北京某展览馆中西广场新馆暖通空调设计方案

北京某展览馆中西广场新馆暖通空调设计方案工程概况该工程位于北京，为建筑面积13000m2的单层(局部2层)大空间新建展览建筑，弧形屋顶最高处达15.6m。中央为通高的大展厅;南北两侧首层为卫生间、开水间，热力、电气机房，消防保安等附属用房，其上部夹层为马道(设备机房);局部地下室为消防泵房。该工程虽然不算复杂，但其空调、供暖设计有很多值得探讨和总结的地方，且有一些经验教训。空调冷热源方案供冷方案的的选择本工程总冷负荷为3250kW，由于冷量较大，最初按常规拟在地下设置集中制冷机房，选用3台1100kW的螺杆式水冷机组，对应冷却塔拟设在室外草坪处。本工程为单层建筑，自来水等均可由市政水直供;为缩短风道长度，空气处理机组、通风设备等设于建筑上部;热力、电气机房等也可设在首层附属房间内。因此所需地下机电设备用房的面积较小，建筑方案拟不设置大面积地下室。考虑到建筑方案的经济性，以及展馆周围有较宽敞的室外地面可放置设备的现状，重新考虑在室外设置相对分散的风冷冷水机组的供冷方案。拟选用6台制冷量为620kW的机组，以距室内空气处理机房最近为原则，布置在展馆周围地面上，如图1所示。根据《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)对冷水机组的要求，本工程拟选用的水冷型和风冷型机组在名义工况下的COP应分别为4.30和2.80。假设本工程设计条件符合名义工况，制冷机的COP也为标准所要求的数值，在所需制冷量条件下，风冷机组的总用电量为1160kW，比水冷机组(755kW)大405kW。但风冷机组没有冷却水循环泵和冷却塔风机能耗(轴功率分别约为113kW和33kW)，另分散设置的风冷机组比集中冷源系统大大缩短了空调冷水的输送距离，空调冷水循环泵能耗有所减少。经估算2种供冷方案全负荷额定工况的能耗差值约为250kW，风冷型机组比水冷型机组耗电量约增加了28%。计算结果说明，一般情况下大型空调系统采用集中设置的水冷机组比分散设置的风冷机组节能。但通过对展览类建筑空调使用情况的调查，布展期间由于人员和灯光负荷很小(白天自然采光)且对房间温湿度要求不高，均不开制冷机制冷，自然通风即可。由于全年展览期间开启制冷机的时间相对较少，采用不同类型制冷机的全年耗电量差距也较小，对能耗影响不大，且因为水管长度短，不需采用平衡阀等调节手段。采用6台风冷机组还具有增加了小负荷时的调节范围、节约土建费用、节水(省去冷却水补水量)等优点，因此确定采用此方案。供热方案本工程热源为甲方自管的换热站二次热水，直接供展厅散热器，并经板式换热器换热后提供60℃/50℃的空调热水。将二次水再换热后作为空调热水，主要是考虑空调机组水温不宜过高，且空气处理机组和自控阀阻力较大，间接使用三次水可避免空调水系统和散热器供暖系统的阻力不平衡。空调冷热水系统及补水定压方案本工程空调水系统为两管制，夏季6个空调冷水系统分别设置循环泵，冬季全馆合用空调热水循环泵，使用时按季节转换6个子系统的冷热水阀门，如图2所示。由于空调末端设备设于夹层较高处，弧形网架屋顶又无法设置高位膨胀水箱，空调冷热水系统采用闭式气压罐定压。为避免使用时误操作隔断空调水系统的膨胀通路，出现使系统压力升高以至设备或管道配件超压损坏的危险，《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)(以下简称《暖通规范》)规定膨胀管道上不得设置阀门。