桑给巴尔岛机场国际航站楼空调通风设计

霍冉 吴赛

北京市建筑工程设计有限责任公司

桑给巴尔岛机场也叫基萨乌尼机场，桑吉巴尔岛属于坦桑尼亚的一部分，该机场也是岛上唯一一座机场。主要工程项目范围包括2 号航站楼（图 1）建设，动力站，空侧停机坪及服务道路，陆侧道路，停车场和绿化等。本工程为援外EPC 项目。该机场定位为小型机场，新建航站楼主体为地上两层建筑，总建筑面积为23368.04 m2，建筑高度17.797 m，主要结构形式为钢框架结构，屋面为钢屋架。动力站房为地上单层建筑，为航站楼配套服务建筑，建筑面积 1019.48 m2，发电机房面积 215 m2，建筑高度为 5.6 m，主要结构形式为混凝土框架结构。

图1 航站楼鸟瞰图

1 设计参数及负荷计算

1.1 室外设计参数

本工程采用 ASHREA 设计手册中坦桑尼亚的达累斯萨拉姆市的气象参数为参考设计依据，如表1。本地区全年分为雨季和旱季，气候温暖湿润无冬季，需要全年制冷空调，不需采暖加热设施。

表1 室外设计参数

1.2 室内设计参数

根据业主方提供的设计依据的有关规范和要求，室内设计参数如表 2。温度允许范围在+/-1.5 ℃，RH允许范围在+/-10%。

表2 室内设计参数（主要房间）

1.3 围护结构传热系数

表3 为围护结构传热系数。

表3 围护结构传热系数

1.4 负荷计算

根据以上室内，外设计参数及土建专业提供的围护结构详细参数，经计算该航站楼的空调设计总冷负荷为3056.07 kW，空调面积冷指标为143.27 W/m2。其中新风冷负荷为1002.94 kW。

2 空调冷源的选择

制冷站位于航站楼北侧约19 m 处。根据业主要求“在确定冷冻机的容量和数量时，应保证当某部冷冻机发生故障时其余冷冻机能提供至少 90%所需冷却能力。”本工程夏季空调冷负荷为 3056 kW，动力站房中制冷机房内设置三台离心式电制冷冷水机组，单台制冷能力1583 kW。同时设冷冻水循环变频水泵三台、冷却水循环变频泵三台、冷却塔（风机变频）六台、定压补水、软化水制备装置。

冷冻水系统为一次泵变流量系统。冷冻水供水通过分水器送至各末端空调系统，后回流至集水器。分、集水器之间设压差传感控制器及电动两通调节阀，根据末端空调水量变化，先调整冷冻水泵频率，改变供水量，继而进行供水水泵台数的增减，当水量低至单台制冷机组的最小允许流量时，改为调节电动两通调节阀的开度，在保证制冷机组冷冻水量条件下，调节供给航站楼的水量，以达到节能运行。

冷却水设计供、回温度为32/37 ℃，冷却回水温度控制变频冷却水泵的出力，运行台数以及冷却塔风扇转速，在冷机运行台数不改变的前提下先调节冷却水泵流量，然后调整冷却塔风扇转速以保证回水温度不高于32 ℃。

3 航站楼空调水系统的设计

航站楼空调冷冻水由制冷站提供，管道出制冷站后直埋入航站楼。冷冻水管干管设置于航站楼首层楼板下，由分集水器分成五组支路，包括首层商业区风机盘管供回水支路，中庭区风机盘管供回水支路，行李托运（提取）区风机盘管供回水支路，二层办公区风机盘管供回水支路以及空调机房供回水支路。各支路布置成异程式，为利于水力平衡，水管每个分支处所带负荷及管道长度相似，并在其回水管上设置静态平衡阀。

4 航站楼空调风系统的设计

4.1 首层通风空调设计

国内出发等候区、大厅区域（图 2）采用单风机一次回风变风量全空气空调系统K-1-1，送回风口设置于首层吊顶内上供上回，大厅（首二层通高）区域并辅助风机盘管（侧供下回）供冷[1]。行李提取、到达区域采用风机盘管、吊顶柜机加新风的空调方式，其中行李传送带区的新风来自一层空调 K-1-1 的排风，亦可充分利用其余冷来降低行李传送带区空调容量，其他区域的新风来自于空调机房内的新风机组 X-1-1。小型办公室及商业等采取风机盘管加吊顶式新风机的空调方式。

