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技術(shù)文章

工程實驗室大樓空調(diào)通風

閱讀:184發(fā)布時間:2022-5-2

 

1.項目概況 
  深圳國家工程實驗室大樓,總建筑面積為107891.76㎡,其中地下室建筑面積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(shè)備用房;地上部分為科研辦公、實驗室及配套用房,建筑面積為80666㎡。大樓A座地上23層,建筑面積為47398.64㎡,建筑高度為99.30m,使用性質(zhì)為研發(fā)辦公;大樓B座地上16層,建筑面積為29197.52㎡,建筑高度為70.25m,使用性質(zhì)為國家重點實驗室,均屬于一類高層公共建筑;裙房建筑面積為4069.84㎡,使用性質(zhì)為配套商業(yè)及多功能廳。 
  2. 空調(diào)方案選擇 
  空調(diào)方案有以下幾種方案供選擇: 
  集中的空調(diào)系統(tǒng),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(lián)分體式空調(diào)系統(tǒng)。 
  國家工程實驗室大樓建成后以出租或出售為主,使用單位比較分散,建設(shè)單位要求在空調(diào)方案的選擇上要考慮到每個用戶開啟、關(guān)閉的時間不同,并兼顧到節(jié)假日、晚上個別樓層或個別辦公室的加班問題。集中的空調(diào)系統(tǒng)方案很難滿足上述建設(shè)單位的要求,而多聯(lián)機空調(diào)(熱泵)系統(tǒng)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(shè)專用機房、可分期投入、可以實現(xiàn)“想用就用,想停就停”的個性化使用等特點,更能滿足建設(shè)單位和用戶的要求,也受到了建設(shè)單位的青睞。 
  針對以上情況,選擇了兩種空調(diào)方案分區(qū)域采用的方式。裙樓(含A座一、二層,B座一、二層)采用集中的空調(diào)系統(tǒng)。A座、B座采用多聯(lián)機系統(tǒng)。這樣既可以滿足裙樓公共區(qū)域統(tǒng)一管理的要求,也能滿足A座、B座辦公、研發(fā)、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(shè)單位規(guī)劃了IDC數(shù)據(jù)機房,數(shù)據(jù)機房空調(diào)選擇3臺冷水機組(2用1備)+12臺恒溫恒濕空調(diào)末端(10用2備)的空調(diào)方案。   
  3. 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計 
  3.1集中的空調(diào)系統(tǒng) 
  裙樓(含A座一、二層,B座一、二層)區(qū)域選用2臺360RT螺桿式水冷冷水機組,數(shù)據(jù)機房選擇3臺150RT螺桿式水冷冷水機組,冷媒均為R134a。制冷機房設(shè)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(shè)在制冷機房內(nèi)。設(shè)置2臺330t/h冷卻塔為裙樓服務(wù),3臺150t/h冷卻塔為IDC機房服務(wù),冷卻塔設(shè)置在B座16層屋面。冷卻塔進出水管裝設(shè)電動蝶閥,在制冷機房設(shè)手動控制開關(guān),當任一臺冷卻塔停止運行時,需同時關(guān)閉相應的電動蝶閥,在冷卻塔現(xiàn)場設(shè)置供維護檢修時的控制開關(guān)。 
  空調(diào)水路系統(tǒng)為變水量系統(tǒng),冷水管路異程設(shè)置。運行時,主機側(cè)定流量,負荷側(cè)變流量。在調(diào)節(jié)過程中,管路的特性曲線將發(fā)生變化,系統(tǒng)負荷側(cè)水流量也將發(fā)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(wěn)定性變差,甚至出現(xiàn)不安全運行的問題,所以供回水管間設(shè)壓差壓差旁通控制器,保證流經(jīng)冷水機組的水流量基本不變。當系統(tǒng)供、回水壓差增大并超過控制器設(shè)定值時,控制器講控制使閥門開打,更多的水流經(jīng)旁通閥,從而使系統(tǒng)供、回水壓差減小,反之,系統(tǒng)的壓差小于設(shè)定值,控制器將控制閥門關(guān)小,使系統(tǒng)壓力增加。供回水管上均設(shè)溫度計和壓力表。 
  冷凍水系統(tǒng)采用閉式機械循環(huán),冷水豎管采用兩管制。裙樓和IDC機房各設(shè)膨脹水箱一個,設(shè)置在裙樓屋面。裙樓采用冷凍水泵3臺,流量245m3/h,2用1備;IDC機房采用冷凍水泵3臺,流量105m3/h,2用1備。冷卻水系統(tǒng)采用開式機械循環(huán),裙樓配置冷卻水泵3臺,流量287m3/h,2用1備;IDC機房配置冷卻水泵3臺,流量122 m3/h,2用1備。 
  空調(diào)風系統(tǒng)采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)和風機盤管加新風系統(tǒng)。裙房商業(yè)部分為大空間格局,由于人員密度較大,冷負荷和潛熱負荷大,為了使空間內(nèi)溫度分布均勻且保證系統(tǒng)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(tǒng)。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(tǒng)。四層報告廳空調(diào)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℃,系統(tǒng)采用二次回風進行再熱;空調(diào)機組設(shè)裙樓屋面。其它區(qū)域采用風機盤管或者吊頂風柜加新風系統(tǒng)。 
