航天基地空天小鎮創新空調系統設計

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航天基地空天小鎮創新空調系統設計

摘要:多聯機空調系統在國內得到了越來越廣泛的應用。結合具體工程實例,從負荷計算、空調系統設置、空調系統控制、綠建節能環保、保溫防腐等方面介紹了綜合體空調形態設計。

關鍵詞:多聯機;風機盤管;新風;空調系統;綜合體

1工程概況

該項目位于西安航天基地,地處少陵路以北,京東大道以西。建筑為多層民用建筑,耐火等級為二級,地下室為鋼筋混凝土結構,地上為鋼結構。項目總建筑面積14058m2,其中,地上建筑面積8659m2,地下建筑面積4586m2。地上3層,地下1層,建筑高度24m。地上的主要功能為:展廳、通高多功能廳、會議展館、餐廳;地下的主要功能為:車庫、廚房及設備用房。以折紙飛機為設計靈感,延展折紙的形式構成建筑整體造型。靈動自由的形態,體現航空航天現代、科技、立體、多元的特點。象征著從紙飛機到航天飛機,為了夢想,不斷堅持創造、不斷開拓向前的精神。建筑效果圖見圖1。西安市具有夏季炎熱干燥、冬季寒冷的氣候特征。夏季空調室外計算干球溫度35℃,夏季空調室外計算濕球溫度25.8℃,夏季通風室外計算相對濕度58%;冬季供暖室外計算溫度-3.4℃,冬季空調室外計算溫度-5.7℃,冬季空調室外計算相對濕度66%。該項目多聯機空調面積為6927m2,夏季設計冷負荷為1246.8kW,冬季設計熱負荷為831kW。共設置15套獨立的低溫變頻多聯式空調系統,其中2套為低溫變頻多聯式新風系統。因建筑整體造型獨特,為配合外立面和屋頂的輕質構造,并契合總體景觀風格,所有的空調室外機均集中布置于室外專用機位區,冷媒管通過專用地溝集中敷設。1層入口門廳和報告廳門廳等通高空間設置低溫地板輻射系統供暖,熱源采用風冷式熱水機組,機組與多聯機室外機均設置在室外專用機位區。該機組同時為廚房冬季的大量新風補風提供預熱熱源。風冷式熱水機組供/回水設計溫度為45℃/35℃,地板輻射供暖面積830m2,供暖熱負荷66.4kW,廚房補風熱負荷312kW,總熱負荷378.4kW,共設置3臺風冷式熱水機組,每臺機組制熱量為140kW。1層展廳、多功能廳,2層展廳及3層空天主題餐廳冷熱源由變制冷劑流量多聯空調系統提供,空調末端采用全空氣系統。機組為RAHU系列直膨組合式空氣處理機組,共8套,設置于專用空調機房內。1層入口門廳、報告廳門廳、貴賓廳、休息室、辦公室采用冷暖型變制冷劑流量(VRV)多聯空調系統,共3套。1層消防控制室獨立設置1套多聯空調系統。2層智能會議室、視頻會議室、會議室合設1套空調系統,空調末端均采用風機盤管+新風系統。新風機組設置在空調機房內[1]。

2設計特點

2.1設計參數

2.1.1室外設計參數

空調室外計算干球溫度:冬季tdg=-5.7℃,夏季txg=35℃。夏季空調室外計算濕球溫度:tws=25.8℃。冬季空調室外計算相對濕度:φ=66%。通風室外計算溫度:冬季twd=-0.1℃,夏季twx=30.6℃。冬季供暖室外計算溫度:twk=-3.4℃。最大凍土深度:37cm。大氣壓力:冬季pd=99.1hPa,夏季px=959.8hPa[2]。

2.1.2室內設計參數(見表1)

2.2負荷指標

該項目多聯機空調面積為6927m2,夏季設計冷負荷為1246.8kW,冬季設計熱負荷為831kW。平均冷負荷指標為180W/m2,平均熱負荷指標為120W/m2。

2.3空調系統設置

所有空調室外機集中設置于室外綠化帶內的專用區域,室內機通過敷設在地溝里面的冷媒管與室外機相連。冷媒管溝剖面圖見圖2。大空間展廳、多功能廳及空天主題餐廳末端均采用全空氣系統,室內機為RAHU系列直膨組合式空氣處理機組,設置于空調機房內。氣流組織采用頂送頂回方式,展廳和多功能廳風口采用溫控距離調整型條縫形風口,空天主題餐廳風口采用溫控自動方向可變圓形風口。全空氣系統處理方式:新、回風混合→粗中效綜合過濾段→表冷(加熱)→加濕→送風→消聲。全空氣系統采用高壓微霧加濕。2套新風系統分別為1層貴賓室、普通休息室、管理辦公室和2層智能會議室、視頻會議室等輸送人員所需的新風。新風系統采用濕膜加濕,新風機組設置于空調機房內。1層通高的狹長通道處設置RPF系列落地暗藏式室內機,室內機內嵌于側墻里,通過L形導風管將經室內機冷熱處理后的空氣送到通道里。1層貴賓休息室、2層會議室采用RPI低靜壓系列天花板內置風管式室內機,風口采用方形散流器。冬季設置在室外的3臺HFR-130W/A2F風冷式熱水機組通過地下室暖通泵房的循環水泵為1層門廳地板輻射和地下室廚房冬季新風加熱提供熱源,熱水供/回水溫度為45℃/35℃。

