杭州新天地B地塊溫濕度獨立控制設計

潘軍 何佩峰 王瑞兵

中聯筑境建筑設計有限公司

杭州新天地B地塊溫濕度獨立控制設計

潘軍 何佩峰 王瑞兵

中聯筑境建筑設計有限公司

通過對杭州城北新天地的工程實例分析，介紹了辦公樓采用溫濕度獨立控制系統的優點；針對杭州的氣候條件，采用了燃氣熱水真空鍋爐作為空調熱源；在細節設計上，充分考慮了噪聲控制、走道環境改善等；針對溫濕度獨立控制系統缺點，提出了應注意的事項。

溫濕度獨立控制 節能 干式風機盤管 造價

0 引言

杭州創新創業新天地綜合體位于杭州市下城區，集商務辦公、科研孵化、新型都市工業以及商業休閑于一體，總建筑面積為150萬m2。其中，B地塊總建筑面積 44900m2，地上面積 29274m2，建筑高度為68.60m。地下一層為汽車庫、自行車庫和變電所，地下二層為制冷機房、鍋爐房和汽車庫，地下三層為汽車庫和消防水泵房，其中地下三層汽車庫戰時兼做二等六級人員隱蔽所。地上共17層，一層為大廳和接待，二層為職工食堂，三層至十六層為辦公用房，十七層為設備用房。本建筑為一類高層綜合樓，定位為甲級寫字樓。

1 設計參數

1）室外設計參數。夏季：空調設計干球溫度35.7℃，濕球溫度27.9℃，日平均溫度31.6℃，通風設計干球溫度32.4℃，相對濕度55.6%；冬季：空調設計干球溫度-2.2℃，通風設計干球溫度0℃，相對濕度82%。

2）室內設計參數。具體見表1。

表1 室內設計參數

2 冷熱源方案

2.1 熱源方案

由于本建筑定位為甲級寫字樓，并用于出租高端客戶，甲方提出熱源采用鍋爐，確保冬季空調效果。經比較，杭州地區采用燃氣鍋爐供熱與風冷熱泵供熱相 比，運行費用相差不大。

2.2 冷源設計與空調方案

一般而言，辦公樓可考慮的空調水系統末端形式有VAV變風量系統，風機盤管＋新風形式，VRF多聯機系統因具備使用靈活等優勢經常在辦公建筑中采用。

本項目辦公樓層的層高只有3.90m，由于梁高不低于0.65m，再考慮0.13m的架空地板，若采用VAV變風量系統，凈高約在2.60m，不能滿足業主2.80m的要求；另外VAV的投資也比較高，若采用國外品牌的產品，價格更高；VAV的控制系統較復雜，也是成為落選的因素之一。

若采用普通的風機盤管＋新風的方式，則舒適性并不好，風機盤管的凝結水盤上夏季長期積水，產生霉菌、軍團菌等有害病菌，嚴重危害人體健康。

由于本樓定位較高，甲方對溫濕度的要求也很高，尤其是要確保冬季的室內溫度，多聯機系統在極端氣候下很難保證。

采用溫濕度獨立控制技術[1]可有效解決以上問題，其優點在于：①冷源采用高溫型螺桿式冷水機組，出水溫度為14℃，機組COP可達到7.0以上；②末端采用干式風機盤管，基本杜絕冷凝水的產生，室內衛生條件大為提高；③采用溶液式空調機組或溶液式新風機組，通過溶液噴灑可除去空氣中的塵埃、細菌、霉菌等有害物質，保證送風健康清潔，提高室內空氣品質；④溶液式空調機組或溶液式新風機組內部有能量回收裝置，有效節省新風處理能耗；⑤溶液式新風機組可變頻運行。

按照文獻[2]，采用溫濕度獨立控制技術，對于北京的辦公建筑，全年節能率20.83%；對于廣州的辦公建筑，全年節能率24.74%。

經與甲方溝通和商討，最終確定采用溫濕度獨立控制系統。

2.3 具體空調形式

一層門廳和二層餐廳采用全空氣系統，預冷式全空氣空調機組設置在機房內。

三層～十七層辦公室采用干式風機盤管＋新風的方式。新風由溶液式新風機組提供。新風承擔室內新風負荷、室內濕負荷、部分室內顯熱負荷。

3 空調負荷和濕負荷的計算分析

本工程以一層門廳、辦公（第五層）為例，分別敘述計算選型思路。

1）門廳：面積525m2，人員密度20m2/人，人數27人，新風量標準10m3/(h·人)。

室外設計參數。夏季：tw=35.7℃，tsh=27.9℃，Iw= 89.63kJ/kg，dw=20.87g/kg；冬季：tw=-2.2℃，Iw=3.92kJ/kg，dw=2.47g/kg。

室內設計參數。夏季：室內設計溫度27℃，相對濕度50%，In=53.3kJ/kg，dn=10.62g/kg；冬季：室內設計溫度18℃，相對濕度40%，In=31.28kJ/kg，dn=5.16g/kg。

極輕勞動時，成年男子：散濕量（夏季109g/h，冬季95g/h），潛熱（夏季65W，冬季57W），顯熱（夏季61W，冬季85W）。另外，設備負荷為5W/m2，照明負荷為15W/m2。

