天津市某会展中心空调系统设计

天津市某会展中心空调系统设计依据建筑功能、建筑类型、当地能源特性等确定空调系统方案；依据规范和手册确定室内、外设计参数，计算空调冷（热）、湿负荷；确定气流组织方案；空调机组选型；空调风、水系统设计。

该建筑为天津市某会展中心，建筑物高度为22.7m，建筑面积约为7448㎡，建筑标准层高为3.9m。

空调负荷计算

1、维护结构热工设计

维护结构的选取既要满足建筑功能的内在要求又要满足建筑节能的要求，选取的方法为根据建筑图纸及土建资料计算出该建筑的体形系数（即建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。外表面积中，不包括地面和不采暖楼梯问内墙及户门的面积）和每个朝向的窗墙比（即窗户洞口面积和建筑立面单元面积比值），综合以上两个指标根据《公共建筑节能设计标准》选取合适的建筑维护结构。

2、室外空气计算参数

天津市室外空气计算参数

3、室内空气计算参数

室内空气温湿度设计参数的确定，除了要考虑到室内参数综合作用下的舒适性条件外，还应根据室外气温、经济条件和节能要求进行综合考虑。

该建筑为天津市某会展中心，空调系统属于舒适性空调，我国《采暖通风与空气调节设计规范》中规定舒适性空调室内空气计算参数应满足下表。

舒适性空调室内空气计算参数

根据上述要求，结合该建筑实际要求，设计室内空气参数如下表。

室内空气设计参数

4、冷负荷计算

空调冷负荷计算原理（谐波反应法），根据《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003），对下列各项得热量进行计算：

（1）通过围护结构传入的热量；

（2）透过外窗、天窗进入的太阳辐射热量；

（3）人体散热量；

（4）照明、设备等内部热源的散热量；

（5）新风带入的热量。

通过围护结构进入的非稳态传热量、透过外窗、天窗进入的太阳辐射热量、人体散热量以及非全天使用的设备、照明灯具的散热量等形成的冷负荷，均按照非稳态传热计算。

5、热负荷计算

围护结构的耗热量实质上是围护结构的温差传热量，它包括基本耗热量和附加耗热量两部分；附加耗热量又可分为朝向附加、风力附加、高度附加等。

6、新风负荷计算

室外新鲜空气量是保障良好的室内空气品质的关键。由于夏季室外空气焓值和气温比室内空气焓值和气温要高，空调系统夏季为处理新风势必要消耗冷量。而冬季室外空气气温又比室内空气温度低，室外空气比室内空气含水量少，同样，空调系统冬季为处理新风势必要消耗热量和加湿量。

在系统设计时，一般必须确定最小新风量，此新风量通常应满足以下三个要求：

（1）稀释人群本身和活动所产生的污染物，保证人群对空气品质的要求；

（2）保证房间的正压；

（3）如果计算所得的新风量不足系统送风量的10﹪，则取系统送风量的10﹪，送风量特大的系统不在此列。

空调系统选取

本次设计选择了全空气系统和风机盘管+新风系统同时采用的系统方式。在该建筑中大堂、观众厅、圆形会议室和多功能厅采用全空气系统；在其他房间采用风机盘管+新风的系统形式。

该建筑位于市区商业中心，放假较高、建筑密度较大，故不适合采用地源、水源热泵系统。该建筑为天津天狮集团会展中心，建筑功能决定了对建筑美观要求较高，故不适用于水冷冷水机组。综上，选取放置于15.6m的屋面上风冷冷水机组为该建筑的冷源，制备12℃/7℃冷冻水。

该建筑冬季由市政管网输送95℃/70℃热水作为热源，在11.7m换热间内进行换热，制换60℃/50℃热水通向空气出路机组和风机盘管。

风机盘管+新风系统风量计算

根据建筑的实际情况和要求，在本次设计中风机盘管+新风系统选用由独立的新风系统供给室内新风，并将处理好的新风送入风机盘管，混合后一起送入室内，保证室内美观的同时可以使得气流组织更加合理。

