暖通空調方案比選實例分析

余文偉

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東廣州 510010）

1 空調冷熱源方案比選實例分析

實例一：某站城一體及綜合客運樞紐工程。

項目位于夏熱冬冷地區，總建筑面積136000m2，近期主要功能為公交首末站、長途客運服務用房、會議中心、展覽中心及政府服務中心；遠期塔樓部分功能為酒店和辦公。

（1）可研資料分析：可行性研究報告將項目分為兩部分，即公共服務用房（公交站、長途站及會議、展覽中心等）、酒店及辦公，設2套集中式水冷冷水機組，未進行方案比選及分析。

（2）項目功能分析：項目功能復雜且房間分散，根據區域歸類得出：負一層為公交首末站管理用房、客運站管理用房及換乘通道；首層為公交站和客運站上落客區及配套管理用房，還有會議中心、展覽政務中心的門廳；二、三層為會議中心、展覽中心的內部辦公及會議用房。

（3）后期運營管理分析：經與建設方確認，公交站、長途客運站、會議中心及展覽政務中心各自獨立運營管理，遠期建設的酒店、辦公同樣各自獨立管理。

（4）綜合分析空調冷熱源[2]，比選如表1所示。

表1 項目空調冷熱源方案比選

綜上分析，項目近期有4家管理方獨立運營，冷熱源靈活控制要求極高，而且要求設備使用和維護上避免各方相互影響。方案1無法實現分區獨立控制，冷卻塔等大型設備難以協調位置，暫不選用；方案2仍然無法實現多家管理方分區獨立控制，且效率低，功能上和能效上無優勢；方案3則優勢明顯，可根據功能劃分多個獨立系統，各管理方可獨立控制和計費，功能上滿足使用需求，項目二層有較大的室外綠化平臺，具備布置空調室外機的條件，散熱條件較優，且系統IPLV值高，對于功能房間分散建筑有較好的節能效益，功能和能效上與本項目相適應，擇優選擇方案3。

實例二：廣東某AI創新應用中心項目。

項目位于粵東地區，總建筑面積30000m2，建筑高度54m，限高60m，主要功能為辦公，夏季有空調，冬季無須供暖。

（1）可研資料分析：可研報告中比選了3種成熟的辦公空調解決方案：螺桿冷水機組、風冷熱泵機組及多聯式空調系統，結論是選用風冷螺桿式冷水機組，主機布置在屋面，末端采用風機盤管+獨立新風系統。

（2）項目計算分析：大樓主要功能為辦公，包括開敞辦公區及小開間的辦公室、會議室，低樓層配套有員工餐廳、活動室，空調房間使用時間相對集中，初步認同可研選用的冷水機組空調系統，配合靈活的末端形式可滿足各類房間的空調需求。經計算，大樓空調面積17000m2，冷負荷計算值為2900kW，選用2臺1450kW的冷水機組，考慮到風冷冷水機組經濟性較差，結合本項目實際數據對水冷和風冷系統進行了比選，如表2所示。

根據表2得出以下結論：不受外部條件限制時，方案1效率高，全年能耗低，初投資低且舒適性高，具備明顯優勢。

表2 項目空調冷源水冷和風冷系統比選

因本項目在建筑高度上有特殊要求，限高60m，屋面設備高度必須控制6m以下。根據冷負荷選配2臺400m3/h的冷卻塔，主流品牌塔體高度4.8～5.0m，加上必要的設備基礎，離限值僅有0.5m安全距離，存在較大風險，最終改為選用4臺200m3/h的冷卻塔，留出1m的安全距離，進而驗證方案1的可行性。

2 空調末端方案實例分析

實例一：上述某站城一體及綜合客運樞紐工程中的展廳。

展廳面積1170m2，凈高10.8m，計算冷、熱負荷分別為504kW、238kW，大樓采用多聯空調系統。

（1）系統劃分及控制分析：展廳位于展覽及政務中心單體建筑內，該建筑主要功能為政府服務及群眾辦事平臺，展廳功能獨立，使用時間不確定性大，所以空調系統宜作為獨立系統設置，以便管理。

（2）氣流組織分析：展廳凈高10.8m，屬于高大空間，加上有供暖需求，空調暖風高位送風無法滿足供暖要求，需采用分層送風或低位送風。另外，常規的多聯空調室內機風壓小，送風距離難以滿足送熱風要求[1]。

（3）末端與裝修效果分析：展廳平面尺寸為73m×16m，長度方向一面為內墻，對面為玻璃幕墻，設置豎管低位送風方式對采光影響較大，而平面跌級效果有利于分層送風方案。

（4）空氣品質及節能分析：展廳屬人員密集場所，空氣品質要求高，而加大新風量是提高室內空氣品質最直接的措施；同時，在過渡季節利用冷風免費供冷，達到節能的目的。

綜上分析，展廳須從建筑多聯空調系統獨立出來，采用2套大冷量直膨式空調機組，分別設置在展廳4m標高處和8m標高處，實現分層送風。室內機采用全空氣系統，空氣在空調機房集中處理后送入展廳，極大地提高空氣品質，同時，全空氣系統可直接實現全新風工況，為展廳免費供冷；另外，拆分為2套系統備用優點突出，特別在冬季供暖時，僅開啟低位的1套機組即可滿足展廳供暖需求，低位送風也提高熱舒適性。

實例二：上述某站城一體及綜合客運樞紐工程中的會議廳。

會議廳面積558m2，凈高10.8m，計算冷、熱負荷分別為568kW、194kW，大樓采用多聯空調系統。

（1）系統劃分及控制分析：會議廳位于會議中心單體建筑內，建筑共有7個會議室，各房間使用時間相對獨立，所以空調系統宜作為獨立系統設置，以便管理。

（2）氣流組織分析：會議室凈高10.8m，屬于高大空間，同樣有供暖需求，同樣需采用分層送風或低位送風。另外，常規的多聯空調室內機風壓小，送風距離難以滿足送熱風要求[1]。

（3）末端與裝修效果分析：會議室由三面全玻璃幕墻和一面內墻組成，玻璃幕墻為圓弧型，平面無跌級，無法在低位布置末端。

（4）空氣品質及節能分析：會議室人員密度高達0.46人/m2，空氣品質要求極高，在加大新風量的基礎上，需保證新風有效送入人員活動區，提高送風效率也起到節能的作用。

綜上分析，空調設備選用一套直膨式空調機組，空氣在空調機房集中處理后送入會議廳，針對送風口布置做了兩個比選方案，分別為圖1、圖2，兩個方案均能滿足送風距離要求，而方案2在人員活動區內設置送風口，保證新風送入效果，送風立管和低位風口均靠柱邊設置，裝修稍加處理即可，采用方案2。

圖1 會議廳送風口布置方案1

圖2 會議廳送風口布置方案2

筆者認為，分析暖通空調方案應保持開放性思維，必要時重新審視既有資料和項目特點，選定的系統不僅應滿足最基本的舒適性要求，而且應對后期使用運營的便捷性和能耗負責，發揮設計者的技術優勢，來提供滿足建筑全周期使用的服務。上述空調冷熱源方案及空調末端的優化選定使項目得以在最佳狀態運營，體現了設計的價值。