王 昊，周薇南，岳 敏（上海中建東孚投資發(fā)展有限公司， 上海 200125）

上海市青浦區(qū)重固鎮(zhèn)章堰村振興項目，是重固鎮(zhèn)重點打造的低碳鄉(xiāng)村。章堰村是上海市歷史悠久的千年古村落，并于 2020 年列入鄉(xiāng)村振興示范村建設(shè)名單，目前項目正在整體開發(fā)中。在本項目中，在傳統(tǒng)村落的核心區(qū)，臨水修建了一個非常具有特色的小型單體建筑“堰集”，寓意河流之旁休憩集會的場所。

“堰集”建筑坐落在傳統(tǒng)水系邊，立面通體為玻璃幕墻到底，將外部的水景直接向建筑打開，室內(nèi)獲得非常好的景觀效果。堰集的屋面構(gòu)造為純木結(jié)構(gòu)梁裸頂形式，整體建筑效果十分簡潔。但相應(yīng)的問題是對空調(diào)設(shè)計提出了較高的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的吊掛式空調(diào)內(nèi)機、風(fēng)管或落地式側(cè)吹室內(nèi)機均無法布置。

1 空調(diào)負荷計算

本次設(shè)計采用某暖通空調(diào)負荷計算軟件計算空調(diào)夏季及冬季負荷，按計算溫度夏季 26 ℃，冬季 18 ℃，即按餐廳標(biāo)準(zhǔn)計算，得到夏季峰值冷負荷 75 kW，冬季峰值熱負荷 42 kW。后續(xù)設(shè)計將基于此計算結(jié)果進行相應(yīng)的配置。

2 空調(diào)室內(nèi)機選型

本項目今后的將作為章堰村項目配套餐飲設(shè)施使用，人員流動性較高，對空調(diào)效果要求較高。同時，考慮到項目木結(jié)構(gòu)裸頂設(shè)計，室內(nèi)設(shè)計專業(yè)明確表達不建議另外設(shè)置吊頂布置空調(diào)，也不建議采用高低吊頂內(nèi)藏室內(nèi)機的形式。而項目面積不大，3 面為敞開玻璃，一面為備餐間，也沒有空間單獨設(shè)置空調(diào)機房，同時立面為玻璃幕墻到底，沒有空間設(shè)置落地式側(cè)吹型室內(nèi)機。

在這樣不利的情況下，經(jīng)多次研討，準(zhǔn)備采用新型埋地式地送風(fēng)空調(diào)室內(nèi)機的形式來解決空調(diào)送風(fēng)問題。

采用此類埋地式系統(tǒng)，將空調(diào)管線布置對建筑的影響降到最小，且不需要設(shè)置機房，也不需要對餐飲中間區(qū)域采用任何抬高或架空措施，避免人員踩踏地面產(chǎn)生不實的感覺。如采用傳統(tǒng)風(fēng)機盤管或多聯(lián)機室內(nèi)機，接風(fēng)管地送風(fēng)的形式，對地面架空要求較高，管線排布復(fù)雜，不宜檢修，實際送風(fēng)效果也較為一般。

同時埋地式室內(nèi)機為目前較新型的空調(diào)內(nèi)機形式，設(shè)備尺寸小于傳統(tǒng)的風(fēng)機盤管內(nèi)機，即使考慮供回水管尺寸也可以將建筑預(yù)留管廊的尺寸控制在最小。建筑不需要單獨設(shè)置尺寸較大的風(fēng)道或不需要較大空間預(yù)留空調(diào)室內(nèi)機安裝空間，非常適合此類只能設(shè)置地送風(fēng)的空調(diào)內(nèi)機形式。設(shè)備選型時，需注意風(fēng)口角度可在一定范圍內(nèi)適當(dāng)可調(diào)，擴大送風(fēng)范圍，也避免產(chǎn)生氣流短路現(xiàn)象，確保實際使用效果。