考虑建筑本身特性以及建筑布局，选用新风处理到室内空气焓值，不承担室内负荷的方式。值得一提的是，在该种处理方式中，计算热湿比时，余热和余湿均是出去新风之外的热负荷和湿负荷，这样才能保证计算得出的制冷量和负荷一致。

空调水系统设计

本次设计中冷源为风冷冷水机组制备7℃/12℃冷冻水，热源为由市政管网供给95℃/70℃热水，在换热间内置换60℃/50℃热水。由负荷计算结果可知，在大部分情况下热负荷要小于冷负荷，而热水温差要大于冷水温差，即热水量会小于冷水量。因此在本次设计中空调水管的布置选择及水力计算时，按照夏季空调冷水量进行计算布置。

1、空调冷冻水管管径

在设计中值得注意的是在实际的工程中，系统运行时冷冻水和夏季的热水通常达不到设计的计算温度，在实际中通常采用增大流量的方式来确保空调系统的正常运行。考虑到这种实际状况，在选取管径时尽量选取较大的管径，以避免出现由于冷冻水温度达不到设计值而导致的系统运行出现问题。

2、冷凝水管管径

根据《采暖通风与空气调节设计规范》，在一般情况下，每1kW的冷负荷每小时产生约0.4kg左右的凝结水，在潜热负荷叫高时，每1kW冷负荷每小时约产生0.8kg的凝结水。故通常情况下可以根据机组的冷负荷，按下列数据近似选定凝结水管的公称直径。

冷凝水管径选取

在本次设计中，冷凝水通向最近的卫生间地漏等排水设施中。每层的冷凝水管段铺设的高度相对于地面均为3.2m。在风机盘管支管处，冷凝水管的坡度为0.01，坡向排水干管，在无设备直接相连的冷凝水支管或冷凝水干管处，冷凝水管坡度为0.003，坡向排水地漏。

3、空调管线水管布置

考虑到该建筑热源为市政管网热水，建筑体量不是很大，而且天津四季分明，在本次设计中选取一供一回两管制。

在本次设计中，位于15.6m高度的风冷冷水机组制备的冷冻水，通过管道井中的立管输送至建筑各层，在供水和回水立管顶端各布置自动放气阀，设置热补偿设备以及调节阀门和旁通管。冬季时，由一层热力引入口引入市政管网热水，通过管井中的立管通向11.7m高度的换热间，在换热间进行换热置换出的热水通向15.6m接入系统立管。冷冻水（或热水）由立管输送至各层，再由各层的空调管线输送至各个末端。空调水平管线大部分布置于相对于每层3m的位置，在每个水管下沉处均设置自动放气装置，每个环路均布置平衡阀门，以确保系统的水利平衡同时起到关断和调节的作用。

4、水泵的选择

本系统采用单吸式的卧式泵与立式泵相结合的方式，因为它们是目前最常用的空调水泵，且具有结构简单，价格相对低廉，运行的稳定性好，噪声低，减振设计方便，维修比较容易的优点。

空调风系统设计

结合该建筑实际情况，在侧台和主席台部分采用侧送风，使用高速的喷头进行射流，除此之外的其他建筑空间均采用散流器上送上回。在采用全空气系统的四个空间内，回风口均设置于层高较低的位置，即下回风，回风沿风井进入空调机组，在层高较高的建筑区域内采用旋流风口。

在新风进口处宜装设严密开关的阀门，寒冷地区应装设保温风阀。进风面积应适应季节新风量变化的需求。

建筑防排烟设计

建筑中的防烟有两种方式分别为机械加压送风和自然排烟方式。建筑中的排烟也有机械排烟方式和自然排烟两种方式。机械防排烟系统与空调通风系统要分开设置。当必须合用时，一定要设计相应的的防火安全系统，并应符合机械排烟系统的有关要求。在防排烟设计中，应尽量使用自然排烟，当不满足自然排烟的要求时，应设置机械排烟系统。应采用机械排烟的房间。根据上述要求，在本次设计中在大厅和多功能会议厅需要设计机械排烟系统。