空调通风设计说明书

空调通风设计说明书本设计针对夏热冬冷地区某核心园区一类高层研发办公楼开展，所有系统设计均符合国家现行规范及项目使用需求，具体内容如下：1设计基础资料1.1设计依据主要包括国家及行业现行规范标准：《民用建筑供暖通风与空气调节设计标准》GB50736-2012（2015年版）、《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018年版）、《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017、《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2016、《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015、《民用建筑工程室内环境污染控制标准》GB50325-2020、《饮食业油烟排放标准》GB18483-2001、《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996、《社会生活环境噪声排放标准》GB22337-2008、《通风与空调工程施工规范》GB50738-2011。同时依据建设单位提供的建筑专业各层平面图、立面图、剖面图，结构专业荷载参数，给排水、电气专业接口条件，以及项目研发办公、会议、配套服务等功能需求说明书。1.2项目概况本项目为一类高层公共建筑，总建筑面积36850㎡，地上12层，地下2层，建筑高度48.6m，首层层高4.5m，2层层高4.2m，3-12层层高3.9m，地下1层层高4.5m，地下2层层高3.6m。功能分区如下：地下2层为普通地下车库（4200㎡，停车泊位128个）、制冷机房、水泵房、消防水池（共1505㎡）；地下1层为员工餐厅（1200㎡，其中厨房180㎡）、变配电室（280㎡）、非机动车库（2200㎡）、库房（800㎡）、消防控制中心（120㎡）、配套辅助用房（1105㎡）；地上1-2层为公共接待区、会议中心，其中大会议室2间（单间面积360㎡，容纳120人）、中会议室4间（单间面积90㎡，容纳30人）、小会议室8间（单间面积30㎡，容纳10人）；地上3-11层为标准研发办公层，每层建筑面积2120㎡，其中开放办公区占比65%（1378㎡）、普通独立研发室占比15%（318㎡）、理化小实验室占比5%（106㎡）、配套辅助用房（茶水间、卫生间、打印室）占比15%（318㎡）；地上12层为管理层办公区、VIP会议室、接待室。1.3室外设计参数项目所在夏热冬冷地区海拔高度12.8m，主要室外设计参数如下：夏季：空调室外计算干球温度35.2℃，空调室外计算湿球温度28.1℃，通风室外计算干球温度32.0℃，空调室外计算日平均温度30.1℃，室外大气压100.52kPa，平均风速2.6m/s，主导风向东南风，最多风向频率16%。冬季：空调室外计算干球温度-3.2℃，空调室外计算相对湿度73%，通风室外计算干球温度2.1℃，采暖室外计算干球温度-1.1℃，室外大气压102.51kPa，平均风速3.1m/s，主导风向西北风，最多风向频率14%。过渡季：春秋季平均气温15.2-22.8℃，相对湿度65%-75%，可利用全新风供冷的时间约60天。1.4室内设计参数根据不同功能房间的使用需求，结合规范要求，室内设计参数如下：开放办公区：夏季干球温度26℃，相对湿度40%-60%，工作区风速≤0.25m/s；冬季干球温度20℃，相对湿度≥30%，工作区风速≤0.2m/s；新风量30m³/(h·人)，人员密度8㎡/人；室内噪声≤40dB(A)；CO₂允许浓度≤0.1%。普通独立研发室：夏季干球温度25℃，相对湿度40%-60%，工作区风速≤0.25m/s；冬季干球温度21℃，相对湿度≥30%，工作区风速≤0.2m/s；新风量40m³/(h·人)，人员密度6㎡/人；室内噪声≤35dB(A)；CO₂允许浓度≤0.1%。