輪胎生產(chǎn)車間輔房空調(diào)方案的分析及選擇

徐偉春

（昊華工程有限公司，北京　100143）

輪胎生產(chǎn)車間輔房空調(diào)方案的分析及選擇

徐偉春

（昊華工程有限公司，北京100143）

通常主要從項目的實際情況、系統(tǒng)技術(shù)性能、經(jīng)濟效益及建筑要求等因素考慮，對輪胎公司輔房空調(diào)系統(tǒng)可選方案做出技術(shù)經(jīng)濟分析。最終建議將風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)作為本項目輔房空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)選方案，而全空氣變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)也可作為備選方案給予一定考慮。

輔房；空調(diào)系統(tǒng)；VAV；風(fēng)機盤管；輪胎

本文是為三角輪胎有限公司項目中的輔房空調(diào)系統(tǒng)方案作出分析及建議。

本項目位于中國山東省威海市。輔房具體定位是作為車間生產(chǎn)的輔助用房，內(nèi)有辦公室、會議室、更衣室、食堂等房間。輔房總建筑面積約13 100 m2，均為地上房間，屬于多層建筑。

本文主要從項目的實際情況、系統(tǒng)技術(shù)性能、經(jīng)濟效益及建筑要求等因素考慮，對輔房空調(diào)系統(tǒng)可選方案做一技術(shù)經(jīng)濟分析。

1　設(shè)計技術(shù)指標

本文將按照下列技術(shù)指標作為各系統(tǒng)之分析基礎(chǔ)。

（1） 氣象資料［1］［2］如表1所示。

（2） 輔房各房間室內(nèi)設(shè)計參數(shù)［1～4］如表2所示。

2　輔房空調(diào)系統(tǒng)可選方案簡介

目前國內(nèi)外辦公樓常見的空調(diào)方式主要有下列兩種：風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)（FCU+PAU）、全空氣變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)（VAV）。

2.1風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)（FCU+PAU）［1～5］

風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)是一種空氣—水空調(diào)系統(tǒng)，整個系統(tǒng)由風(fēng)機盤管、新風(fēng)機組、控制裝置及送、回風(fēng)管道等組成。

表1　山東省威海市當(dāng)?shù)貧庀筚Y料

表2　輔房各房間室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

室內(nèi)空調(diào)負荷主要由空調(diào)區(qū)吊頂內(nèi)的風(fēng)機盤管負擔(dān)；空調(diào)冷、熱水輸送至風(fēng)機盤管末端設(shè)備，對循環(huán)經(jīng)過風(fēng)機盤管的室內(nèi)空氣進行冷、熱處理，來滿足室內(nèi)負荷變化。另設(shè)獨立新風(fēng)機組提供室內(nèi)人員所需新風(fēng)。

風(fēng)機盤管加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在國內(nèi)辦公建筑上使用較為普及，其主要技術(shù)特點如下：

（1）系統(tǒng)優(yōu)點

①各房間/空調(diào)區(qū)域溫度可實現(xiàn)獨立控制；

②空氣循環(huán)輸送能耗低，系統(tǒng)電力損耗小；

③投資較低；

④安裝方便、靈活，適應(yīng)各種建筑和平面布置；

⑤小而集中的新風(fēng)機房設(shè)置要求，可不設(shè)置樓層空調(diào)機房；

⑥新風(fēng)送風(fēng)管尺寸小，安裝所需吊頂凈空間小；

⑦技術(shù)成熟，運行管理簡單，對物業(yè)管理的技術(shù)要求較低；

（2）系統(tǒng)缺點

①風(fēng)機盤管溫控器采用雙位控制，室溫波動較大；

②作為空氣循環(huán)處理的末端設(shè)備，風(fēng)機盤管的空氣過濾等級較低，空氣品質(zhì)一般；

③位于空調(diào)區(qū)內(nèi)的風(fēng)機盤管在夏季濕工況下運行時，有滋生細菌、霉菌的可能性；

④風(fēng)機盤管夏季去濕能力較差，空調(diào)區(qū)室內(nèi)空氣的相對濕度較高（60%以上）；

⑤空調(diào)區(qū)內(nèi)有空調(diào)水管及凝結(jié)水管，有產(chǎn)生漏水從而造成“水患”的可能性；

⑥高維護性，空調(diào)區(qū)內(nèi)的日常檢修維護工作量較大。

風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)適合對空氣品質(zhì)要求不高、有區(qū)域溫度控制要求的普通等級辦公、商用場所。