  IDC機房按照B級計算機房設(shè)計,冷凍機組、冷凍冷卻泵、冷卻塔、機房專用空調(diào)按照N+1冗余,機房空調(diào)南北兩側(cè)設(shè)置兩組空調(diào)機組,分別設(shè)置6臺精密空調(diào)(5用1備)。空調(diào)送風由高架地板送入冷通道,冷卻IT服務(wù)器,熱排風經(jīng)由熱通道頂部設(shè)置的回風口,回至精密空調(diào)機組。 
  3.2變制冷劑流量多聯(lián)分體式空調(diào)系統(tǒng) 
  3.2.1多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)室外機的擺放及冷媒管布置的設(shè)計 
高層建筑如何布置多聯(lián)機的室外機,保證每臺室外機進進、排風氣流組織合理,從而保證空調(diào)系統(tǒng)運行的能力和能效意義重大,原因:1)室外機的運行環(huán)境對空調(diào)耗能有著直接的影響;2)系統(tǒng)冷媒管的增長也引起系統(tǒng)能耗的增加,并增加系統(tǒng)的初投資。因此室外機的擺放要滿足:1)盡量做到多聯(lián)機的室外機分層擺放,有條件做到每兩層設(shè)一個室外機平臺;2)擺放室外機的平臺不要朝向夏季主導風向一側(cè);3)要有足夠的檢修、安裝空間及氣體流通通道,以便日后的維修及室外機充分散熱;4)如果建筑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(shù)量較多,需要多排擺放,建議一般不超過兩排,否則,靠里面室外機散熱效果較差。如果出現(xiàn)上述4)、5)條的情況,各室外機的排風扇上應分別設(shè)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(xiàn)縫隙,確保進、排風*分開,并留有足夠的進、排風面積。 
  多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)的冷媒管過長,其管路的沿程阻力加大,總阻力損失也越大,其直接后果是系統(tǒng)效率的進一步降低。在設(shè)計過程中,應嚴格根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的隨著等效配管長度的增加,室內(nèi)機與室外機相對位置的高、低差對制冷(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(xiàn)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(chǎn)廠家修正系數(shù)重新計算總等效管長。一般生產(chǎn)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,同時補足制冷劑。 
  根據(jù)以上原則,A座在東、西兩側(cè)設(shè)室外機機房,每兩層設(shè)置一個機房,室外機的排風扇設(shè)置排風導管,機房外百葉開口率應大于75%。B座每層在西側(cè)設(shè)兩組室外機,并設(shè)置排風導管,滿足機房百葉開口率大于75%。 
  空調(diào)室內(nèi)機選用天花板內(nèi)置風管式室內(nèi)機,裝修階段需配合室內(nèi)功能、天花等施工。 
  3.2.1多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)新風系統(tǒng)的設(shè)置 
  采用多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng),其新風系統(tǒng)的設(shè)置也是一個重要方面。配合多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)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(tǒng),2)采用直接膨脹式新風處理機的新風系統(tǒng),3)傳統(tǒng)集中空調(diào)新風系統(tǒng),4)采用蒸發(fā)式冷凝方式全熱回收新風空調(diào)熱泵機組的新風系統(tǒng)。 
  本工程辦公區(qū)域A座、B座每層分別設(shè)置兩臺全熱交換新風機組,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. 防排煙系統(tǒng)設(shè)計 
  塔樓防排煙設(shè)計較為常規(guī),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(nèi)走道分別設(shè)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(diào)系統(tǒng)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(shè)置70℃防火閥;風管穿過空調(diào)機房、送排風機房隔墻及未設(shè)機房的排煙、補風風機至風井處均需加設(shè)兩小時防火保護層,并在兩端加280℃的防火閥。 
  5. 總結(jié) 
  1)需要為機電設(shè)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后,制冷機房面積過小。管井使用很緊張。 
  2)采用集中空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)節(jié)假日、晚上加班的問題和空調(diào)收費的問題,采用多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)能解決這些問題。通過電表及多聯(lián)機配套的智能控制系統(tǒng)配合使用的計費方式計費。多聯(lián)機系統(tǒng)使用簡單、計費合理。但是多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)能效比小于水冷冷水機組,也是存在的問題。 
  3)多聯(lián)機系統(tǒng)室外機位置設(shè)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(jié)能效果。 


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