浅谈办公写字楼建筑中的空调系统设计

摘要：随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高，空调领域中新的设计方案大量涌现，针对同一个设计项目，往往可以有很多不同的设计方案可供选择，设计人员要进行大量的方案比较和优选工作，设计方案技术经济性比较正在成为影响空调设计质量和效率的一项重要工作。如何对空调设计方案进行科学的比较和优选，是空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。本文以办公建筑群体设计为例，对办公建筑进行解析，阐述办公写字建筑中的优势、选择和在设计中的一些方法，供在今后设计人员参考。

关键词：办公写字楼 空调系统 建筑设计

1空调的发展

1.1变频空调的发展

变频空调是目前空调消费的流行趋势。它与一般空调比，有着高性能运转、舒适静音。节能环保、能耗低的显著特点，它的出现改善了人们的生活质量。

1.2无氟空调的发展

臭氧层破坏是当前全球面临的重大的环境问题之一，由于以前空调业所采用的传统制冷剂对臭氧层有破坏作用及产生温室效应，对大气造成破坏，因而无氟空调是众所期待的产品。近年来以海尔空调为代表的无氟空调的出现，标志着无氟空调时代的来临。

1.3舒适性空调的发展

健康是空调业发展的主题之一。以前的空调采用了多种健康技术，如负离子、离子集尘、多元光触媒等，这些技术的运用使空调产品的健康性能得到了极大提升。海尔空调把负离子、离子集尘、多元光触媒、双向换新风、健康除湿等领先技术在内的高科技手段组合起来使用，发挥了巨大的威力，而未来空调进步的一个方向也就是对各种技术的灵活使用。空调气流的舒适度是健康空调的另一个标准。传统空调的送风方式简单直吹人体，易引起伤风、感冒、头痛、关节痛等不舒适状态，因此新近推出的风可以从周围环绕，而不是对人直吹，通过改善空调送风的气流分布，令人感觉更舒适的空调――环绕立体送风、三维立体风的健康空调成了热销产品也就不足为奇了。

2空调系统优点

2.1每个空调场所的送回风系统形成一个空气循环，气流组织好，室内温度分布均匀；利用高质量开关，房间温度控制精确，可以满足不同场所的各种空调要求；

2.2该空调系统采用水系统，送回风温差小，避免了夏季直接蒸发式空调的“强冷风感”及冬季集中供暖的“燥热感”；

2.3系统室内机暗装于吊顶内，免去了擦洗及维护的麻烦，有效的回风过滤系统延长了空调的寿命，也减少了后期的维护维修费用；而普通空调于空调场所，灰尘等的不断污染，使空调外观发黄，并很大成度地缩短了空调的使用寿命。一般情况下，普通空调的使用寿命在5-8年，中央空调的使用寿命在15-20年。

3空调系统的选择

3.1家用中央家调系统的分类及比较选择

3.1.1风管机

机组新风供给和冬季加湿较容易实现，初投资小，但室内机和风管占用一定的空间，对层高也有要求，且为一开全开式，各空调房间不能单独控制温度。

3.1.2水冷机

各空调房间能够单独控制，运行费用低，不占用空间，各房间能单独控制，合适性较高，室内噪声低；但水系统较杂，初投资中等；

3.1.3VRV空调机组

运行费用小，占用空间小，室内噪声低，但安装要求高，需专业安装，若发生制冷剂渗漏，检漏较困难，且渗漏到相当浓度，会对人体造成危害

分析该办公室平面图，单独控制的区域较多，再经过以上比较选择，选用风冷热泵机组加风机盘管为最佳选择。

3.2为了保证向用户提供一个安全、舒适、高效、和谐的工作环境，家用中央空调应满足以下技术要求：

3.2.1冬夏能兼顾使用，冬季能制热，夏季能制冷；

3.2.2健康卫生、舒适性要好；

3.2.3效率高、节能效果好；

3.2.4自动控制要求高，操作要简捷；

3.2.5安全性要好，发生事故的破坏性要小

3.2.6安装、维护要方便；

3.2.7使用寿命长

3.2.8环境保护

3.3综合考虑以上要求，选用开利“雅居易”风冷热泵机组，该机组具体相应的特点为：

3.3.1该机组是为寒冷地区度身定制热量差额管理功能的“全天候”风冷热泵机组，运行范围为-10℃至+46℃；板式蒸发器及内置水力模块均配有防冻电加热器，可有效保护机组在低达-10℃的气温条件下水路不发生冻结。

