劉 岳 棟

(山西省建筑設計研究院有限公司，山西 太原 030013)

1 項目概況

本項目作為山西省科技創(chuàng)新城(以下簡稱科創(chuàng)城)的標志性建筑，依據(jù)“科技引領、金融創(chuàng)新”的原則，著重體現(xiàn)“低碳、綠色、智能、科技、經(jīng)濟”的設計理念，按照三星級綠色建筑進行設計，采用了太陽能光伏發(fā)電、綠色雨水基礎設施、雨水回收、中水利用、隔震減震技術、室內(nèi)排風能量回收、電動遮陽、綠色建材、生態(tài)綠化、智能控制、室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)控、電動汽車充電設施等技術措施。本文著重介紹了該工程的暖通空調(diào)系統(tǒng)設計方案。

項目位于科創(chuàng)城核心區(qū)北側(cè)Ⅶ區(qū)，科創(chuàng)城兩大軸線(科技創(chuàng)新軸和智慧生活軸)的交匯處，東南向與科創(chuàng)城中央景觀帶遙遙相望，北側(cè)為化章街，西側(cè)為機場東路，南側(cè)為緯二路，東側(cè)為經(jīng)六路?？偨ㄖ娣e為175 308.55 m2，其中地上建筑面積為118 309.89 m2，地下建筑面積為56 998.66 m2。主要包括科技資源服務平臺、創(chuàng)新孵化服務平臺、科技金融平臺及配套服務等功能。地上A座、B座、C座三棟單體圍繞中央下沉花園呈品字形布局，A座地上9層，建筑高度40.2 m，主要功能為科技金融服務、科技資源服務用房及創(chuàng)新孵化平臺及管理用房；B座地上5層，建筑高度26.2 m，主要為創(chuàng)新孵化服務平臺；C座地上5層，建筑高度26.2 m，主要為公共研發(fā)中心及公共檢測實驗中心。

2 室內(nèi)設計參數(shù)[1]

2.1 室內(nèi)溫度參數(shù)

室內(nèi)溫度參數(shù)見表1。

表1 室內(nèi)溫度參數(shù)

2.2 室內(nèi)通風參數(shù)

室內(nèi)通風參數(shù)見表2。

表2 室內(nèi)通風參數(shù)

3 冷熱源設計

本工程空調(diào)冷源集中設置于地下新建冷凍站內(nèi)。冷凍站內(nèi)設置三臺雙級壓縮離心式冷水機組，生產(chǎn)7 ℃～12 ℃冷凍水供各建筑夏季空調(diào)使用，每臺冷水機組的制冷量為3 516 kW(1 000RT)，設計離心式冷水機組在名義制冷工況和規(guī)定條件下的制冷性能系數(shù)(COP)為6.049 W/W，綜合部分負荷性能系數(shù)(IPLV)為10.546 W/W。

本工程空調(diào)熱源來自城市集中供熱，一次熱媒為110 ℃～70 ℃高溫水，熱交換站內(nèi)設置三臺板式換熱器制取為60 ℃～45 ℃溫水供各建筑冬季空調(diào)使用，每臺板式換熱器的換熱量為3 300 kW。

4 空調(diào)系統(tǒng)設計[3]

4.1 空調(diào)風系統(tǒng)

1)報告廳、門廳、路演大廳等大空間均采用全空氣單風道低速送風系統(tǒng)，氣流組織為上送上回式，送風口采用方形散流器或旋流風口，回風口采用雙層百葉風口；其余均采用風機盤管加新風系統(tǒng)。

2)全空氣系統(tǒng)空調(diào)機組采用數(shù)字化轉(zhuǎn)輪式能量回收機組進行余熱回收，通過實時監(jiān)測室外空氣參數(shù)及室內(nèi)空氣CO2濃度，自動聯(lián)動設于新、回風管上的電動對開多葉調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)新排風比例，保證室內(nèi)環(huán)境參數(shù)及空氣品質(zhì)。系統(tǒng)可全新風運行，過渡季最大限度地利用新風做冷源。

3)新風加風機盤管系統(tǒng)新風機組采用數(shù)字化分體式能量回收新風機組，排風機組采用數(shù)字化分體式能量回收排風機組，通過液體循環(huán)式熱回收裝置進行余熱回收，循環(huán)液體采用乙烯乙二醇溶液，回收效率不低于60%，風機均配置變頻調(diào)速裝置。