在本工程的6个冷水子系统和1个总热水系统循环泵入口分别设置膨胀定压设施，夏季各子系统完全独立、互不影响，可以满足《暖通规范》不在膨胀管上设置阀门的要求。此方案可以设置集中软化补水设备，但补水泵启停控制较复杂，且膨胀水回收困难;也可分散设置软化补水设备，但因6个冷水系统的水容量和补水量很小，分散设置很不经济且占据机房面积。绣为了使系手统更加经精济、简单禽，减少机绞房面积，复便于集中逝管理，经蚀分析否定潮了设置多渗个膨胀定润压设施的瞒方案，冷沃热水系统评合用一套身膨胀定压瑞补水设备帆。为了解共决各子系宣统分别检适修和系统购安全运行黄之间的矛揭盾，在各君子系统的裳膨胀补水胖接管处设彼置了消防遗系统中常送用的电信苹号阀代替灰普通检修析阀，当阀摔门被关闭打而忘记打旁开或误操阶作时，发械出声光帖报警孔提示信号慧，保证安压全运行，晨并能够分唱系统关闭工，泄水检灾修。抬膨胀补水汇定压设备他设在首层牺换热间内胳，由全自仪动软水器旗、软化水壮箱、软水聪补水泵、将气压罐等家组成。补剧水泵受系愚统压力飞控制万启停，其爆最低压头乓值大于系给统最高末饭端空调设凤备的高度腹。膨胀罐丸的调节容馆积岩按外3mi撒n愁的补水泵声流量确定夕，以保证帖补水泵能股够稳定地描运行。但镇膨胀罐不葡容纳系统轮膨胀量，瘦当系统内裙水受热膨拒胀使系统膏压力高于炕停泵压力效时，膨胀杰管道上的马电磁阀打村开，使膨颤胀水量回冶收到软化性水箱，因冻此软化水估箱进水水携位和溢流覆水位之间泰留有接纳役系统膨胀挎量的容积冒。格空调气流咽组织及空检气处理攻本阻工程珠展厅设一访次回风全暂空气空调籍系统争，园1娇8体台空气处篇理机组均转匀地布置够在展厅两察侧夹层设尸备马道上犬。由于人钥员全部集法中在下部般，没有采薯用顶送方网式，而是逆就近从机念组上部的勒送风静压起箱将经过导处理的空掉气通过距爱展厅地面肝约钢7责m赏的喷沈口渡(性角度可睡调乡)泛送入室内福，回风经茂夹层侧面貌下部的百隙叶直接回忆至机组，侍人员处于朴舒适的空哥气回流区挖，且仅保千证高大展信厅下部的逢温度，形并成分层空皆调的气流备组织形式少，如裙图胸3冰所示。教从空荒气处理机艺组到送风膏口，认除粪10赛m让长的静压盼箱和不摊到覆1遗m俭长的风口眼接管外，踩几乎无风梢道，空气前的输送距瞧离很短，封所需风机卫机外余压吼很小，单垃位空气量鄙的输送功帖率很低，梳满足网节能晒要求，且渔送风均匀山。乓空气估处理机组肃新风入口呆设置了大盏小逢2陡个风阀，懒冬夏季采召用满足人忽员卫生要杨求的最小映新风量时谨，其中较棉大风阀为努关闭状态氧，新风通胳过较小风搬阀进入机笨组，与回幸风混合经山处理后送呀入室验内猛;屋为避免关坝机时室外嫌冷热空气环侵入以致效在冬季冻隔结加热盘离管，小阀该采用与机枪组风机联绿锁开闭的印电动风阀提。过渡季黑时，可人滔为地根据渠室外气温挖手动打开捆机组较大京新风阀、宋关闭回风灾阀，利用扮室外空气屋做冷源进犬行全新风狂运行。采差用大茂小胃2债个新风阀师的初衷，扇是为了不悲需调节阀财位便厅能简单地劫通过手动吐开关转换纸实现最小目和最大新扫风量迫控制沫。汗进入楚室内的新蓝风大部分纷由设在展歪厅屋顶的迅排风机排肚至室外，像并可根据凑各季节新吨风量的变胀化调节排介风机开启秘台钞数露;筐其余部分败通过运建筑菌出入口和胳卫生间排赞出室外并偏维持展厅披内的正压区。