2.2全空氣變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)（VAV）［1～5］

變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是全空氣空調(diào)系統(tǒng)得一種形式，它由單風(fēng)道定風(fēng)量系統(tǒng)演變而來。變風(fēng)量系統(tǒng)由變頻中央空調(diào)機組、變風(fēng)量末端裝置（VAV BOX）、控制元件及送回風(fēng)管道等裝置組成。

集中空調(diào)機組將處理過的空氣以固定的送風(fēng)溫度送入設(shè)在空調(diào)內(nèi)的變風(fēng)量末端裝置，末端裝置會根據(jù)空調(diào)區(qū)的負荷變化，通過改變送入房間的風(fēng)量來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度。

變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)近些年在國內(nèi)高端辦公建筑上得到推廣和普及，其主要技術(shù)特點如下：

（1）系統(tǒng)優(yōu)點

①能實現(xiàn)局部區(qū)域（房間）的靈活控制；

②系統(tǒng)控制精度較高，室溫波動小，去濕能力強，室內(nèi)相對濕度低，空調(diào)區(qū)室內(nèi)熱舒適性較好；

③集中處理循環(huán)空氣，過濾等級高，空氣品質(zhì)好；

④系統(tǒng)減少了水管進入空調(diào)區(qū)域，避免了空調(diào)區(qū)冷凝水的產(chǎn)生及盤管濕工況運行，避免了滴漏污染、滋生細菌、霉菌的問題；

⑤部分負荷時，空調(diào)機組變頻運行，能有效降低風(fēng)機能耗；

⑥有條件的情況下，可通過變新風(fēng)比實現(xiàn)低溫新風(fēng)自然冷卻節(jié)能；

⑦智能化程度較高，可有效的與建筑樓宇自控結(jié)合；

⑧空調(diào)區(qū)（辦公區(qū)）維修、保養(yǎng)工作量少；

⑨靈活性好：在二次裝修過程中，風(fēng)口位置可通過軟管連接任意改變；

⑩針對境外歐美租戶系統(tǒng)認知度較高，可提升建筑物整體檔次。

（2）系統(tǒng)缺點：

①因大量使用變風(fēng)量末端及控制設(shè)備，初投資較大；

②集中空調(diào)機組于各樓層占用較大的機房面積，降低建筑物使用率；

③全空氣系統(tǒng)風(fēng)管尺寸較大，占用較大的吊頂空間；

④系統(tǒng)設(shè)計、施工、運行管理較為復(fù)雜；

⑤若空調(diào)機組內(nèi)外分區(qū)設(shè)置，冬季外區(qū)變風(fēng)量末端裝置須進行空氣再熱，有冷熱抵消能源浪費的問題；

⑥風(fēng)量調(diào)節(jié)時，區(qū)域內(nèi)新風(fēng)分配可能會不均勻；

⑦末端裝置內(nèi)置風(fēng)機和調(diào)節(jié)風(fēng)閥可能會產(chǎn)生噪音。

變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)適合對空氣品質(zhì)及區(qū)域溫度控制要求較高的高等級辦公、商用場所。

2.3其它辦公建筑空調(diào)系統(tǒng)形式［1～5］

除上述兩種辦公建筑較為常用的空調(diào)系統(tǒng)外，還有一些空調(diào)系統(tǒng)在辦公建筑中得到應(yīng)用，如冷媒變流量（VRV）中央空調(diào)系統(tǒng)、地板送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、主動冷梁系統(tǒng)等。