4)辦公室等新、排風需求恒定的區(qū)域采用定風量通風系統(tǒng)，新、排風各設置一個恒風量調(diào)節(jié)模塊保障房間風量恒定和梯度壓差。

5)A座1層金融交流服務大廳、2層金融服務大廳等人員密度較高且隨時間變化大的區(qū)域采用變風量通風系統(tǒng)，每個區(qū)域新風及排風末端設置變風量控制模塊和CO2傳感器，通過CO2傳感器實時監(jiān)測室內(nèi)空氣CO2濃度，當室內(nèi)CO2濃度超過報警值時，系統(tǒng)將自動報警提示，并自動聯(lián)動新、排風機，加大室內(nèi)新排風量，保證室內(nèi)空氣品質(zhì)。

6)空調(diào)系統(tǒng)對需進行加濕的場所設置濕膜加濕器對空氣進行加濕處理。

4.2 空調(diào)水系統(tǒng)

1)空調(diào)冷凍水系統(tǒng)均采用雙管制、一次泵變流量系統(tǒng)，水平干管采用雙管異程式系統(tǒng)，立管采用下供下回雙管異程式系統(tǒng)。

2)冷水機組可變頻運行，空調(diào)冷熱水泵配變頻調(diào)速裝置，冷凍水進出水管上設置壓差控制器，對系統(tǒng)的進出水壓差進行檢測，調(diào)節(jié)旁通閥。熱交換系統(tǒng)一次水側(cè)設置帶氣候補償器的調(diào)節(jié)裝置，以便根據(jù)室外溫度的變化調(diào)節(jié)二次水供水溫度；二次水側(cè)設置水溫自控裝置,溫度控制器根據(jù)設于二次水供水管的溫度傳感器信號,控制電動閥調(diào)節(jié)一次水供水的進水量,來保證二次水供水溫度滿足設定值的要求。

3)為解決水量分配的平衡問題,在每臺空調(diào)機組冷熱盤管的回水管路上均設置動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥,每臺風機盤管的回水管路上均設置動態(tài)平衡電動兩通閥,在冷凍站、熱交換站集水器及各分區(qū)環(huán)路上設置靜態(tài)水力平衡閥,方便水系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)并可實現(xiàn)系統(tǒng)水流量可測控。

4.3 凈化系統(tǒng)設計

1)分體式新風熱回收機組入口處均設置管道式電子空氣凈化機。

2)轉(zhuǎn)輪式熱回收機組送風段配置組合式空調(diào)箱式電子空氣凈化機。

3)電子空氣凈化機與機組聯(lián)動控制，同步開啟，延時停止。

4.4 監(jiān)測與控制系統(tǒng)設計

1)本工程冷水機組系統(tǒng)配置可編程控制器,對設備進行實時監(jiān)控,可自動進行工況轉(zhuǎn)換與系統(tǒng)保護。

2)本工程空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、通風系統(tǒng)以及熱交換系統(tǒng)采用直接數(shù)字式集中監(jiān)測控制系統(tǒng)，既滿足人員舒適度要求，又達到節(jié)能目的。

3)本工程風機盤管均配置帶風機三速選擇開關、可冬夏轉(zhuǎn)換的室溫控制器聯(lián)動水路電動閥的自動控制裝置，既滿足人員舒適度要求，又達到節(jié)能目的。

5 采暖系統(tǒng)設計

1)本工程建筑設計有多處中庭，為解決自然形成的溫度梯度問題，暖通專業(yè)在門廳及地下1層配套服務的走道處均設置低溫熱水地板輻射供暖系統(tǒng)，作為冬季輔助供暖。

2)采暖熱媒來自地下1層熱交換站，熱媒溫度為60 ℃～45 ℃低溫水，采暖系統(tǒng)形式為下供下回雙管異程式。

3)地暖系統(tǒng)供回水總閥門夏季須嚴密關閉。

6 通風系統(tǒng)設計

1)公共衛(wèi)生間均設置房間通風器，排風經(jīng)豎井由屋頂排風機引至室外，通風器均配置逆止閥，通風換氣次數(shù)為5次/h～10次/h。

2)地下汽車庫按防火分區(qū)設置送排風系統(tǒng)，排風與排煙合用一套系統(tǒng)，通風換氣次數(shù)為6次/h，并設置與排風系統(tǒng)聯(lián)動的一氧化碳濃度監(jiān)測裝置實時監(jiān)測室內(nèi)空氣CO濃度，自動控制風機運行。

