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摘要:文章介绍了泰州文化创意大楼的空调、通风及防排烟设计,结合江苏省公建节能的要求,空调系统新风采用全热交换器及过渡季节采用自然通风的方式。达到节约能源的目的。
关键词:空调、通风、全热交换器、节能
一、 项目概况
1.项目名称:泰州市文化创业产业综合体。
2.项目位置:泰州市海陵区。
3.项目承办单位:泰州市海鑫投资有限公司。
4.建设规模:本工程地下一层地上二十五层,建筑层高99.7m,建筑面积78000m2。
5.建筑功能:办公、展示厅、报告厅、餐厅、地下车库等。
6.暖通空调设计范围:地下车库非人防区的通风防排烟设计、设备用房及公共卫生间通风设计、1#~5#区空调、通风及防排烟设计。
7.室外气象参数:夏季空调计算干球温度34℃,夏季空调计算湿球温度28.3℃,冬季空调计算干球温度-4.3℃,冬季空调计算相对湿度75%。
二、 执行规范、规程及标准
1. 高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95(2005年版)
2. 民用建筑供暖通风调节设计规范 GB50736-2012
3. 汽车库、修车库、停车场设计防火规范 GB50067-97
4. 江苏省公共建筑节能设计标准 DGJ100-98
5. 展览建筑设计规范 JGJ218-2010
6. 锅炉房设计规范 GB50041-2008
7. 办公建筑设计规范 JGJ67-2006
8. 公共建筑能耗监测系统技术规程 DGJ32/TJ11-2010
9. 全国民用建筑工程设计技术措施-暖通.动力(2009版)
10. 全国民用建筑工程设计技术措施-节能专篇-暖通.动力(2007年版)
11. 国家有关现行设计规范,规程,标准
12. 各专业提供的图纸及建设单位提供的资料
三、 公建节能目标
江苏省节能目标规定甲类建筑单栋建筑建筑面积大于20000m2,且全面设置中央空调系统的公共建筑必须达到65%的节能目标。
甲类建筑把将建筑围护结构节能要求在50%基础上提高了20%~30%,特别在东西向上增加了外遮阳的要求,以倡导利用外遮阳技术改善室内热环境。
鼓励采用自然能源的通风系统,如过渡季节全面通风的技术措施、地下车库CO浓度通风控制措施、室内新风系统CO2浓度控制措施等。
甲类建筑设置竖向空调送新风、竖向排风的系统在一定的条件下必须设置热回收装置,以节省空调能耗。
甲类建筑冷热源能效要求要求均提高1~2级。
江苏省是国内首次在公共建筑中提出可再生能源利用的强制性要求。要求根据当地气候及自然条件,应充分利用太阳能,地热能等可再生能源系统,可在下列装置中任选一项或多项。(1)太阳能热水系统;(2)地源热泵空调系统;(3)太阳能光伏发电系统与\或光诱导系统。当甲类建筑采用太阳能系统可再生装置时,太阳能热水系统的供应不应小于建筑物生活用水量的50%。当甲类建筑仅采用地源热泵空调系统作为可再生能源利用装置时,采暖空调负荷的比例不少于20%。
甲类建筑应设置用能计量装置,该系统必须满足同时分类计量和分项计量的要求。且计量必须为建筑能效综合管理系统服務。
四、 冷热负荷
本项目冬季采暖热源由地下锅炉房提供,夏季空调由地下室制冷机房提供冷热负荷,以2#区、3#区大空间冷热负荷为例见下表:
本项目总冷负荷8321kw、总热负荷5812kw。
五、 冷热源
根据负荷计算及空调部分负荷运行的经济性,制冷机房设计选型计算如下:
1.制冷机
夏季总计算冷量: 8321 KW,选用三台制冷机,单台冷量:800RT,制冷量:2814KW,
冷却水进出水温度:32/37℃。
2.冷却塔计算:
=1.38228/(4.1868 (37-32))=1884m3/h
选用三台横流式冷却塔:C3800S。
3.冷却水泵选型:
水量:2072m3/h,单台水泵流量690m3/h,总阻力为:30.6m。水泵选型:KQL 300-315-90/4 , 流量:720m3/h,扬程31m。
4.冷冻水泵选型:
冷冻水流量:
=1594m3/h
水泵型号KQL 300/485-90/6,流量:550m3/h,扬程34.2m。
5.冷却水补水量计算:
冷却水补水按系统冷却水循环量的1.5%计算,18841.5%=28.3m3/h;冷却水补水由给排水专业设计;
6.冷冻水补水:
水容积:78100(建筑面积) ×1=78100L,补水泵流量为781005%=3905L/h;