理化小实验室：夏季干球温度24℃，相对湿度45%-55%，工作区风速≤0.2m/s；冬季干球温度22℃，相对湿度≥35%，工作区风速≤0.2m/s；新风量60m³/(h·人)，人员密度10㎡/人；室内负压5-10Pa；室内噪声≤40dB(A)；污染物排放符合《大气污染物综合排放标准》要求。会议室：夏季干球温度26℃，相对湿度40%-60%，工作区风速≤0.25m/s；冬季干球温度20℃，相对湿度≥30%，工作区风速≤0.2m/s；新风量35m³/(h·人)，大会议室人员密度3㎡/人，中、小会议室人员密度2㎡/人；室内噪声≤40dB(A)。员工餐厅用餐区：夏季干球温度26℃，相对湿度40%-65%，工作区风速≤0.3m/s；冬季干球温度20℃，相对湿度≥30%，工作区风速≤0.2m/s；新风量25m³/(h·人)，人员密度1.5㎡/人；室内噪声≤50dB(A)。地下车库：夏季通风温度≤34℃，冬季通风温度≥5℃；平时换气次数3次/h，高负荷换气次数6次/h；CO允许浓度≤30mg/m³；室内噪声≤65dB(A)。变配电室：夏季室内温度≤40℃，冬季≥0℃；通风量按排除余热计算，事故通风换气次数12次/h；室内噪声≤85dB(A)。公共卫生间：换气次数10次/h，室内负压3-5Pa，噪声≤45dB(A)。茶水间：换气次数8次/h，室内负压2-3Pa，噪声≤45dB(A)。2空调系统设计2.1冷热负荷计算本设计采用鸿业暖通空调设计软件V16.0进行负荷计算，夏季采用逐时冷负荷计算法，计算时刻为15:00；冬季采用稳态传热计算法，计入围护结构传热、冷风渗透、人员、设备散热等因素，计算边界条件符合规范要求。最终计算结果为：夏季空调总冷负荷4606kW，其中地上部分冷负荷3816kW，冷负荷指标150W/㎡（地上建筑面积25440㎡）；地下部分冷负荷790kW，冷负荷指标69.2W/㎡（地下建筑面积11410㎡）。冬季空调总热负荷2763kW，其中地上部分热负荷2290kW，热负荷指标90W/㎡；地下部分热负荷473kW，热负荷指标41.5W/㎡。2.2冷热源系统设计根据项目负荷特性、使用规律及当地能源条件，冷热源采用“电制冷冷水机组+市政集中供热”的方案，具体设计如下：（1）冷源系统：设置3台冷水机组，其中2台离心式冷水机组（大机），单台额定制冷量1934kW，COP=6.1，达到《公共建筑节能设计标准》一级能效要求；1台螺杆式冷水机组（小机），单台额定制冷量740kW，COP=5.6，达到一级能效要求。夏季空调冷水供回水温度为7/12℃，供回水温差5℃。冷却系统采用开式横流冷却塔，设置在屋面，共3台，其中2台对应离心式冷水机组，单台处理水量400m³/h；1台对应螺杆式冷水机组，单台处理水量150m³/h。冷却塔进水温度37℃，出水温度32℃，冷却水温差5℃，冷却塔风机采用变频控制，可根据冷却水出水温度调节转速，耗电比≤0.035kW/(m³/h)，满足节能要求。（2）热源系统：接入园区市政集中供热管网，一次网供回水温度110/70℃，设计压力1.6MPa。设置2台板式换热器（一用一备），单台换热量2800kW，换热效率≥92%，二次侧空调热水供回水温度为60/50℃，供回水温差10℃。市政热力入口设置热量表、过滤器、减压阀、安全阀等装置，二次侧设置补水定压装置。（3）循环水泵配置：冷水泵：共3台（2大1小，与冷水机组一一对应），大泵单台流量370m³/h，扬程32m，功率45kW，为立式离心泵；小泵单台流量140m³/h，扬程30m，功率18.5kW。水泵采用变频控制，根据空调水系统供回水压差调节转速。冷却水泵：共3台（2大1小，与冷水机组一一对应），大泵单台流量400m³/h，扬程22m，功率30kW；小泵单台流量150m³/h，扬程20m，功率11kW。水泵采用变频控制，根据冷却水出水温度及冷水机组负荷调节转速。