贩本言工程肝完工时恰亿逢冬季，旋第一次使男用是寒假泊期间的高踏校毕业生那就业人才亦招聘会，械供暖和空自调系统使代用效果良拼好，但招中聘会后的煎一场寒流脱造成了一染些空气处耐理机组盘企管被冻裂疏。经展馆喇工作人员花介绍，冬餐季很少举球办展览，滔入冬前运附行人员一毙般按惯例去将空调水散管关闭并深将盘管内映水泄空。仔由于当时询没有正式匆交工，施遭工单位在三招聘会后嗓关闭了机攀组空调水蠢阀，却未磨将盘管中禾水泄空，询一些全新纱风使用的妖手动风阀烘也未关闭岛，发生了绵冻裂事故涨。由此得麻出以下经吵验教训：岩尽笛1.辫餐由于本杠工程秀的建设资句金和设计旧标准的限单制，除消影防外，没细有设置集蔬中弱电匙控制谈系统，因仰此回风阀心和全新风忙使用的新辽风大阀没真有采用电捕动阀，不辜能根据室鼻内外比焓取比较，随烟时进行最矮小新风和汇全新风运岂行的自动柳转换洗控制毯，仅在过呈渡季手动息进行阀门号转换，使苗最大限度潮地采用新侦风做冷源柏的允节能读效果有所尝折扣，并封给冬季盘朋管冻结留越下了隐患腥。险微雾2.钱愉由于绘自控移设计的上饱述原因和后对其不重鹊视和疏忽疗，没有设梨置盘管温紧度过低时犁报警盐等防冻措印施。浓稀锯3.矿配即使剂自控及设计标准显无法改变衫，根据现毫状，新风秩阀还是采宴用与风机碧联锁的电睡动阀为好新，以免冬岸季误操作枯未关闭手沾动的大阀汪时发生冻论结事故。厌但应加强颂初调节以即确定最小技新风量时闹的新风阀鄙阀位。哥综上所述主，今后的继工程知中应更加花重视涉及省安全和耕节能店的空调符自控勇设计。躺大空歌间值班供估暖冷风渗许透计算方始法的探往讨躺(痕一粮级很)引本间工程迁卫生间等遣附属用房庙设置了冬兴季散热器它供暖，设播计温度和方负荷计算咬等均按常证规进行。集大空阀间展厅上缸部设置了道保护钢屋忘架的湿式查自动喷水按灭火系统宰，下部预布留了展览县需要的给絮排水设施膛，还有消叼火栓系统废等，这些潜系统均需狼在冬季停勉开空调风掀机时防冻愤，因此设议置了下供布下回双管锐异程式散访热器值班前供暖系统页。由于值鞠班供暖时裙空调不开腥启，不能星保证室内逝正压，需仙计算冷风钢渗透耗热拨量。次由于计算武门窗单位轮长度缝隙堂渗入室内足的冷空气梨量的计算甜公丸式匙(呈简称缝隙四法柜)脊涉及的因李素县很多、计宾算烦杂，母因此展厅瞧最初采用丑了《林暖通暑规范》推典荐的按房赚间换气次阵数确定渗温透冷空气权量的计算半方法，即常房间芦有次3任面及以上湾外墙时，敢冷风渗透亭量替为厚1割～辟1.5帮h-掀1参换气。取盲值班供暖思温度赶为篇6用℃仪，经计算鼠展厅外围喇护结构的趋基本耗热筒量盈(豪包括高度柜附县加慧)董为宇2033缺59堆W净，光按沸1h-问1税换气欠量线(够规范介绍扣的下限什值驾)敲估算，冷客风渗透耗臂热量剥为手7405阿20堂W肤，为基本挺耗热量筐的皇364隔%离。此负荷岩计算结果融非常大，筹即使减少池换气次围数简(待例如取有含关资料介愧绍辨的娘0.包5珍或森1/3角h-1转)津，数值仍慎然很大。服将展厅四旅周布满散油热器仍不冰能满足要炮求。灭因此通采用《革暖通岁规范》的巩缝隙法重哈新进行计夏算。展稿厅祸4扔周均有外齐门和大量氧可开启外絮窗，缝隙西总长约锦为服363赢m折。为了安畏全，门窗酿缝隙渗入梁空气量均详按气密性罪最差洪的抛1亦级窗考虑雁，各朝向甚冷风渗透航耗热量总用和唉为寺4812拳W堪，仅占基伯本耗热量箱的棍2.4乎%恒。换气估浆算法和缝庙隙法的计册算结果相恭差百倍以领上。尿冷风季渗透耗热智量是指通解过门窗缝拥