选用水泵:多级离心泵,KQDL-II 6级,6.3m3/h,扬程125m,转速2950rpm,轴功率比:4.76kw,配电功率7.5kw,一用一备。
六、 空调设计
1.空调风系统
1#区为办公区,采用办公建筑中最常用的风机盘管加新风的空调形式,具有适应办公层平面常需要重新分割、组合的灵活性。新风负荷占用空调总负荷的20%~40%,对其标准值高低的选择,与节能关系重大,引进新风主要是为了满足人员的卫生要求,而引进新风量的多少直接影响空调负荷,根据公共建筑节能设计标准办公区域采用全热交换器加新风机组形式的排风热回收形式。且热交换效率达到节能要求。过度季节采用开外窗的自然通风方式,达到最大限度的利用自然条件实现空调效果。空调季1#区送排风量见下表: 2#区二层报告厅、3#区太空家园馆展厅、4#区城市未来馆展厅、5#区一二层餐厅,由于美观性及其检修和气流组织的要求,采用低速全空气系统,全空气空调系统可带来优良的空气品质,有利于房间单独的温度控制及空调节能。展厅及餐厅由于人员密度大,新风量大的特点,系统采用中间热媒式换热装置即新风及排风管上设置乙二醇热回收装置,热回收率不小于60%。过度季节空调新风为空调季节50%新风运行,排风设于屋顶变频控制。送排风量见下表:
5#区三、四、五层为办公区域,根据建筑特点采用风机盘管加转轮式热回收装置加新风机组。过度季节采用开外窗的自然通风方式。空调季送排风量见下表:
2.空调水系统
中央空调系统是按照满负荷工况进行设计的,而实际上空调机组绝大部分时间实在部
分负荷下运行的(通常是在50%负荷下运行时间超过70%),制冷机有完善的能量调节系统,可根据负荷的变换来自动调节制冷机的功率,而冷媒水泵只进行简单的台数调节,多余的扬程消耗在末端。造成能源浪费。本系统采用一次水变流量系统,冷冻水泵及冷却水泵采用变频控制。
为保证流量分配平衡,在确定空调水管径时,根据各个用户距离冷冻机房的远近不同选用不同的比摩阻值。在主要的供回水分路及各层支管设置平衡阀,以改善系统的水力平衡。
七、 通风设计
1.水泵房、变电站及辅助房间分别设独立的排风系统,进风为自然进风,通风设备设置在本层房间内。
2.制冷机房设置平时兼事故排风系统;锅炉房内外均设置事故通风。
3.厨房设置机械排风系统。
4.公共卫生间设置独立的机械排风系统
5.燃气表间设置机械事故兼平时排风系统。
6.地下汽车库设置机械排风兼排烟系统。
排风次数见下表:
八、 防排烟设计
1. 地下汽车库结合排风设有机械排烟系统,选用双速风机,平时低速运行。
2. 1#区~5#区不具备自然排烟的内走道设置机械排烟系统。
3. 2#3#4#区大空间设置机械排烟系统,层高不大于6m的大空间保证每个防烟分区面积不大于500m2。排烟风机至于屋顶,排烟与排风共用管径及风管。
以2#区为例计算表如下
九、 计量装置设计
1. 空调补水及冷却塔补水均设置水表进行计量。
2. 冷冻水泵、冷却水泵、热水循环水泵耗电量由电器专业单独计量。
3. 锅炉房、厨房燃气均设置计量表进行计量。
4. 总供冷量、及供热量以及各个分区、分层的冷热量进行计量;冷热计量相对较复杂由于并没有水电计量发展完善,现采用的计量计费系统存在分配不均,使物业与业主之间的纠纷不断,造成能源浪费严重。本工程施工图阶段只采用总管安装能量表计量装置,末端采用面积均摊的计费方式,后期需要进一步深化完善。
5. 所有水表、冷热量表及燃气表均纳入建筑能效管理系统,实现自动化控制,优化系统运行。
十、小结
节能是国家发展经济的一项长远战略方针,建筑节能是国家节约能源和保护环境的一项战略措施。本项目在规划、设计中,执行国家《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)和江苏省《公共建筑节能设计标准》DGJ100-98,通过采用新型墙体材料,合理设计建筑围护结构的热工性能。同时也应该看到大型公建需要与建筑专业密切沟通,对于后期有可能的调整,要进行必要的预留考虑。由于江苏项目节能要求高,在有条件區域应尽量优先采用地源热泵等新能源,同时结合水电专业共同达到节能目标。另外,考虑到安装队伍水平参差不齐,对图纸的深化和理解能力不够,设计应该尽可能的深化图纸,对于设备的参数应该进行详细的计算和标注,尽量把安装大样反映在图纸上。
参考文献:
1. 周志刚 甘肃省财政厅综合办公楼空调通风设计,甘肃科技 2004,20(6)