热水泵：共2台（一用一备），单台流量480m³/h，扬程28m，功率37kW，采用变频控制，根据热水供回水压差调节流量。（4）定压补水装置：空调水系统采用闭式膨胀水箱定压，膨胀水箱设置在屋顶消防水箱间旁，有效容积2.5m³，满足系统水容量膨胀需求（系统总水容量约42m³，水温5℃至60℃体积膨胀率约1.19%）。系统补水由市政给水经全自动软水器处理后接入，软水器处理水量5m³/h，出水硬度≤0.03mmol/L，防止管道及设备结垢。（5）冷凝热回收：设置1台冷凝热回收装置，回收冷水机组冷凝热量，用于预热员工餐厅生活热水，回收热量约210kW，可将生活热水从15℃预热至30℃，再由市政热力加热至60℃，年节约市政热力约1200GJ。2.3空调水系统设计（1）系统形式：采用两管制闭式循环系统，经计算，最底层空调设备承压为0.82MPa，低于常规空调设备额定承压1.0MPa，故系统不分区，采用垂直同程、水平异程的布置方式，保证各环路水力平衡。（2）水力平衡措施：各楼层空调水供回水支管设置静态平衡阀，调试时按设计流量进行初调节。各空调末端设备设置电动两通阀（风机盘管采用电磁阀，空气处理机组采用电动调节阀），根据室内温度调节水流量。系统供回水总管之间设置压差旁通阀，管径DN200，旁通流量按最小一台冷水机组的流量（140m³/h）设计，当末端负荷减小、供回水压差超过设定值（0.2MPa）时，旁通阀开启，保证冷水机组的最小流量要求。（3）管道材质及连接：管径DN≤50时采用镀锌钢管，丝扣连接；DN50<管径≤DN300时采用无缝钢管，焊接或法兰连接；管径>DN300时采用螺旋缝埋弧焊钢管，法兰连接。所有管道均进行水压试验，试验压力为1.5倍工作压力，且不低于0.6MPa。（4）保温及防结露：空调冷水管道、冷凝水管道采用难燃B1级橡塑海绵保温，热水管道采用难燃B1级橡塑海绵保温，保温厚度如下：冷水管道管径≤DN100时30mm，DN125-DN250时40mm，DN300及以上时50mm；热水管道管径≤DN100时25mm，DN125-DN250时35mm，DN300及以上时45mm；冷凝水管道保温厚度20mm。管道支架采用隔热型管托，冷桥处保温厚度不小于管道保温厚度的1.5倍，防止结露及能量损失。（5）冷凝水系统：空调末端冷凝水采用间接排水方式，就近接入卫生间地漏或茶水间排水立管，冷凝水管采用UPVC管，坡度≥0.003，每层设置清扫口，立管顶端设置伸顶通气管。冷凝水管管径按冷负荷匹配，每层冷凝水干管管径DN50，总立管管径DN150，满足最大冷凝水量排放要求。2.4空调风系统设计根据不同功能房间的使用特点、负荷特性及空气品质要求，采用不同的空调风系统形式：（1）地上3-11层标准研发办公层：开放办公区：采用单风道变风量（VAV）全空气系统，每层设置2台组合式空气处理机组（AHU），单台送风量24000m³/h，机外余压350Pa，配置G4级粗效过滤器+F7级中效过滤器，PM2.5过滤效率≥85%。每层开放办公区人数约172人，新风量为5160m³/h，新风比约10.8%，满足最小新风比要求。变风量末端采用风机动力型VAV-box，共28台，单台额定风量1000m³/h，可根据室内温度自动调节送风量。系统设置全热回收装置，每层配置2台全热交换器，单台风量4000m³/h，热回收效率≥65%，新风与室内排风进行全热交换后再进入空气处理机组，降低新风处理能耗。过渡季可实现全新风运行，新风比最大可达100%，充分利用室外自然冷源。普通独立研发室、小会议室：采用风机盘管加新风系统，风机盘管选用卧式暗装高静压型，机外余压30Pa，三速调节，配室温控制器。新风由每层集中新风机组（PAU）处理后送至各房间，每层设置1台新风机组，送风量6000m³/h，机外余压280Pa，配置G4+F7两级过滤，夏季新风处理到室内露点温度，冬季加热至18℃。