某國際商務中心空調設計

莫耐議

深圳市華陽國際工程設計股份有限公司

1 工程概況

本工程位于珠海市橫琴新區，總用地面積約1.7萬m2，總建筑面積約20 萬m2，空調面積約12 萬m2。本建筑物地面由裙房及兩座塔樓（北塔、南塔）組成，且南塔和北塔布局一致，建筑總高度為130 m，地下4層，主要為設備房和汽車停車庫，裙房1～4 層為商業裙房，5～29 層為辦公塔樓，其中11、20 層為避難層兼設備房，其建筑外形如圖1 所示。

2 空調冷源

2.1 冷負荷

經計算，各區域單體建筑的逐時空調冷負荷結果如下：裙房冷負荷約為5100 kW，冷指標252 W/m2。北塔、南塔冷負荷均約為7500 kW，冷指標均為160 W/m2。項目逐時冷負荷綜合最大值約為20100 kW，冷指標為177 W/m2。

2.2 空調冷源

珠海橫琴新區要建設成為資源節約、環境友好的“生態島”，生態優良、環境優美的“低碳島”。區域供冷供熱系統是橫琴新區實現能源梯級利用，節能減排和落實“生態島”的環保發展理念的重要依托和保障，該系統是橫琴新區建設的一項市政配套基礎設施，向新區的各類建筑提供空調系統的冷源，冬季采暖及生活熱水的熱源。因此本項目冷源全部采用市政區域供冷冷源，通過板式換熱器將區域供冷管網與用戶側系統隔開，實現間接連接[1]。

2.3 板式換熱器間

為方便以后運行管理，在地下4 層設置一個集中板式換熱器間，考慮到此工程基地平面尺寸較大（為189 m×65 m），因此換熱器間設置在南塔和北塔投影范圍中間位置[2]，如圖2 所示。市政冷源預留給用戶接入系統的資用壓頭≤100 kPa，而市政冷源預留的接口至換熱間的距離較遠，換熱器一次側供回水管路總長約為400 m，為降低管路比摩阻，一次側供回水管選用較大管徑D630×12[3]。換熱機房內設置裙房，南塔和北塔3 套板式換熱器系統，換熱器間主要設備配置表見表1，區域冷源供回水溫度約為4/12 ℃，要求用戶側冷水回水溫度≥13 ℃，故二次側冷水供回水溫度設計為5.5/13 ℃[4]。由于珠海屬于夏熱冬暖地區，因此本項目冬季不考慮供熱。

圖2 板式換熱器間位置示意圖

表1 換熱器間主要設備配置表

3 空調水系統

此項目裙房、南塔、北塔3 套系統的換熱機房均設于地下4 層，建筑標高為-13.45 m。

3.1 裙房空調水系統

裙房1～4 層為商業裙房，建筑標高為24 m。地下4 層到裙房4 層的相對高度約為37.5 m，因此裙房換熱機房內所有設備及配件，空調末端設備及配件的承壓均＜1.0 MPa，因此裙房水系統的工作壓力設計為1.0 MPa。

3.2 塔樓空調水系統

由于本項目南塔和北塔布局一樣，僅為鏡像關系，本文僅介紹一個塔樓的豎向水系統。

1 到2 層設有兩層通高的辦公大堂，5～29 層為辦公塔樓，地下4 層到地下1 層為辦公區域電梯廳，需接入辦公塔樓水系統，而地上部分空調水系統需供至屋頂，屋頂建筑標高為136.5 m，塔樓屋頂至地下4 層的相對高度約為150 m，則系統的靜水壓力為1.5 MPa，再加上水泵揚程，系統中的板式換熱器、循環冷凍水泵、局部管道的承壓已經超過1.6 MPa，必須達到2.0 MPa[5]。目前市場上2.0 MPa 的板式換熱器，循環冷凍水泵，閥門及相關配件已經很普遍，且施工工藝也完全滿足要求。因此采用豎向不分區方案，雖然系統工作壓力較高，設備和管道系統投資有所增大，但卻節省了中間板式換熱器和高區循環泵，冷水溫度和末端設備換熱面積不變，與豎向分區方案對比，初投資低，能源利用效率更高，系統運行更節能，后期維護管理更簡單，因此本項目塔樓豎向不分區，辦公區水系統圖如圖3 所示。

圖3 辦公區水系統示意圖

地下4 層到地下1 層電梯廳的空調末端形式為風機盤管，經調研發現有部分企業的風機盤管承壓可達到1.75 MPa。鑒于地下4 層和屋頂層的相對高度約為150 m，為最大限度降低地下4 層電梯廳的空調末端承壓，采用水泵壓入式，且地下室電梯廳的水管是從B1層接出一根支路至B4 層，而不是直接由地下室4 層主干管接出，如圖3 所示。