表2為門廳冬、夏季負荷計算表。

表2 冬、夏季負荷計算表（門廳）

2）第五層辦公：面積1638m2，人員密度6m2/人，人數273人，新風量標準30m3/(h·人)。

室外設計參數。夏季：tw=35.7℃，tsh=27.9℃，Iw= 89.63kJ/kg，dw=20.87g/kg；冬季：tw=-2.2℃，Iw=3.92kJ/kg，dw=2.47g/kg。

室內設計參數。夏季：室內設計溫度26℃，相對濕度50%，In=53.3kJ/kg，dn=10.62g/kg。冬季：室內設計溫度18℃，相對濕度40%，In=31.28kJ/kg，dn=5.16g/kg。

極輕勞動時，成年男子：散濕量（夏季109g/h，冬季95g/h），潛熱（夏季65W，冬季57W），顯熱（夏季61W，冬季85W）。另外，設備負荷為50W/m2，照明負荷為25W/m2。

表3為第五層辦公冬、夏季負荷計算表。

表3 冬、夏季負荷計算表（第五層辦公）

新風量：30m3/(h·人)×273=8190m3/h

夏季：新風負荷99.2kW，其中顯熱負荷22.8kW，潛熱負荷76.4kW。新風濕負荷108kg/h。

冬季：新風負荷77.6kW，其中顯熱負荷55.6kW，潛熱負荷22.0kW。新風濕負荷26.4kg/h。

4 機組選擇

1）門廳：由于大廳位于一層，其開口部位為大門，故選擇不帶熱回收的機組，其冬、夏季處理過程線見圖1。

圖1 門廳空氣處理過程

取熱泵式溶液全空氣機組送風溫度為17℃（注：冷卻除濕工況為16～22℃），則送風溫差為27-17＝10℃。

一層大廳為高大空間，采用分層空調[2]，根據噴口的高度，其冷負荷約為計算負荷的80%，則送風量為60.05×0.8×3600/(1.2×1.005×10)=14300m3/h，風量指標為14300/525=27.3m3/(h·m2)，因此選擇熱泵式預冷型全空氣機組HVA-PF-15-EF-3.0，其性能參數見表4。

表4 門廳機組性能參數

2）辦公樓層：室內末端采用干式風機盤管，選型容量要扣除新風機組額外承擔的室內負荷，其冬、夏季處理過程線見圖2。

表5為各辦公樓層新風量。

3～7層和8～16層共設置4臺新風機組，總新風量為80000m3/h，分成4套豎向系統，選擇4臺熱泵式熱回收型溶液調濕新風機組HVF-20，性能參數見表6。

圖2 辦公樓層空氣處理過程

表5 各辦公樓層新風量

表6 辦公層機組性能參數

3）制冷機房和鍋爐房：表7為制冷機房、鍋爐房主要設備參數表。

表7 制冷機房、鍋爐房主要設備參數

5 自控

本工程空調采取了自控系統，溶液式設備提供了基于MODBUS協議的RS485接口，實現對多臺設備的集中控制，完成對機組運行參數的遠程實時監測和控制算法參數的遠程修改。

6 其它處理措施

1）由于末端采用干式風機盤管，在處理同樣負荷的情況下，其風量要大于常規風機盤管，為了減少噪聲，采用離心玻璃棉保溫風管，并將回風口遠離機器。

2）辦公區域由于進深較大，在布置風機盤管時，考慮負荷的分布，靠近室外的風機盤管適當加大，靠近內部的適當降低其型號。

3）由于層高的限制，溶液式新風機組的排風口設置在走道，并沒有伸入到各空調房間。則回風從空調房間流經走道再匯集到排風口，雖然內走道未設置風機盤管（僅電梯廳設置風機盤管），但走道的溫度環境大為改善。

7 存在問題

1）溶液式全空氣機組和新風機組其外形較大，高度不小于2.8m，且不可拆分。本工程層高為3.9m，分層布置新風機組高度不夠，只能將機組集中布置在屋頂設備層，一則運行不靈活，二則增加風機運行能耗和能量管道損耗。

2）采用溶液調濕溫濕度獨立系統，其造價比常規空調系統（冷水機組＋鍋爐＋風機盤管）造價要貴約15%～20%。

3）目前溶液調濕溫濕度獨立控制技術開發廠家不多，這樣會給招投標工作帶來問題，尤其是政府投資的項目。

8 結語

隨著社會經濟技術的發展，溶液調濕溫濕度獨立控制技術具有節能、環保、舒適的特點，具備推廣應用的優勢。

[1]劉曉華,江億.溫濕度獨立控制空調系統[M].北京:中國建筑工業出版社,2006

[2]張海強,劉曉華,江億.溫濕度獨立控制空調系統和常規空調系統的性能比較[J].暖通空調,2011,(1):48-52

[3]范存養.大空間建筑空調設計及工程實錄[M].北京:中國建筑工業出版社,2001

De s ign of Te m pe ra ture a nd Hum idity Inde pe nde nt Control Sys te m for Are a B of Ha ngzhou Ne w World

PAN Jun,HE Pei-feng,WANG Rui-bin
China United Zhujing Architure Design Co.,Ltd.

Based on the analysis of Hangzhou New World in Hangzhou north,the advantages and disadvantages of applied temperature and humidity independent control system in this project is introduced,especially in heat sources selection,noise control,and improvement of passage environment.

temperature and humidity independent control system,energy saving,fan coil,cost

1003-0344（2015）02-0844

2014-1-8

潘軍（1968～），男，學士，高工；浙江省杭州市文暉路303號11樓中聯筑境建筑設計有限公司（310014）；E-mail:Jun_pan@acctn.com