湖北省电力公司调度通信楼暖通空调设计

摘要：通过结合工程实际，对该项目的通风、空调、防排烟系统设计进行介绍。

Abstract ： By combining with the practical engineering，the paper is to introduce air conditioning， ventilation and smoke control system design of the project in this paper.

关键词：暖通 空调 通风 防排烟

中图分类号： C35 文献标识码： A

Key words： hvac . air conditioning. ventilation. smoke control system

该项目名称为湖北省电力公司调度通信楼，位于湖北省武汉市，总建筑面积为7.7万平方米，建筑高度为63米，其中，地上建筑面积6.2万平方米，楼层数目为15，地下建筑1.5万，楼层数目为2。房间功能多样，使用要求不同，室内空气参数要求也不尽相同，主要包括办公、会议、营业、过功能厅、调度大厅、培训室及数据机房等。因此，结合工程实际分别对项目设计中的空调、水及通风防排烟系统进行介绍。

1 空调系统介绍

在空调系统设计中，保证各空调房间内有合理的气流组织，使室内空调区的温度、相对湿度、风速和洁净度更好的满足工艺及人们的舒适性要求在系统设计中尤为重要。因此，根据各功能性房间内温湿度参数、允许风速、噪声标准、空气质量等参数要求，结合内部装修、房间几何形状及各个房间的功能使用要求，在设计中分别合理选择空调系统。

其中，项目中地上一层，存在一多功能厅，面积为2000平方米，如下图所示：

图一 展览大厅空调布置示意图

从图中可以看出，一层展览大厅的左侧与右侧的空间布局不同，其中左侧大厅层高为6米，二层为调度大厅，而右侧面积较大，为中庭，16.8米高。由于展览大厅的平面布局的不规则性，所以不能采用单一的空调送风方式。结合建筑几何形状，采用展览大厅左侧散流器下送，及右侧圆形喷口对送水平侧送风的气流组织形式【1】，故展览大厅选用三个空调机组，分别对应负责相应区域。其中左侧机组送风量为30000m3/h，右侧两机组风量均为40000 m3/h，满足大厅内部对建筑使用要求的前提下，同时保证室内对舒适性及气流组织的要求。

在展览大厅左侧上部为大楼的调度大厅，考虑到其使用的重要性，因此项目中除采用常规的全空气空调系统外，另设置一套变冷媒流量多联机空调系统作为备用。对于后者，因为建筑层高较高，约10米，为保证送风射流能够送达室内底部，室内空调区的舒适性满足要求，因此在选用送风射流的送风口的时候，采用自动温控圆形喷口，且其具体参数待厂家招标之后确定。其中，布置后的空调平面布置图如下图所示：

图二 二层调度大厅空调送风平面布置图

另外，项目中对于分别诸如门厅及15层的景观廊面积较大，使用时间统一的区域均采用全空气低速空调送风系统，机房就近布置在靠近使用区域的地方，其中15层景观廊的空调机组放于屋顶，能够节省空调机房的面积，有效地增加了建筑使用面积的需求。

在项目中，1-6层的部分房间，及7层-15层标准层的大部分房间均为小型会议室、办公室，使用时间不一致，分布沿建筑几何集合形状布置，因此项目中采用风机盘管加新风的空调系统，在每层两侧分别设置新风机房，满足人员所需新风量的需求，同比全空气系统，节省了机房占用面积，且控制管理方便，节省能耗。

在项目中，充分考虑了全空气空调系统在过渡季节对于新风的使用，风机均采用变频控制，新风比可调，专设排风机，分别置于屋顶，采用变频控制，与送风机同步，保证室内的正压在合理范围内。另外，室内均设置CO2浓度传感器，配合调节新风比，节省处理室外新风的能耗。

项目中精密空调，由于冷负荷较大，每平方米超过1kW，且全年需要供冷。因此，根据其工艺性要求，选用冷冻水型机房专用空调精密空调机组。机房专用精密空调机组采用下送风的方式，对不同类型的机房，精密空调机组采用不同的冗余配置，如核心机房按2N、生产机房按N+2、研发机房按N+1配置。

因此，根据对建筑的各功能性房间对室内各个设计参数要求不同进行分析，分为舒适性空调和精密空调。在舒适性空调系统中，根据空调区域的建筑面积、几何结构及使用功能时间需求，选用全空气系统和风机盘管加新风系统两种空调系统，同时选择下送风和侧送风等不同送风方式，满足室内的舒适性要求，同时满足了建筑对于各个房间的使用要求。

2 空调水系统介绍

已知，项目中空调系统类型共分为两种，分别为舒适性空调和工艺性空调。其中，舒适性空调系统的总冷负荷为8612KW，热负荷为6000KW。工艺性空调区域主要为建筑3层的各种数据机房，如通信机房、UPS机房等。由于数据机房设计标准高，为国家A级，且数据机房具有热负荷大，全年供冷等特点，因此对于机房空调要求高。项目中，数据机房区建筑面积为861平方米，经计算其总冷负荷达到1400KW。