4 空調風系統

4.1 裙房空調風系統

1）裙房部分大空間公共區域采用組合式空氣處理機組低風速單風道全空氣系統，一次設計到位。室外新風由外墻百葉采入與集中回風混合后進入空氣處理機組，經空氣處理機組冷卻、除濕、加壓后再經消聲靜壓箱、風管、散流器送至空調區域。采用風管回風，回風管裝消聲器。新風管裝有電動對開多葉調節閥，可根據室內需要及季節變化而調節多葉調節閥的開啟度，過渡季節可將閥全開。

2）裙房商鋪根據甲方要求，僅預留冷凍水接口，及新風接口，室內空調系統由業主自行設計。新風集中集中處理，新風經集中處理后通過新風管送至商鋪內。餐飲鋪還預留排油煙及事故排風管道。

3）物業管理用房、消防控制室等需長時間獨立運行的房間設置分體空調或多聯機系統。

4.2 塔樓空調風系統

辦公大堂采用組合式空氣處理機組低風速單風道全空氣系統，塔樓辦公區域采用風機盤管加新風系統。由于塔樓核心筒內布置了大量的豎向交通設施，很難在核心筒內層層設置新風機房，為了不占用核心筒外辦公區域的面積，辦公塔樓的新風系統不采用分散式水平系統，而采用小集中豎向新風系統，充分利用塔樓的11 層，20 層避難層（兼設備層）和屋面設置集中新風機組，再通過豎向風井與各樓層聯絡。

辦公區每層新排風設置情況如下：為盡量減少走道內的管道交叉保證走道的凈高要求，辦公塔樓核心筒設置兩個相對的新風豎井，每個井負擔每層一半的新風量。塔樓各公共衛生間設豎向排風系統，各層僅設排風風口。塔樓辦公區域也設置豎向排風系統，每個辦公區域與走道間設置消聲排風短管，房間的排風通過短管排至走道后，通過走道的排風百葉接至排風豎井。辦公區每層新排風系統如圖4 所示。

圖4 辦公區每層新排風系統示意圖

辦公區豎向新排風系統如圖5 所示，在11 層避難層（兼設備層）設置2 臺排風熱回收型新風處理機組，通過設置在核心筒內的豎向新風總管向5～14 層辦公區域輸送新風。5～14 層的衛生間排風和辦公區排風在11 層分別引入一臺排風熱回收型新風處理機組，對新風進行預處理后排至室外。在20 層避難層（兼設備層）同樣設置2 臺排風熱回收型新風處理機組，管控15～24 層的新排風系統。在屋面設置1 臺排風熱回收型新風處理機組，管控25～29 層的新排風系統。為防止新排風串味，以上所有的排風熱回收型新風處理機組均采用熱管式全熱回收新風處理機組。

圖5 辦公區豎向新排風系統示意圖

5 結語

項目在2020 年已竣工并投入運行，空調系統運行正常，達到了設計目標，也得到了業主的肯定。在項目施工配合階段，有一些感觸與同行分享。

1）本項目甲方要求所有的板式換熱器均設置一臺備用，因此原設計南塔和北塔換熱系統中的板式換熱器均為3 用1 備，其實設置的3 臺板式換熱器已互為備用，期中1 臺板式換熱器壞掉，另外2 臺基本上能滿足系統70%負荷要求，可不需再設置備用的換熱器。裙房設置2 用1 備的換熱器，更改為容量小一些的3臺板式換熱器，即可互為備用。

2）本項目地下室電梯廳的風機盤管靜水壓力約為1.4～1.5 MPa，雖然地下4 層電梯廳的水管從B1 層接出一根支路至B4 層，且采用水泵壓入式，能降低地下室4 層電梯廳的空調末端承壓，但也需采購承壓為1.75 MPa 的風機盤管，能滿足承壓要求的設備供應商較少。可將地下室電梯廳設計為分體空調系統，則所有空調末端設備的承壓都不超過1.6 MPa[6]。

3）1～4 層為商業裙房，4 層的層高有7 米，本項目充分利用裙房樓梯間4 層上空的空間做成夾層，夾層內設置商業裙房的空調機房或風機房，避免占用了商鋪的面積，將商業價值最大化。

4）本項目辦公塔樓一次設計能滿足自然排煙要求，因此核心筒未設計豎向排煙井。但租戶二次設計時因裝修隔墻改變，有內房間需要機械排煙時，由于各層承租商不同，無法增設豎向排煙井至避難層，只能在各層辦公區域增加排煙機房和排煙百葉，導致大量占用辦公區域面積和大量增加消防用電，且新增的排煙百葉影響外立面的美觀。因此建議類似項目設計時即便塔樓一次設計能自然排煙，也在核心筒預留機械排煙豎井，通過豎向排煙風管接至避難層的排煙風機，在水平各層預留排煙主管，方便租戶后期接入，這樣既可滿足二次裝修機械排煙的需求[7]。