考慮到地板送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、主動冷梁系統(tǒng)等在國內(nèi)的實際應(yīng)用案例較少，且處于試驗性探索階段，相對來說系統(tǒng)應(yīng)用風(fēng)險較大，不建議本項目采用。

VRV空調(diào)系統(tǒng)在辦公建筑中應(yīng)用較少，個別超高層建筑因水系統(tǒng)豎向分區(qū)的限制、功能需要等因素偶爾會采用。考慮到本項目水系統(tǒng)的豎向分區(qū)可通過系統(tǒng)優(yōu)化解決，高端寫字樓空調(diào)計費問題并不突出，而VRV系統(tǒng)本身存在制冷能效低、二次裝修系統(tǒng)調(diào)整靈活性差、系統(tǒng)造價較高等缺點，不建議本項目采用。

根據(jù)上述簡單分析，冷媒變流量（VRV）中央空調(diào)系統(tǒng)、地板送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、主動冷梁系統(tǒng)等空調(diào)形式暫不適宜在本項目中采用，故以下將不再針對這幾種空調(diào)系統(tǒng)進行分析比較。

3　輔房空調(diào)系統(tǒng)對比分析

針對現(xiàn)代辦公建筑的特點，根據(jù)前文有關(guān)辦公建筑可選空調(diào)系統(tǒng)的簡介和特點分析，現(xiàn)就有關(guān)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)、風(fēng)機盤管加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進行直接的對比分析。

有關(guān)分析將主要從系統(tǒng)技術(shù)性能、經(jīng)濟效益及建筑要求等因素考慮，從以下幾項標準對比分析上述兩個空調(diào)系統(tǒng)：［1～6］

（1）舒適性與空氣品質(zhì)；

（2）建筑影響及空間占用；

（3）施工安裝及運行維護；

（4）初投資和運行費用。

兩個空調(diào)系統(tǒng)在上述各項上的表現(xiàn)總結(jié)如表3。

表3　變風(fēng)量及風(fēng)機盤管系統(tǒng)對比

3.1有關(guān)各項的具體對比分析如下［1～6］

舒適性與空氣品質(zhì)對比見表4。

3.2建筑影響及空間占用等對比［3］

建筑影響及空間占用等對比見表5。

表4　舒適性與空氣品質(zhì)對比

表5　建筑影響及空間占用等對比

VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)對建筑層高及平面布置的影響較大。根據(jù)工程經(jīng)驗，VAV系統(tǒng)需要在各標準層設(shè)置不小于70 m2的空調(diào)機房，而風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)則可以不用每層設(shè)置機房占用建筑空間；另外，VAV系統(tǒng)對層高的要求也比風(fēng)機盤管系統(tǒng)高，每層將多占用200～300 mm的吊頂空間，如果采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，則可以減低樓層層高，或保持層高不變的情況下，提高辦公區(qū)吊頂凈空200 mm以上。因此風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的綜合建筑成本較低。

變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)作為全空氣系統(tǒng)，有著固有的機房占用建筑面積、大尺寸風(fēng)道影響層高的問題，此方案需要建筑充分考慮這些建筑空間占用的影響，合理布置樓層空調(diào)機房及樓層層高的設(shè)計，以便在合理的建筑設(shè)計基礎(chǔ)上充分保證空調(diào)系統(tǒng)的空間需求。

3.3施工安裝及運行維護［1～5］

施工安裝及運行維護對比見表6。

考慮到變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)在國內(nèi)發(fā)展時間相對較短，缺乏較為成熟的設(shè)計、施工及運行管理經(jīng)驗，施工管理較復(fù)雜、運行調(diào)試要求高，且對日后物業(yè)管理要求很高。