2. 劳文慧 中国银行南海市支行培训楼的空调设计,制冷 2001,20(3)
3. 何超烽 成都某公司办公大楼空调通风设计 福建建设科技 2014,01
关键词:空调、通风、全热交换器、节能
一、 项目概况
1.项目名称:泰州市文化创业产业综合体。
2.项目位置:泰州市海陵区。
3.项目承办单位:泰州市海鑫投资有限公司。
4.建设规模:本工程地下一层地上二十五层,建筑层高99.7m,建筑面积78000m2。
5.建筑功能:办公、展示厅、报告厅、餐厅、地下车库等。
6.暖通空调设计范围:地下车库非人防区的通风防排烟设计、设备用房及公共卫生间通风设计、1#~5#区空调、通风及防排烟设计。
7.室外气象参数:夏季空调计算干球温度34℃,夏季空调计算湿球温度28.3℃,冬季空调计算干球温度-4.3℃,冬季空调计算相对湿度75%。
二、 执行规范、规程及标准
1. 高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95(2005年版)
2. 民用建筑供暖通风调节设计规范 GB50736-2012
3. 汽车库、修车库、停车场设计防火规范 GB50067-97
4. 江苏省公共建筑节能设计标准 DGJ100-98
5. 展览建筑设计规范 JGJ218-2010
6. 锅炉房设计规范 GB50041-2008
7. 办公建筑设计规范 JGJ67-2006
8. 公共建筑能耗监测系统技术规程 DGJ32/TJ11-2010
9. 全国民用建筑工程设计技术措施-暖通.动力(2009版)
10. 全国民用建筑工程设计技术措施-节能专篇-暖通.动力(2007年版)
11. 国家有关现行设计规范,规程,标准
12. 各专业提供的图纸及建设单位提供的资料
三、 公建节能目标
江苏省节能目标规定甲类建筑单栋建筑建筑面积大于20000m2,且全面设置中央空调系统的公共建筑必须达到65%的节能目标。
甲类建筑把将建筑围护结构节能要求在50%基础上提高了20%~30%,特别在东西向上增加了外遮阳的要求,以倡导利用外遮阳技术改善室内热环境。
鼓励采用自然能源的通风系统,如过渡季节全面通风的技术措施、地下车库CO浓度通风控制措施、室内新风系统CO2浓度控制措施等。
甲类建筑设置竖向空调送新风、竖向排风的系统在一定的条件下必须设置热回收装置,以节省空调能耗。
甲类建筑冷热源能效要求要求均提高1~2级。
江苏省是国内首次在公共建筑中提出可再生能源利用的强制性要求。要求根据当地气候及自然条件,应充分利用太阳能,地热能等可再生能源系统,可在下列装置中任选一项或多项。(1)太阳能热水系统;(2)地源热泵空调系统;(3)太阳能光伏发电系统与\或光诱导系统。当甲类建筑采用太阳能系统可再生装置时,太阳能热水系统的供应不应小于建筑物生活用水量的50%。当甲类建筑仅采用地源热泵空调系统作为可再生能源利用装置时,采暖空调负荷的比例不少于20%。
甲类建筑应设置用能计量装置,该系统必须满足同时分类计量和分项计量的要求。且计量必须为建筑能效综合管理系统服務。
四、 冷热负荷
本项目冬季采暖热源由地下锅炉房提供,夏季空调由地下室制冷机房提供冷热负荷,以2#区、3#区大空间冷热负荷为例见下表:
本项目总冷负荷8321kw、总热负荷5812kw。
五、 冷热源
根据负荷计算及空调部分负荷运行的经济性,制冷机房设计选型计算如下:
1.制冷机
夏季总计算冷量: 8321 KW,选用三台制冷机,单台冷量:800RT,制冷量:2814KW,
冷却水进出水温度:32/37℃。
2.冷却塔计算:
=1.38228/(4.1868 (37-32))=1884m3/h
选用三台横流式冷却塔:C3800S。
3.冷却水泵选型:
水量:2072m3/h,单台水泵流量690m3/h,总阻力为:30.6m。水泵选型:KQL 300-315-90/4 , 流量:720m3/h,扬程31m。
4.冷冻水泵选型:
冷冻水流量:
水泵型号KQL 300/485-90/6,流量:550m3/h,扬程34.2m。
5.冷却水补水量计算:
冷却水补水按系统冷却水循环量的1.5%计算,18841.5%=28.3m3/h;冷却水补水由给排水专业设计;
6.冷冻水补水:
水容积:78100(建筑面积) ×1=78100L,补水泵流量为781005%=3905L/h;
选用水泵:多级离心泵,KQDL-II 6级,6.3m3/h,扬程125m,转速2950rpm,轴功率比:4.76kw,配电功率7.5kw,一用一备。