理化小实验室：采用风机盘管加独立新风系统，新风量按60m³/(h·人)设计，房间保持5-10Pa负压，排风经活性炭吸附装置处理后由专用竖井高空排放，不得与其他排风系统共用。（2）地上1-2层会议中心：大会议室：采用全空气定风量系统，每间配置1台组合式空气处理机组，送风量18000m³/h，机外余压300Pa，配置G4+F7两级过滤，新风量4200m³/h，新风比23.3%。系统设置独立排风系统，过渡季可实现全新风运行，可根据参会人数调节新风量，满足不同使用场景需求。中、小会议室：采用风机盘管加新风系统，新风由2层集中新风机组供给，新风机组送风量12000m³/h，配置全热交换器，回收排风热量，节能效率≥60%。（3）地下1层员工餐厅：用餐区：采用全空气定风量系统，配置1台组合式空气处理机组，送风量28000m³/h，机外余压320Pa，新风量7000m³/h（按用餐人数280人，25m³/(h·人)计算），新风比25%。系统设置排风，保持用餐区微正压，防止厨房油烟串入。厨房：采用岗位送风加全面通风的空调方式，岗位送风量12000m³/h，由专用空气处理机组处理，夏季送风温度28℃，冬季送风温度20℃，送风直接送至操作岗位上方，改善人员工作环境。（4）地上12层管理层办公区：考虑到管理层办公使用时间灵活、负荷波动大，采用变冷媒流量多联机（VRF）系统，总冷负荷272kW，总热负荷170kW，配置8台多联机室外机，集中布置在屋面，室外机IPLV(C)≥3.6，达到一级能效要求。室内机采用四面出风嵌入式和风管式，分别适配独立办公室和开放接待区。新风系统采用带全热回收的新风机组，送风量4500m³/h，热回收效率≥65%，保证室内新风量需求。2.5自动控制系统设计本项目空调通风系统纳入楼宇自控系统（BAS）统一管理，实现全自动运行，减少人工干预，提高运行效率，降低能耗。主要监控内容包括：（1）冷热源群控系统：实现冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔的联动启停、负荷自动匹配及台数控制，根据系统总冷负荷调节冷水机组运行台数及负载率，使冷水机组始终保持在高效运行区间。冷水机组的启停顺序为：启动时先开冷却塔风机、冷却水泵、冷冻水泵，再开冷水机组；停机时先停冷水机组，再停冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机。（2）水系统控制：冷冻水、热水系统采用供回水压差控制，根据压差信号调节水泵变频转速，压差设定值为0.2MPa。冷却水系统根据冷却水出水温度调节冷却塔风机转速及台数，保证冷却水出水温度稳定在32℃左右。（3）空气处理机组控制：采用送风温度+室内温度的串级控制，根据室内温度设定值调节电动水阀开度及送风机转速。新风口、回风口、排风口设置电动风阀，根据室内CO₂浓度调节新风量，过渡季自动切换为全新风模式。过滤器设置压差开关，当过滤器堵塞时发出报警信号，提醒更换。（4）变风量系统控制：VAV末端根据室内温度自动调节风阀开度，改变送风量；空气处理机组根据送风静压调节风机转速，静压设定值根据末端风阀开度自动重设，进一步降低风机能耗。（5）通风系统控制：地下车库设置CO浓度传感器，距地面1.5m布置，当CO浓度≥30mg/m³时，排风机自动切换为高速运行；当CO浓度≤20mg/m³时，恢复低速运行。变配电室设置温度传感器，根据室内温度调节通风量。（6）故障报警及数据记录：所有设备的运行状态、故障信号、参数变化均实时上传至中控室，自动记录运行数据，存储时间不少于1年，设备故障时发出声光报警，并自动切换备用设备。3通风系统设计3.1地下车库通风系统地下2层车库总建筑面积4200㎡，体积15120m³，采用机械排风、自然补风+机械补风结合的方式。平时通风按3次/h换气次数设计，排风量为45360m³/h；高负荷（CO超标）时按6次/h设计，排风量为90720m³/h。