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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,總建築麵積為107891.76㎡,其中地下室建築麵積26954.34㎡。地下三層為六級人防,平時為停車庫;地下一層、二層為停車庫和設備用房;地上部分為科研辦公、實驗室及配套用房,建築麵積為80666㎡。大樓A座地上23層,建築麵積為47398.64㎡,建築高度為99.30m,使用性質為研發辦公;大樓B座地上16層,建築麵積為29197.52㎡,建築高度為70.25m,使用性質為國家重點實驗室,均屬於一類高層公共建築;裙房建築麵積為4069.84㎡,使用性質為配套商業及多功能廳。 
  2. 空調方案選擇 
  空調方案有以下幾種方案供選擇: 
  集中的中央空調係統,采用水冷機組+風機盤管末端+新風機組的形式, 
  變製冷劑流量多聯分體式空調係統。 
  國家工程實驗室大樓建成後以出租或出售為主,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啟、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。集中的中央空調係統方案很難滿足上述建設單位的要求,而多聯機空調(熱泵)係統則以其安裝便捷、使用靈活、維護簡便、便於獨立計量、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睞。 
  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係統。A座、B座采用多聯機係統。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. 空調係統設計 
  3.1集中的中央空調係統 
  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,冷媒均為R134a。製冷機房設在地下一層,冷凍水供回水溫度為7/12℃。冷凍水泵、冷卻水泵均設在製冷機房內。設置2台330t/h冷卻塔為裙樓服務,3台150t/h冷卻塔為IDC機房服務,冷卻塔設置在B座16層屋麵。冷卻塔進出水管裝設電動蝶閥,在製冷機房設手動控製開關,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製開關。 
  空調水路係統為變水量係統,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,係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製器,保證流經冷水機組的水流量基本不變。當係統供、回水壓差增大並超過控製器設定值時,控製器講控製使閥門開打,更多的水流經旁通閥,從而使係統供、回水壓差減小,反之,係統的壓差小於設定值,控製器將控製閥門關小,使係統壓力增加。供回水管上均設溫度計和壓力表。 
  冷凍水係統采用閉式機械循環,冷水豎管采用兩管製。裙樓和IDC機房各設膨脹水箱一個,設置在裙樓屋麵。裙樓采用冷凍水泵3台,流量245m3/h,2用1備;IDC機房采用冷凍水泵3台,流量105m3/h,2用1備。冷卻水係統采用開式機械循環,裙樓配置冷卻水泵3台,流量287m3/h,2用1備;IDC機房配置冷卻水泵3台,流量122 m3/h,2用1備。 
  空調風係統采用全空氣空調係統和風機盤管加新風係統。裙房商業部分為大空間格局,由於人員密度較大,冷負荷和潛熱負荷大,為了使空間內溫度分布均勻且保證係統較強的出濕能力,需要有一定的送風量,因此采用全空氣係統。一層大堂采用組合式空氣處理機組低風速單風道全空氣係統。四層報告廳空調采用座椅送風,上部回風的氣流組織形式;送風溫差為5℃,送風溫度為20℃,係統采用二次回風進行再熱;空調機組設裙樓屋麵。其它區域采用風機盤管或者吊頂風櫃加新風係統。 
  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冗餘,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變製冷劑流量多聯分體式空調係統 
  3.2.1多聯機空調係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,從而保證空調係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)係統冷媒管的增長也引起係統能耗的增加,並增加係統的初投資。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)如果建築立麵采用百葉窗來隱蔽室外機,百葉的傾斜角度應小於20°,且開口向下,百葉開口率應大於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,靠裏麵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、排風麵積。 
  多聯機空調係統的冷媒管過長,其管路的沿程阻力加大,總阻力損失也越大,其直接後果是係統效率的進一步降低。在設計過程中,應嚴格根據生產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、低差對製冷(熱)容量進行修正。為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,可以按生產廠家修正係數重新計算總等效管長。一般生產廠家會建議等效配管和主液配管總長為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,同時補足製冷劑。 
  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於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於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多聯機空調係統新風係統的設置 
  采用多聯機空調係統,其新風係統的設置也是一個重要方麵。配合多聯機空調係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係統,2)采用直接膨脹式新風處理機的新風係統,3)傳統集中空調新風係統,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係統。 
  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,水平距離須大於10米。 
  4. 防排煙係統設計 
  塔樓防排煙設計較為常規,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,層高大於6m的大堂按照中庭排煙考慮。通風空調係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. 總結 
  1)需要為機電設備用房、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,與裙樓製冷機房合用後,製冷機房麵積過小。管井使用很緊張。 
  2)采用集中空調係統出現節假日、晚上加班的問題和空調收費的問題,采用多聯機空調係統能解決這些問題。通過電表及多聯機配套的智能控製係統配合使用的計費方式計費。多聯機係統使用簡單、計費合理。但是多聯機空調係統能效比小於水冷冷水機組,也是存在的問題。 
  3)多聯機係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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