综合对项目中的舒适性空调及精密空调的分析，采用如下的冷热源配置。大楼的舒适性空调系统冷源采用常规电制冷冷水机组，在冷冻机房内设置2台离心式冷水机组（单台制冷量为3516kW）及1台（单台制冷量为1406kW）螺杆式冷水机组，并配置1组处理水量为2100m3/h的开式冷却塔，冷却塔设置在大楼主楼屋面。对于精密空调，数据机房区冷源采用电力驱动水冷式冷水机组，根据工艺要求采用2N冗余设计，共选用2台制冷量为1406kW的螺杆式水冷冷水机组，每组为1台制冷量为1406kW螺杆式冷水机，其中一组为舒适性空调冷源，需要时切换作为另一组的备用。每组冷水机组均配置一组循环水量为350m3/h的开式冷却塔，并且每组冷水机组对应的冷冻水系统中均设置了一套水蓄冷装置，供应急情况下使用。根据工艺要求，水蓄冷装置蓄冷量按蓄冷时间15分钟考虑。

空调热水的热源则采用3台真空燃气热水锅炉（单台供热量2100kW），向园区提供空调热水，同时考虑到该区域将来有市政热网接入，设置2台水-水换热机组作为大楼的热源备份，二次水可以在供暖季提供大楼的热源，向园区提供空调采暖热水。

空调水系统供回水温度选用6℃/12℃。空调冷水系统采用机械循环二管制异程式系统，冷冻水供回水总管上设置压差旁通，冷源侧采用定流量系统，负荷侧采用变流量系统，以满足负荷侧流量变化的要求。末端空调箱回水管上设置动态平衡电动调节阀，末端风机盘管回水管上设置动态平衡电动两通阀，以保证空调系统运行时的水力工况平衡。对于热水系统，采用大温差送水，减少流量，缩小输送管路的尺寸和水泵容量，减少输送能耗。对于冷却水系统，采用开式循环二管制机械循环异程式系统，定流量运行。冷冻水及冷却水系统均设置一套自动加药装置处理系统水质。

对于精密空调的水系统，为了保证机房的供水充分满足，按机房工艺要求采用两套完全独立的冷冻水系统，每套冷冻水系统均能满足机房模块供冷需要，两套冷冻水系统管路均铺设至机房模块的空调区间，并预留独立的管路接口供高密度机房辅助制冷系统驳接。冷水机组、冷却塔、循环水泵等，按2N冗余设计。

另外，于地下室各变电站及地上三层精密空调的送风系统，项目中选用中高温变频空调室内，室外机设于裙房屋顶。

3 通风、防排烟系统介绍

根据规范【2】要求，需要对散发污染物的房间进行通风换气，保证环境空间的空气质量要求。本项目中，需要对诸如厕所、冷冻机房、锅炉房、冰蓄冷机房、锅炉房、水泵房、变配电房、热交换室等用房设置机械通风系统。同时，对满足自然排烟条件的区域设置自然排烟系统；对内走道等不具备自然排烟条件的区域设置机械排烟系统；对防烟楼梯间及其合用前室、消防电梯前室作正压送风系统设计；对汽车库作机械排风（兼排烟系统）设计；对气体灭火防护区设置事故后排风系统。

以下为项目中对于各房间的通风换气次数，如下表所示：

表一 各通风机房换气次数

另外，对于气体灭火防护区的时候后排风要大于5次/时，诸如数据机房、UPS机房、电池室等采用气体灭火防护的电气设备用房。锅炉房平时6次/时，事故排风12次/时。项目中进风通过竖井从室外取风，排风也通过竖井出地面或屋面排放。各配电间采用直接蒸发式空调系统消除设备散热，取代通风换气，室外机置于屋顶，更能保证降温效果。

对于防排烟，项目中对于地下车库按照每个防烟分区不大于2000m2进行排烟系统设计，按照6次/h进行计算，其中排烟与平时通风共用一套系统。由于地下车库层高为4m，因此选用排烟风机不需要变频或者选用双速风机，就可以满足地下车库平时排风与消防排烟的两用，风机均设于机房内，排烟井和送风井均出地面开百叶设置。

地上一层展览大厅的建筑几何结构特殊，因此划分反烟分区时候，参照图一，左侧按照防烟分区不大于500 m2进行划分，根据规范，排烟量按每平方米60m?/h计算。对负担二个以上防烟分区的系统，排烟风机的排烟量按每平方米120m?/h计算【3】。对于右侧中庭区域，按照排烟量按其体积的6次/h换气计算。其中均设置在四层屋顶上。

另外，建筑中的内走道长度超过20m，因此根据规范需要设置排烟，因此分别在走道两侧设置排烟井，直通屋面，负责楼道各层的排烟。对负担二个以上防烟分区的系统，排烟风机的排烟量按每平方米120m?/h计算。对于地上面积超过100 m2的房间，如会议室进行排烟设计，按照60m?/h风量进行计算，由于房间内没有可开启的外窗，无法进行自然补风，因此采用机械补风的方式。对于楼梯间的防排烟设计，按照规范要求，进行设计，保证楼梯间有50Pa正压值，合用前室30Pa正压值，楼梯间的地下与地上不公用加压风机，风机均设于屋顶。

4总结

通过项目实例，论文详细阐述了项目设计中关于空调风系统、水系统及通风消防系统的设计思路，可知在能源紧缺，空调能耗比重较大的今天，在保证建筑物使用功能得到有效满足的前提下，充分考虑各种因素，因地制宜地选择相应的空调系统及其组合显得尤为重要。

5参考文献

1、《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50019-2003

2、《全国勘察设计注册公用设备工程师暖通空调专业考试复习教材》

3、《高层民用建筑设计防火规范》 GB50045-95