2.4空調系統控制

所有的多聯機均采用全直流變頻技術,智能控制。獨立新風機過濾網自帶報警裝置。集中式新風機組綜合過濾器兩側設有空氣壓差開關,當壓差超過設定值時,自動報警并顯示,裝置由廠家配套。為避免冬季機組停機時凍裂,新風排風入口均設置與機組聯動的電動風閥,并與風機連鎖,當送風機啟動時,新風閥全開,反之全關。該閥門及其控制方式由廠家配套提供。為保證室內溫度恒定,在空調機組回風入口設置溫度探測器,根據溫度自動控制制冷劑流量。為保證室內濕度參數,在空調機組內配置高壓微霧加濕段,冬季根據測得的回風濕度由調節器自動控制加濕器給水管上電磁閥的開閉。組合式空調器的新風、回風比例由手動調節閥調節,過渡季節采用全新風方式降溫及通風換氣,以最大限度地利用室外免費能源[4]。

2.5綠色建筑

該工程機械通風機風量耗功率Ws<0.27,新風系統Ws<0.24。VRF多聯機空調或單元式空調機組的性能系數、能效比均滿足GB50189—2015《公共建筑節能設計標準》的有關規定,并比規范限值提高了16%。不采用電熱鍋爐、電熱水器作為直接供暖和空調系統的熱源。建筑物處于部分冷熱負荷時和僅部分空間使用時,采取有效措施節約通風空調系統能耗。對空調通風系統按照國家標準GB19210—2003《空調通風系統清洗規范》規定進行定期檢查和清洗。采用集中空調的建筑,房間內的溫度、濕度、風速等參數應符合GB50189—2005《公共建筑節能設計標準》中的設計計算要求。供暖空調系統末端現場均可以實現獨立調節。所有的新風和送風系統均采用過濾除霾裝置凈化空氣??照{工況下的氣流組織滿足熱環境設計參數要求。建筑通風、空調、照明等設備自動監控系統技術合理,系統高效運營。建筑耗電、冷熱量等實現計量收費。在人員密度相對較大的多功能廳,設置CO2濃度探測器,根據CO2濃度檢測值調節新風量,使CO2濃度始終維持在衛生標準規定的限值內。車庫內設置CO濃度探測器,根據車庫內CO濃度連鎖控制排風機的啟停,當車庫內CO濃度超過規定值后,開啟車庫排風機進行排風。

2.6節能與環保措施

戶內供暖系統設計采用低溫地板輻射末端;分戶熱計量采用熱量表法。建筑物熱力入口調壓及計量裝置設在1層熱計量間內,采用帶熱計量表及自立式壓力控制閥的供暖入口裝置。所有設備基礎均采用減振基礎。在風機進、出口處設柔性接頭,以減少固體噪聲的傳遞。水管的支吊托架一律采用彈性支架。設備用房內貼吸聲材料,門為隔聲門,窗為雙層隔聲窗。采用符合國家環保要求的設備及材料??照{通風系統的送風、回風、排風管上設消聲裝置以消除空氣噪聲。

2.7保溫與防腐措施

1)風管保溫。新風及空調系統的所有送、回風管均須保溫,保溫材料選用難燃A級發泡橡塑板,導熱系數為0.034W/(m•K)。風管管徑≥2000mm時,厚度32mm,風管管徑<2000mm時,厚度28mm。風機盤管及新風系統連接風口的軟接頭均采用保溫型風管。2)冷媒管和冷凝水管保溫。冷媒管采用柔性泡沫橡塑保溫材料,絕熱材料的性能參數應滿足:導熱系數(管道平均溫度20℃時)0.034W/(m•K),濕阻因子≥10000,氧指數<23,燃燒性能為難燃B1級。保溫厚度如下:當6.4mm≤管徑≤11.9mm時,厚度為15mm,當11.9mm<管徑≤38.1mm時,厚度為20mm,當38.1mm<管徑≤54.1mm時,厚度為25mm;室外冷媒管道保溫厚度增加10mm,外纏稀松布,并涂3層防曬漆;凝結水管保溫采用橡塑保溫,保溫厚度10mm。3)管道防腐。保溫管道、設備等,在表面除銹后刷防銹底漆2遍。不保溫的水管道、金屬支吊架等,在表面除銹后,刷防銹底漆和色漆各2遍。

作者:陳超 黃惠 賈永宏 單位:中國建筑西北設計研究院有限公司

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