补风量按排风量的85%计算，平时补风量38556m³/h，高负荷补风量77112m³/h，车库出入口自然补风不足部分由机械补风补充。系统配置4台双速排风风机，单台风量23000/11500m³/h，风压320/280Pa，功率11/5.5kW，风机为耐高温排烟风机，可兼作排烟风机。配置2台补风机，单台风量38000m³/h，风压200Pa，功率7.5kW，兼作排烟补风机。车库内共设置12个CO浓度传感器，按每350㎡1个布置，实现通风系统的自动控制。3.2设备用房通风系统（1）变配电室：地下1层变配电室建筑面积280㎡，体积1260m³，设置2台干式变压器，总容量6300kVA，经计算，夏季排除余热所需通风量为21600m³/h。设置2台轴流排风风机，单台风量11000m³/h，风压250Pa，功率3kW，补风由地下车库补风系统接入，设置防火阀，平时常开，火灾时关闭。变配电室设置事故通风系统，换气次数12次/h，事故排风量15120m³/h，与平时通风系统共用风机，火灾时联动切断通风电源。（2）制冷机房、水泵房：地下2层制冷机房、水泵房总建筑面积620㎡，体积2232m³，按6次/h换气次数设计，排风量13392m³/h，设置1台离心排风机，风量14000m³/h，风压250Pa，功率4kW，补风由车库自然渗入。（3）电梯机房：屋顶电梯机房建筑面积80㎡，体积240m³，按12次/h换气次数设计，排风量2880m³/h，设置1台轴流风机，风量3000m³/h，风压150Pa，功率0.75kW，夏季温度超过32℃时自动开启。3.3厨房通风系统地下1层员工餐厅厨房建筑面积180㎡，总排风量按灶具数量核算，共12眼灶，每眼灶排风量3000m³/h，总排风量36000m³/h，叠加房间全面通风排风量2880m³/h（6次/h换气），总排风量38880m³/h，取整为39000m³/h。设置1台低噪音离心排风机，风量39000m³/h，风压450Pa，功率15kW，排风经静电式油烟净化器处理后，油烟排放浓度≤0.5mg/m³，符合《饮食业油烟排放标准》要求，排风管沿专用竖井至屋顶高空排放，排放口距屋面高度3m，远离新风口。厨房补风按排风量的85%计算，为33150m³/h，其中岗位送风12000m³/h由空调机组处理，其余21150m³/h由餐厅区域空气渗入补充，保持厨房负压5-10Pa，防止油烟串味。3.4公共辅助用房通风系统地上每层公共卫生间面积20㎡，茶水间面积12㎡，分别按10次/h、8次/h换气次数设计排风量，每层卫生间排风量600m³/h，茶水间排风量288m³/h，总排风量888m³/h。排风接入竖向排风竖井，屋顶设置1台集中排风机，风量12000m³/h，风压300Pa，功率4kW，对应12层地上部分总排风量10656m³/h。地下层卫生间单独设置排风风机，直接排至地面，避免异味串入地上区域。3.5理化实验室通风系统地上3-11层每层设2间理化小实验室，每间面积30㎡，每间设置1台通风柜（排风量1500m³/h），同时设置房间全面排风，换气次数6次/h，每间排风量540m³/h，单间总排风量2040m³/h，每层总排风量4080m³/h。实验室排风经活性炭吸附装置处理（吸附效率≥90%）后，接入专用不锈钢排风竖井，屋顶高空排放，排放口高于屋面3m。实验室补风由独立新风系统供给，保持房间负压5-10Pa，防止污染物扩散。活性炭吸附装置配置压差传感器，定期检测吸附效率，当效率低于70%时更换活性炭。4防排烟系统设计4.1防烟系统设计本项目建筑高度48.6m，小于50m，地上部分防烟楼梯间、消防电梯前室均有可开启外窗，满足自然通风要求：楼梯间每5层可开启外窗总面积2.4㎡（≥2㎡），前室每层可开启外窗面积2.2㎡（≥2㎡），故地上部分采用自然通风方式，可开启外窗设置手动开启装置（距地面1.3-1.5m）及电动开启装置，与火灾自动报警系统联动。地下部分防烟楼梯间及前室无自然通风条件，采用机械加压送风系统。