分層擺放,有條件做到每兩層設一個室外機平台最好;2)擺放室外機的平台最好不要朝向夏季主導風向一側;3)要有足夠的檢修、安裝空間及氣體流通通道,以便日後的維修及室外機充分散熱;4)如果建築立面采用百葉窗來隱蔽室外機,百葉的傾斜角度應小于20°,且開口向下,百葉開口率應大于75%;5)如果室外機數量較多,需要多排擺放,建議一般不超過兩排,否則,靠裏面室外機散熱效果較差。如果出現上述4)、5)條的情況,各室外機的排風扇上應分別設排風導管,排風導管不能合用,直接將熱氣接出室外。排風管安裝時一定要與百葉連接緊密,不能出現縫隙,確保進、排風完全分開,並留有足夠的進、排風面積。 
  多聯機空調系統的冷媒管過長,其管路的沿程阻力加大,總阻力損失也越大,其直接後果是系統效率的進一步降低。在設計過程中,應嚴格根據生産廠家提供的隨著等效配管長度的增加,室內機與室外機相對位置的高、低差對制冷(熱)容量進行修正。爲降低等效配管的長度,安裝時應盡量將管路鋪直,減少彎頭,避免過多管路搭接現象,以減少局部阻力。另增加主汽配管和主液配管(室外機-支管段)的直徑,可以按生産廠家修正系數重新計算總等效管長。一般生産廠家會建議等效配管和主液配管總長爲90m以上或高低差50m以上時,必須增加主汽配管和主液配管(室外機與管段)的直徑,同時補足制冷劑。 
  根據以上原則,A座在東、西兩側設室外機機房,每兩層設置一個機房,室外機的排風扇設置排風導管,機房外百葉開口率應大于75%。B座每層在西側設兩組室外機,並設置排風導管,滿足機房百葉開口率大于75%。 
  空調室內機選用天花板內置風管式室內機,裝修階段需配合室內功能、天花等施工。 
  3.2.1多聯機空調系統新風系統的設置 
  采用多聯機空調系統,其新風系統的設置也是一個重要方面。配合多聯機空調系統的新風補充途徑有多種,常用的有以下幾種方式:1)采用全熱交換新風換氣機的新風系統,2)采用直接膨脹式新風處理機的新風系統,3)傳統集中空調新風系統,4)采用蒸發式冷凝方式全熱回收新風空調熱泵機組的新風系統。 
  本工程辦公區域A座、B座每層分別設置兩台全熱交換新風機組,全熱交換新風機組進、排風口在同一個方向時,水平距離須大于10米。 
  4. 防排烟系统设计 
  塔樓防排煙設計較爲常規,A座、B座的核心筒防煙樓梯間、合用前室滿足加壓送風要求,A座、B座內走道分別設置了走道排煙井,層高大于6m的大堂按照中庭排煙考慮。通風空調系統送回風管道穿越防火分隔處及豎風道與各水平支管的連接處均設置70℃防火閥;風管穿過空調機房、送排風機房隔牆及未設機房的排煙、補風風機至風井處均需加設兩小時防火保護層,並在兩端加280℃的防火閥。 
  5. 总结 
  1)需要爲機電設備用房、管井留有一定的空間,不宜一味擠壓。IDC機房確定使用水冷機組,與裙樓制冷機房合用後,制冷機房面積過小。管井使用很緊張。 
  2)采用集中空調系統出現節假日、晚上加班的問題和空調收費的問題,采用多聯機空調系統能解決這些問題。通過電表及多聯機配套的智能控制系統配合使用的計費方式計費。多聯機系統使用簡單、計費合理。但是多聯機空調系統能效比小于水冷冷水機組,也是存在的問題。 
  3)多聯機系統室外機位置設置的合理性很重要。 
  4)座椅送風能較好的防止直吹冷風感和揚塵,又具有較好的節能效果。 

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