3.3.2机组本身为水系统，在创造舒适环境的同时，由于机组为非变频空调，没有电磁辐射，不会干扰家用电器的使用，更不会对用户的身体造成损伤；

3.3.3机组充分利用HFC-407C非共沸特性的逆流式钎焊板式换热器等，效率高，实现全年候的能量节省；

3.3.4采用专为小型风冷热泵机组优化设计的PRO-DIGLOY微电脑控制系统，用户界面友好，将简单快捷的操作与先进复杂的中央空调控制理念完美结合；

3.3.5独特的制冷回路设计：只有一只膨胀阀，采用焊接联接，消除传统设计中各种潜在泄漏点，确保机组使用寿命内不用补充价格不菲的制冷剂；

3.3.6一体化的水系统能快速地安装，包括了所有系统必要水力组件：可拆卸的视镜过滤器、高扬程的水泵、膨胀水箱、流量开关、安全阀、压力表、放气阀，以及用于整定水流量的节流阀等。真正做到安装简便，轻松搞定。

3.3.7机身外壳及热交换翅片都经过防腐蚀处理，特别适用于沿海及工业城市等空气湿度高、含盐高的地区，有效运行寿命更是高达15年。

3.3.8采用环保制冷剂HFC-407C，不会对臭氧层造成破坏。开利对该冷媒进行了多年的测试，其具有和R-22同样的安全及可靠性，结合独到的制冷剂环路设计，其性能还可优于使用R-22的机组。

4空调系统设计

办公大楼一至三层的会议室、餐厅、大堂等公用场所，这些区域空间较大，使用时间参差不齐，负荷变化大，分别设置全空气大风道空调系统，一些小房间采用变风量空调系统。四至十九层为标准层，这些办公用房使用时间相对集中，且对舒适性要求高，为了满足业主对新风的需求和每个区域室温的可调要求，标准办公层的空调方式采用变风量空调系统。

4.1 大会议厅空调设计

大会议厅设在裙房二层，建筑高18米，具有观看电影、演出及召开大型会议等功能，大会议厅示意图见图2。由于业主要求多功能厅高大通透，人员工作区空气清新、舒适，室内空气品质好以及系统节能，设计时没有采用上送侧回或上送上回的常规形式，而采用了座位送风方式。

4.2 标准办公层变风量空调设计确定与选型

4.2.1 内外区的划分

房间的负荷一般由两部分组成,即围护结构负荷和以室内人员、灯光、设备等构成的负荷。本工程的标准办公层，进深为9～12米，且有较大的外窗面积，冬季时，靠近外窗的区域需要供热，而不受外界影响的区域，由于人员灯光、设备等产生的热量，使其处于需要供冷的状态。因此，对标准办公层进行合理的内外分区，是设计好变风量空调系统的基础，笔者以为：在划分内外区时，除了考虑围护结构的影响，还必须考虑到内外区的换气次数的差异，本工程设计时经过反复计算，将靠近护结构3～5米的范围划为外区，其余区域划为内区。

4.2.2 各分区的负荷计算

采用冷负荷系数法，对8个分区进行24小时逐时计算。再进行逐时合并，经湿空气焓湿图上空气处理过程计算和分析，确定标准办公楼层左右两个空调箱的送风量及进出风参数，结合各区的逐时负荷计算出各区的逐时送风量。

4.2.3 变风量空调系统末端形式的确定与选型

变风量空调系统的风量调节除通过改变空调机组风机的频率调节系统风量外，主要是通过变风量末端装置来进行调节，因此，选择一种合适的变风量末端装置很重要。分析各种变风量末端装置的特点及适用场合，本工程选择风机驱动串联型变风量末端装置。风机驱动串联型变风量末端装置由一次风风阀、风量传感器、执行器、风机和控制器组成(用于外区时另设加热器)，一次风根据房间温控器的指令调节一次风量，经与二次风混合后，通过装置内的送风机送出。当房间负荷减少时，为维持室内设定温度，一次风相应减少，二次风增加，但总送风量不变。由于送入房间的总风量不变，室内气流组织较稳定，换气效果好，人的舒适感较好。

5结语

综上所述，对于层高较高的大空间建筑，人体舒适性要求高并且可以划分内外区的办公大楼，为保证良好的气流组织和适当的换气次数，通过对设计方案的总结和对竣工工程的回访以及对类似建筑的调研，进一步提出了办公建筑空调系统设计提出一套新的设计思路。为今后空调系统大规模进入办公写字楼建筑，提供可借鉴的经验。