前室加压送风量按规范要求取22000m³/h，设置1台加压送风机于屋面，送风竖井为钢筋混凝土结构，风速≤15m/s。每层前室设置常闭加压送风口，火灾时打开着火层及上下层的送风口，联动启动加压送风机，保持前室正压25-30Pa。4.2排烟系统设计（1）地下车库排烟：地下车库划分为3个防烟分区，最大防烟分区面积1500㎡（≤2000㎡），每个防烟分区排烟量按6次/h换气次数计算，为32400m³/h。排烟系统与平时通风系统共用风机，火灾时切换为高速排烟模式，2台排烟风机总排烟量92000m³/h，满足最大防烟分区排烟量要求。补风量为排烟量的60%，由机械补风机供给，符合规范要求。每个防烟分区设置4个排烟口，距最远点水平距离≤30m，排烟口风速≤10m/s。（2）地上办公区排烟：地上标准层层高3.9m，净高2.8m（≤3m），防烟分区最大面积500㎡，每层开放办公区划分为3个防烟分区，走道划分为1个防烟分区（面积180㎡）。排烟量按60m³/(h·㎡)计算，最大防烟分区排烟量30000m³/h。地上设置2个竖向排烟竖井，对应2台排烟风机，单台风量36000m³/h，风压400Pa，280℃下可连续运行0.5h，设置于屋面。每层排烟支管设置常闭排烟防火阀，火灾时打开着火层对应防烟分区的排烟阀，联动启动排烟风机。（3）会议室及餐厅排烟：大会议室面积360㎡，净高3.2m（3-6m），划分为1个防烟分区，排烟量按60m³/(h·㎡)计算为21600m³/h，接入一层排烟竖井。地下1层员工餐厅用餐区面积800㎡，划分为2个防烟分区，每个400㎡，排烟量各24000m³/h，设置独立排烟系统，补风量为排烟量的50%，由专用补风机供给。4.3系统控制要求当火灾发生时，由火灾自动报警系统发出联动信号：排烟系统：打开着火防烟分区的排烟口/排烟阀，关闭该防烟分区内的空调通风管道防火阀，联动启动排烟风机及对应补风机；当排烟风机入口处排烟防火阀温度达到280℃时，自动关闭，并联锁停止排烟风机。防烟系统：打开着火层及上下层前室的加压送风口，联动启动加压送风机；地上自然通风窗自动开启，保证自然通风效果。所有通风空调系统的防火阀、排烟阀动作信号均反馈至消防控制室，实现集中监控。5节能设计5.1冷热源节能冷水机组COP均达到《公共建筑节能设计标准》一级能效要求，离心式机组COP=6.1（规范限值5.5），螺杆式机组COP=5.6（规范限值4.7）；多联机IPLV(C)≥3.6（规范限值3.2）。设置冷凝热回收装置回收冷水机组冷凝热，用于预热生活热水，年节约能源约1200GJ。冷却塔风机采用变频控制，根据出水温度调节转速，耗电比≤0.035kW/(m³/h)，优于规范限值0.04kW/(m³/h)。5.2输配系统节能冷水输送系统输送能效比ER=0.0018（规范限值0.00241），热水输送系统输送能效比ER=0.0023（规范限值0.00244），均满足节能要求。水系统采用变频水泵，根据供回水压差调节流量，部分负荷时可降低水泵能耗30%-50%。空调水系统采用垂直同程布置，减少水力失调，降低循环水泵扬程。5.3末端系统节能全空气系统风机单位风量耗功率Ws=0.27W/(m³/h)（规范限值0.32W/(m³/h)），符合节能要求。变风量系统根据室内负荷调节送风量，风机变频运行，部分负荷时节能效果显著。风机盘管设置室温控制器，无人时可自动调温或关机，降低无效能耗。照明与空调系统联动，人员离开区域时自动关闭空调末端。5.4新风热回收及自然冷源利用所有新风系统均配置全热交换器，热回收效率≥65%，夏季预冷新风、冬季预热新风，降低新风处理能耗约30%。全空气系统过渡季可实现全新风运行，充分利用室外自然冷源，每年可减少冷水机组运行时间约60天，节约空调能耗约15%。6环保与卫生防护措施6.1噪声控制所有空调通风设备均选用低噪音型，设备底座设置弹簧或橡胶减振基础，进出口采用柔性软连接，减少振动传