浅谈办公类绿色建筑中暖通空调设计

熊武

长沙中盛建筑勘察设计有限公司 湖南 长沙 413407

近年来，随着国家坚持可持续发展策略以及对能源和环境等生态问题的日益重视，国家对绿色建筑的推广力度也越来越大，所谓绿色建筑：是在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材），保护环境和减少污染，为人们提供健康，适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。而室内环境质量、节能与能源利用是与暖通空调专业紧密相关的。

笔者于2011-2012年参加了某公共资源交易中心办公楼的暖通空调设计工作，该工程于2013年获得了住房和城乡建设部颁发的二星级绿色建筑设计标识证书，并于2013年竣工投入使用，至今已运行4年多，系统工作相对稳定，基本达到了设计的各项要求。其现已成为当地建设低碳绿色、环境舒适的绿色办公建筑示范工程，并带动当地建筑业向绿色环保节能方向发展。下面就该工程中的暖通空调设计作一详述[1]。

1 工程概况

本工程地下室二层（设备房和车库等），地上5层裙楼+2栋7层高主楼，建筑高度46.5米，总建筑面积约35600m2（其中地上面积27808m2，地下面积7792m2），地上建筑全部设置中央空调；主要用途：裙楼为招投标和评标开标室、会议室、办公室；主楼均为小型办公室[2]。

2 室内外设计计算参数

本工程为民用建筑舒适性中央空调系统，无特殊的工艺要求。

室外设计计算参数：冬季空调：-3℃，夏季空调：35.8℃，夏季空调室外计，算湿度：27.7℃，冬季空调室外计算相对湿度：81%。

室内设计参数：冬季：18～20℃，夏季：26℃。

新风量标准：招投标和评标开标室、会议室：20m³/p.h，办公室：30m³/p.h。

室内房间的温度、湿度、风速、新风量等参数均符合《公共建筑节能设计标准[3]》GB50189的相关要求。

3 空调冷热负荷

空调负荷由软件进行详细计算，夏季总冷负荷2609.6kW，建筑面积冷指标93.8W/m2；空调冬季总热负荷1593.6kW，建筑面积热指标57.3W/m2。

4 冷热源设备及空调水系统

空调系统冷热源采用一台溴化锂燃气直燃机组（一体化直燃机组），机组额定工况制冷量2908kW，冷冻水供回水温度7/14℃；制热量2245kW，热水供回水温度65/55℃。冷却水供回水温度30/37℃，冷却塔设于裙楼屋顶；溴化锂燃气直燃机组和空调循环泵组均布置在负一层空调机房内。

空调水系统采用闭式两管制一次泵变水量系统，供回水总管之间设电动压差旁通阀。根据工程特点，水系统分为南北两个竖向系统，空调管道井内竖向供回水总管和各层水平供回水支管均采用异程式布置，接至每层的空调供水支管上安装蝶阀，回水支管上安装数字锁定平衡阀，方便进行调节和控制。空调水系统为高位膨胀水箱定压，系统补水由膨胀水箱上的浮球阀根据水箱水位控制补水。

冷热源采用的溴化锂直燃机组，可实现5～115%负荷范围无级调节以保证在负荷变化时灵活调控；空调水系统南北栋分开设置，可进行分区控制。

5 空调风系统

裙楼的大开间区域均采用吊顶式空调机组侧送或下送风的空调方式，其他房间如办公室、小会议室等均采用风机盘管侧送或下送风的空调方式。

每层均设一台或多台全热回收新风机组，室内排风与室外新风在热回收新风机内进行全热回收后再排至室外，新风机热回收效率＞60%，可有效降低新风负荷以利于节能。

室内主要房间均设有室内空气质量传感器，用于测量室内二氧化碳浓度、温度等，当某个房间内二氧化碳浓度超过规定的上限值时，则联锁开启相应热回收新风机组，对房间送入新风，以降低室内二氧化碳浓度，从而保证健康舒适的室内环境。同时空气质量传感器将数据传输至空气质量监控系统进行采集和分析。

6 空调自控系统

本工程空调自动控制系统包括：参数检测、参数与设备状态显示、自动调节与控制、工况自动转换、设备联锁与自动保护、能量计量及中央监控与管理等；并设自动启停控制装置，控制装置应具备按预定时间进行最优启动的功能；系统冷热量瞬时值及累计值监测。

空调器（或新风空调器）的控制由设置在回风口（或送风管）的温度传感器，控制水路电动二通阀动作，调节水量，达到回风（或送风）的温度控制。风机盘管的控制由室内温度控制器加风机三速开关及水路电动二通阀组成，电动二通阀采用双位式，常闭型，弹簧复位。

空调末端设备均设置有电动二通阀和温控器对各房间末端设备进行独立开关和温度控制。

7 结束语

本工程新风系统全部采用全热回收新风机组，新风机组不接冷热源，而是使用排除的室内低温(高温)空气对引进的室外新风进行预处理，能同时实现热交换和通风换气功能。新风换热机组可有效减少冷热量损失，热回收效率达60%以上，可有效降低新风负荷节能效果明显，降低空调运行费用。

室内主要房间均设有室内空气质量传感器，用于测量室内二氧化碳浓度、温度等，且可联锁开启相应热回收新风机组，对房间送入新风降低室内二氧化碳浓度，确保室内环境质量的舒适性。

本工程根据现场实际情况本可采用地埋管地源热泵空调系统作为空调系统的冷热源，但由于初投资等原因没有采用，如采用则本工程的节能环保效益将更加显著，实为本工程一个不小的遗憾。地源热泵作为一项高效节能、环保的可再生能源技术，目前在国内得到了较大的认可，应用也越来越多。

绿色建筑其核心内容就是节能环保及室内环境，而室内环境质量、节能与能源利用是与暖通空调专业紧密相关的。在设计阶段，室内设计参数和新风量等决定着室内环境质量，而暖通空调系统冷热源、末端设备、控制系统的选择等则决定了建筑的能耗水平。因此在绿色建筑设计中需根据工程的实际情况做到因地制宜、选择合适的可再生能源、选用节能型的暖通空调设备、设计合理的空调系统形式和自控系统、并合理选择建筑外围护结构等，才能设计出适宜的绿色建筑。