六、 空调设计
1.空调风系统
1#区为办公区,采用办公建筑中最常用的风机盘管加新风的空调形式,具有适应办公层平面常需要重新分割、组合的灵活性。新风负荷占用空调总负荷的20%~40%,对其标准值高低的选择,与节能关系重大,引进新风主要是为了满足人员的卫生要求,而引进新风量的多少直接影响空调负荷,根据公共建筑节能设计标准办公区域采用全热交换器加新风机组形式的排风热回收形式。且热交换效率达到节能要求。过度季节采用开外窗的自然通风方式,达到最大限度的利用自然条件实现空调效果。空调季1#区送排风量见下表: 2#区二层报告厅、3#区太空家园馆展厅、4#区城市未来馆展厅、5#区一二层餐厅,由于美观性及其检修和气流组织的要求,采用低速全空气系统,全空气空调系统可带来优良的空气品质,有利于房间单独的温度控制及空调节能。展厅及餐厅由于人员密度大,新风量大的特点,系统采用中间热媒式换热装置即新风及排风管上设置乙二醇热回收装置,热回收率不小于60%。过度季节空调新风为空调季节50%新风运行,排风设于屋顶变频控制。送排风量见下表:
5#区三、四、五层为办公区域,根据建筑特点采用风机盘管加转轮式热回收装置加新风机组。过度季节采用开外窗的自然通风方式。空调季送排风量见下表:
2.空调水系统
中央空调系统是按照满负荷工况进行设计的,而实际上空调机组绝大部分时间实在部
分负荷下运行的(通常是在50%负荷下运行时间超过70%),制冷机有完善的能量调节系统,可根据负荷的变换来自动调节制冷机的功率,而冷媒水泵只进行简单的台数调节,多余的扬程消耗在末端。造成能源浪费。本系统采用一次水变流量系统,冷冻水泵及冷却水泵采用变频控制。
为保证流量分配平衡,在确定空调水管径时,根据各个用户距离冷冻机房的远近不同选用不同的比摩阻值。在主要的供回水分路及各层支管设置平衡阀,以改善系统的水力平衡。
七、 通风设计
1.水泵房、变电站及辅助房间分别设独立的排风系统,进风为自然进风,通风设备设置在本层房间内。
2.制冷机房设置平时兼事故排风系统;锅炉房内外均设置事故通风。
3.厨房设置机械排风系统。
4.公共卫生间设置独立的机械排风系统
5.燃气表间设置机械事故兼平时排风系统。
6.地下汽车库设置机械排风兼排烟系统。
排风次数见下表:
八、 防排烟设计
1. 地下汽车库结合排风设有机械排烟系统,选用双速风机,平时低速运行。
2. 1#区~5#区不具备自然排烟的内走道设置机械排烟系统。
3. 2#3#4#区大空间设置机械排烟系统,层高不大于6m的大空间保证每个防烟分区面积不大于500m2。排烟风机至于屋顶,排烟与排风共用管径及风管。
以2#区为例计算表如下
九、 计量装置设计
1. 空调补水及冷却塔补水均设置水表进行计量。
2. 冷冻水泵、冷却水泵、热水循环水泵耗电量由电器专业单独计量。
3. 锅炉房、厨房燃气均设置计量表进行计量。
4. 总供冷量、及供热量以及各个分区、分层的冷热量进行计量;冷热计量相对较复杂由于并没有水电计量发展完善,现采用的计量计费系统存在分配不均,使物业与业主之间的纠纷不断,造成能源浪费严重。本工程施工图阶段只采用总管安装能量表计量装置,末端采用面积均摊的计费方式,后期需要进一步深化完善。
5. 所有水表、冷热量表及燃气表均纳入建筑能效管理系统,实现自动化控制,优化系统运行。
十、小结
节能是国家发展经济的一项长远战略方针,建筑节能是国家节约能源和保护环境的一项战略措施。本项目在规划、设计中,执行国家《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)和江苏省《公共建筑节能设计标准》DGJ100-98,通过采用新型墙体材料,合理设计建筑围护结构的热工性能。同时也应该看到大型公建需要与建筑专业密切沟通,对于后期有可能的调整,要进行必要的预留考虑。由于江苏项目节能要求高,在有条件區域应尽量优先采用地源热泵等新能源,同时结合水电专业共同达到节能目标。另外,考虑到安装队伍水平参差不齐,对图纸的深化和理解能力不够,设计应该尽可能的深化图纸,对于设备的参数应该进行详细的计算和标注,尽量把安装大样反映在图纸上。
参考文献:
1. 周志刚 甘肃省财政厅综合办公楼空调通风设计,甘肃科技 2004,20(6)
2. 劳文慧 中国银行南海市支行培训楼的空调设计,制冷 2001,20(3)
3. 何超烽 成都某公司办公大楼空调通风设计 福建建设科技 2014,01