图2 首层平面图

根据焓湿图计算（送风温差为 10 ℃，风管温升1 ℃），首层K-1-1 空调系统选用一台送风机额定风量为50000 m3/h 的卧式全空气空调机组（夏季设计新风量 16000 m3/h），主要功能段包含 G4，F 7 过滤段、表冷段、风机段。使用变频风机，回风管内的CO2传感器控制新回风阀的开启度，温度传感器控制送风机转速，送风温度传感器控制冷水电动两通阀；新风机组 X-1-1选用一台额定风量为 25000 m3/h 的卧式变频新风机组。当室外焓值低于室内时，K-1-1 采用不小于50%新风，X-1-1 采取高速送风方式，以充分利用室外能量。

空调区域的排风系统由大厅压力传感器控制，当室内压力高于室外30 Pa 时自动投入运行，低于 25 Pa停止运行。

4.2 二层空调设计

二层候机大厅采用带转轮热回收的双风机一次回风变风量全空气空调系统，分为 4 个系统K-2-1/2/3/4。办公区域采用风机盘管加新风系统，其控制运行方式同首层相同区域。

根据焓湿图，K-2-1/2/3/4 空调系统分别选用一台额定风量为 45000 m3/h 卧式转轮热回收型双风机全空气空调机组（夏季设计新风量 10000 m3/h）。主要功能段包含混风段、G4，F7 过滤段、表冷段、转轮式热回收段、送回风机段等。采用变频送排风机，回风管内的CO2传感器控制新风阀的开启度，回风风道内温度传感器控制送风机转速，送风温度传感器控制冷水电动两通阀。同时大厅内设压力传感器，控制排风阀及回风阀的开启度，使得空调区域正压度得以保证。空调机组设置转轮热回收装置，使得排风与新风进行能量回收，热回收效率不低于60%。当室外焓值低于室内时，K-2-1/2/3/4 应采用不小于50%新风，同时转轮热回收装置停止运转，以充分利用室外能量。

由于二层空间相对较高，适宜分层空调[2]的气流组织方式，在空调工况下保证人员停留区的空调效果，上部非空调区域（5 m 以上）采用机械+自然通风的方式带走滞留在顶部的热量。空调区域采用防结露可调角度球形喷口，气流组织方式为侧送风，同侧下方回风。球形喷口中心位于距出发厅地面4.9 m 处。以国内旅客候机厅（系统 K-2-1）为例，共有 22 个球形喷口（间距 3 m），每个风量约 1900 m3/h。工作区高度1.5 m，射程18 m，喷口角度β为-30°，选择喷口尺寸为0.4 m，经核算，得到送风温度V s=4.2 m/s，轴心速度V x=0.61 m/s，平均速度V p=0.30 m/s，基本符合要求。

4.3 其他要求

1）各环路之间管路总损失的不平衡率不大于15%。管道的水流率不得超过：当≤50 mm，2 m/s，最大压降 400 Pa/m。当＞50 mm，3 m/s，最大压降400 Pa/m。空调冷凝水设专用凝结水管，就近排至卫生间地漏内或空调机房地漏。

2）采用侧面喷口送风侧面回风的，送风风速 4～6 m/s，回风风速1.75 m/s。采用散流器送风，风口风速3～4 m/s，吊顶回风口回风风速1.75～2.5 m/s。

3）各空调机组所在系统均进行详细风管水力计算，得到结果×1.1 用于选择相应风机全压。

4）各空调机组所在系统均进行噪声计算[2]，确定本系统消声器的消音量。

5 其他空调系统

网络及通讯中心设置双冷源恒温恒湿空调，送风形式为上送下回。

6 通风设计

1）制冷站通风。实行与制冷剂泄漏检测器连锁的安全制冷剂排气系统，排气口上、下分设，其中事故排风口靠近在制冷机附近的地板。换气次数为12 次/h，外窗自然补风。

2）柴油发电站通风。柴油发电机房设平时排风及补风系统，排除发电机平时散热，补充发电机燃烧所需空气，夏季通风室内设计温度为不高于35 ℃。日用油品库房设防爆风机排风，根据浓度探头自动启动，其排风量不小于12 次/h。

3）航站楼排风。吸烟室、卫生间设置24 小时不间断排风系统。

7 结论

由于援外项目的特殊性，通风室内设计参数与机组选型与国内空调设计相关规范要求有一定差异，并且计算过程相对繁琐，但总体设计思路与国内相同。