3)地下冷凍站、水泵房、直飲水機房設置一套機械送排風系統(tǒng)，通風換氣次數(shù)為：冷凍站：4次/h～6次/h；水泵房、直飲水機房：3次/h～5次/h。

4)設置氣體滅火系統(tǒng)的區(qū)域均設置獨立的機械排風及補風系統(tǒng)，通風換氣次數(shù)為6次/h。

7 抗震設計

1)防排煙風道、事故通風風道及相關設備采用抗震支吊架。

2)B座、C座結(jié)構(gòu)采用了隔震技術,為保證結(jié)構(gòu)在水平地震作用下有足夠的空間發(fā)生水平移動,暖通專業(yè)在B座、C座范圍內(nèi)采取了如下措施:

a.B座、C座范圍內(nèi)穿越±0.00 m的空調(diào)及地暖供回水立、支管上采用柔性連接，柔性連接管道采用金屬軟管，并將地下1層的供回水干管及冷凍機房內(nèi)的所有管道均固定在-1.700 m處的梁上。b.地下1層排煙風機的進口、補風風機的出口及風管穿越抗震縫處采用柔性連接，柔性連接風管采用石棉布，并將風管固定在±0.00處梁上，且要求距離墻和柱的距離不小于450 mm。

8 綠色建筑設計[2]

本項目按照綠色建筑三星級標準進行設計，暖通專業(yè)采取的技術措施如下：

1)選用離心式冷水機組制冷性能系數(shù)比GB 50189—2015公共建筑節(jié)能設計標準中的規(guī)定提高12%。

2)在冷水機組及城市集中供熱一次管網(wǎng)的供水總管上均設置冷熱量計量裝置，在冷凍站及冷卻塔的自來水供水總管上設置流量計。

3)空調(diào)及通風系統(tǒng)風機的單位風量耗功率滿足GB 50189—2015公共建筑節(jié)能設計標準的要求。

4)空調(diào)冷熱水循環(huán)泵耗電輸熱比比GB 50189—2015公共建筑節(jié)能設計標準的要求低20%。

5)空調(diào)冷凍水系統(tǒng)采用一次泵變流量系統(tǒng)，冷水機組變頻運行，空調(diào)冷熱水泵配變頻調(diào)速裝置。

6)全空氣系統(tǒng)空調(diào)機組采用數(shù)字化轉(zhuǎn)輪式能量回收機組進行余熱回收；新風加風機盤管系統(tǒng)采用數(shù)字化分體式能量回收新、排風機組，通過液體循環(huán)式熱回收裝置進行余熱回收，回收效率不低于60%。

7)全空氣系統(tǒng)實時監(jiān)測室外空氣參數(shù)及室內(nèi)空氣CO2濃度，自動調(diào)節(jié)新排風比例，系統(tǒng)可全新風運行，過渡季最大限度地采用新風做冷源。

8)新風加風機盤管系統(tǒng)在人員密度較高且隨時間變化大的區(qū)域采用變風量通風系統(tǒng)，通過設置的CO2傳感器實時監(jiān)測室內(nèi)空氣CO2濃度，當室內(nèi)CO2濃度超過報警值時，系統(tǒng)將自動報警提示，并自動聯(lián)動新、排風機，加大室內(nèi)新排風量，保證室內(nèi)空氣品質(zhì)。

9)地下汽車庫設置與排風系統(tǒng)聯(lián)動的一氧化碳濃度監(jiān)測裝置實時監(jiān)測室內(nèi)空氣CO濃度， 并自動控制風機運行。

10)本工程空調(diào)系統(tǒng)設置自控系統(tǒng)節(jié)省能耗。

9 結(jié)語

山西科技創(chuàng)新城綜合服務平臺項目建筑體量大、造型獨特，且按三星級綠色建筑進行設計，暖通專業(yè)結(jié)合當?shù)氐臍夂?、環(huán)境、資源、經(jīng)濟及文化等特點，通過合理選擇空調(diào)系統(tǒng)形式，提高設備及系統(tǒng)的運行效率，優(yōu)化系統(tǒng)控制策略等，在滿足建筑使用功能的前提下，為使用者提供健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境，使建筑在全壽命周期內(nèi)最大限度地節(jié)約資源、保護環(huán)境及減少污染。