新風(fēng)設(shè)計方面，因為地面以上無空間單獨布置新風(fēng)機及相應(yīng)新風(fēng)管道，本次設(shè)計采用可接新風(fēng)管的埋地式室內(nèi)機形式，通過單獨的取自室外的新風(fēng)管道，與空調(diào)室內(nèi)機、空調(diào)水管等共同布置在設(shè)備管溝中，新風(fēng)管接支管進入室內(nèi)機，新風(fēng)經(jīng)室內(nèi)機回風(fēng)共同處理后再次送入室內(nèi)。設(shè)備選型時，特別注意應(yīng)選用冷暖新風(fēng)型，接入的新風(fēng)量在設(shè)備允許處理的區(qū)間內(nèi)。

在室內(nèi)機選型時，也注意到此類室內(nèi)機往往只有水系統(tǒng)才有相關(guān)的設(shè)備，主流的氟系統(tǒng)（多聯(lián)機）廠家缺乏相關(guān)的產(chǎn)品，這也是冷熱源選型時的重要參考。

3 空調(diào)冷熱源選擇

本項目充分注重低碳技術(shù)應(yīng)用，擬將項目打造成國內(nèi)具備影響力的低碳鄉(xiāng)村。在方案設(shè)計階段，“堰集”擬充分利用可再生能源，計劃采用地源熱泵的形式。但因為項目夏季空調(diào)冷負荷大于冬季熱負荷，且項目熱水需求也不多，不足以平衡地源側(cè)取熱量與散熱量之間的關(guān)系，容易形成熱堆積效應(yīng)。因此，方案階段擬采用地源熱泵結(jié)合空氣源熱泵的形式作為主要的冷熱源，冬季全部負荷及夏季的部分負荷由地源熱泵承擔(dān)，夏季不足部分由空氣源熱泵作為補充。具體形式如圖1 所示。

圖1 方案階段空調(diào)系統(tǒng)原理圖

由圖1 可知，方案階段本系統(tǒng)冷熱源為 2 套主機系統(tǒng)聯(lián)合供應(yīng)。具體設(shè)備選型上擬以冬季熱負荷作為地源熱泵主要的選型依據(jù)，輔之以熱平衡計算，確保埋管區(qū)域不產(chǎn)生明顯的熱堆積。故綜合考慮后，地源熱泵擬按 40 kW 冷、熱負荷選型，地下?lián)Q熱系統(tǒng)采用垂直埋管形式，單 U，管徑DE32，垂直埋管有效深度為 100 m，間距為 4 m×4 m，鉆孔直徑為 130 mm。每米換熱量按區(qū)域附近類似項目實測報告推薦值 48 W 計算，考慮 20% 的余量，設(shè)計共計 10 口地源井(需考慮水泵排熱)。由于建筑一側(cè)臨河，三側(cè)為已建或擬建建筑，埋管區(qū)域只可設(shè)置于建筑自身底板以下。

經(jīng)濟性上，地源熱泵的能效比空氣源熱泵高，尤其是冬季不需要除霜，也沒有低溫?zé)崴p現(xiàn)象，使用的經(jīng)濟性上顯著提高，且系統(tǒng)也已日趨成熟，增加的成本可通過日常運營費用的降低加以收回。

但在實際實施過程中，因項目開發(fā)進度受限，地埋管施工的工期現(xiàn)場無法給出，且地源熱泵的小機房被臨近建筑占用，因此方案完成后，后續(xù)實際實施時均改為空氣源熱泵作為主要的冷熱源，前期的地源熱泵系統(tǒng)選型研究轉(zhuǎn)為技術(shù)儲備，后續(xù)地塊在有條件的情況下加以采用。

4 結(jié) 語

本項目目前正在現(xiàn)場施工階段，項目雖小但對空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計及設(shè)備選型也提出了較高的要求，尤其是對地源熱泵與空氣源熱泵結(jié)合空調(diào)系統(tǒng)的研究及埋地式空調(diào)室內(nèi)機的應(yīng)用探索，取得了較好的設(shè)計經(jīng)驗，并且經(jīng)過多方面管線排布模擬，已不存在技術(shù)難點與問題。通過本項目的設(shè)計積累了一定的村鎮(zhèn)特色建筑空調(diào)設(shè)計經(jīng)驗，以期為類似鄉(xiāng)村建筑提供參考。