風(fēng)機盤管系統(tǒng)則因為需要在辦公區(qū)內(nèi)進行大量的日常維護工作，在日常運行維護上不適用于高端寫字樓的運營。

表6　施工安裝及運行維護對比

3.4初投資和運行費用［3～4］

初投資和運行費用對比見表7。

表7　初投資和運行費用對比

各種系統(tǒng)的初投資表明，變風(fēng)量系統(tǒng)較為昂貴，而風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)相對比較便宜。

如果考慮到設(shè)備維護、更新、能源消耗、運行管理等建筑全壽命周期費用，因變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)備預(yù)期壽命及日常維護成本上的優(yōu)勢，會抵消初投資成本過高帶來的不足，在全壽命周期費用上減小與風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的差異。

4　綜合建議

從投資上考慮，變風(fēng)量系統(tǒng)投資大，風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)投資相對較小。

從室內(nèi)舒適度及空氣品質(zhì)上考慮，變風(fēng)量系統(tǒng)室內(nèi)空氣品質(zhì)最高，風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)一般。

從建筑物整體定位及檔次上考慮，變風(fēng)量系統(tǒng)適合高端定位的國際甲級寫字樓，風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)定位為一般辦公樓。

考慮到國內(nèi)現(xiàn)階段實際情況，VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)對整體設(shè)計、施工、運行管理的要求更高，需投入更大的人力、物力、財力來保證。

從投資上考慮，本項目空調(diào)末端設(shè)備比較，變風(fēng)量系統(tǒng)初投資比風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)高出一倍多，初步估算會有接近350萬左右的初投資差異。

變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)因其舒適、節(jié)能等特點在北美及日本等國家的高級辦公大樓中已得到廣泛應(yīng)用，并在國外有多年設(shè)計運行實績。隨著國內(nèi)寫字樓智能化程度的提高，要求相應(yīng)的空調(diào)系統(tǒng)更加舒適、安全和節(jié)能，同時具備智能化功能。因此變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)更適合于定位較高的高檔寫字樓。

風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)相對檔次要低一些，但風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)在國內(nèi)中高端辦公建筑上使用較為普及，如果采用四管制系統(tǒng)，亦可以保證較高標準的要求。

5　結(jié)論

根據(jù)本項目輔房的定位、建筑格局、室內(nèi)負荷變化特點、室內(nèi)空氣品質(zhì)及環(huán)境要求等因素，建議業(yè)主將風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)作為本項目輔房空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)選方案，而變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)也可作為備選方案給予一定考慮。

［1］ 民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（GB50736—2012）.

［2］ 工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（GB50019—2015）.

［3］ 全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施-暖通空調(diào).動力.中國建筑標準設(shè)計研究所、建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)督與行業(yè)發(fā)展司

［4］ ASHRAE設(shè)計手冊-設(shè)計數(shù)據(jù)及建議.美國暖通工程師協(xié)會.

［5］ 陸耀慶.實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊（第二版）.中國建筑工業(yè)出版社，2008.

［6］ 孫一堅.簡明通風(fēng)設(shè)計手冊.中國建筑工業(yè)出版社，2005.

Analysis and choice of air conditioning scheme for tire production auxiliary room

Analysis and choice of air conditioning scheme for tire production auxiliary room

Xu Weichun
（Haohua Engineering Co.， LTD.， Beijing100143）

According to the project situation ， system technical performance ， economic benefi ts ，building structure and other factors， this paper fi nally recommends that the air fan coil system is the preferred option for auxiliary room air conditioning system， and the VAV system can also be given some consideration as an alternative after analysis and comparison of characteristics and advantages/disadvantages of auxiliary building air conditioning schemes.

auxiliary room； air conditioning system； VAV； fan coil； tire

TQ831

1009-797X（2016）17-0072-04

ADOI:10.13520/j.cnki.rpte.2016.17.017

（R-01）

徐偉春（1975-），男，畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)，高級工程師，項目經(jīng)理。

通訊郵箱：tthaiou@126.com

2016-06-21