中国上海2010世博会中国香港馆数码涡旋空调系统设计

1. 工程概况

中国2010年上海世博中国香港馆位于上海浦东世博会展区A近南环路，建筑在独立的位置上，贴近中国馆，与澳门馆毗邻，可展出面积为800平方米，世博中国香港馆在切合上海世博会的主题“城市让生活更美好”、低碳、环保的同时，还要宣扬香港的优质城市生活及作为创意之都的领导地位，中国香港馆以“无限城市——香港”为主题，向参观者展示香港的独特之处，不论在硬件和软件方面均与内地和世界其他地方有紧密联系：香港和全球的紧密连系，她是亚洲东部和东南部的经济活动枢纽;香港的自由流通的创意、资讯、新闻、资金和人流打造出全球最自由的经济体系，成为自由、开发及包容的城市，融汇东西，与地球村无缝连接;香港与大自然紧密连系，香港的城市建筑与绿水青山交错融合，镶嵌出世界数一数二的都市慑人风光，并保留着郊野让人流连、珍爱的宝贵资源。

上海世博会中国香港馆

中国香港馆楼高三层，中层为巨大而通透的展览厅，象征香港是一个现代化、开发自由、高度透明的社会;地面展览厅突显香港与世界各地的紧密联系和无限潜能，地面层通过行人坡道与中层连接，显示香港市内的紧密联系;顶层突显香港与大自然的连系，以香港湿度环境为主题，以自然景物与图像巧妙结合，让访客体验都市建设与大自然的亲密融合，以认识翠绿处处对香港宜人的可持续发展生活的重要性。

本项目的空调部分在设计、施工过程中需满足实际空调使用要求外，还需满足上海世博会的主题和中国香港馆的主题及以上要求。

2. 空调系统的确定

满足上海世博会的主题和中国香港馆的主题是该项目的宗旨，空调系统也要满足该宗旨，由于建筑外墙无法挂装空调室外机，在设计之初就已经否决分体空调系统;同时根据本建筑的结构特点，传统中央空调水系统的形式由于无法提供机房也没有采纳;主要是讨论是否是采用风冷热泵空调系统?还是采用多联机空调系统?后来经过设计顾问单位、设计单位、使用单位等对建筑空调方案的反复论证，最终确定采用多联机空调形式，结合建筑本身的功能和使用特点，综合比较各种多联机的特性，最终确定以数码多联机作为本项目空调系统的方案，在确定选择数码多联机空调系统方案后，经过多次选择、比较后，最终选用特灵数码涡旋多联机，该产品有以下几个优势：

a) 系统结构简单;

b) 电磁干扰少;

c) 节能性能好;

d) 运行可靠性高。

本项目的空调系统方案的确定先后经历多次论证和修改，在实际施工过程中也经过多次修改，最终确定选用：数码涡旋变容多联机组室外机TVR080V4一台、TVRC100V4一台、TVRC420V4两台，天花嵌入式室内机4台、风管式室内机共23台。

3. 空调设计参数和设备选型

根据本项目的具体实际情况和甲方要求，室外空调设计计算参数选取按照表1选取，室内空调设计计算参数按照表2选取。

表1 室外设计参数表

表2 室内空调设计参数：

本建筑围护结构为钢结构形式，墙体和屋面均有保温措施，由于中层大部分均是外窗，考虑该项目功能是展览使用，因此冷负荷较大。考虑上海世博的运行期间为2010年5月1日到2010年10月31日，在运行期间主要是夏天，因此空调系统以夏季制冷为主，冬季空调不予考虑，按照空调系统设计冷负荷计算方法，考虑到展览性质的人员的热湿负荷以及具体的使用功能，考虑空调系统的同时使用情况和负荷变化情况配置了数码涡旋多联室内外机组，在配置数码涡旋多联机组的同时考虑达到能效等级二级标准，标准参照表3。

表3 空调节能二级标准：

世博香港馆展览公共区域空调面积为800m2，展厅已经提供独立的新风系统，新风负荷不在本次设计考虑，室内空调最大装机冷负荷为247KW，平均面积冷指标为309w/m2，共配置两台数码涡旋多联机室外机TVRH440V4两台，服务机房最大装机冷负荷为53KW，配置数码涡旋室外机一台型号为TVRH080V4，另一台型号为TVRH100V4。

由于室外机体积相对较小，又对周边美观影响不大，室外机放置在室外地面上，远离展览区域和展览厅的出入口，较好地解决了室外机的安置问题，满足建筑整体风格要求。

在经过多次认证和现场调研后，综合考虑实际情况，最终确定展示公共区域室内机选用风管式室内机组，在对室内机、室外机进行选配时，综合考虑在100～120%的范围内进行优化匹配。表4为数码涡旋多联机组的配备情况表。

表4 中国香港馆空调机组配备情况

尽管在施工之前与装修配合绘出详细的施工图纸，在实际施工过程中，考虑到实际装修和展览效果，先后多次对室内机的位置进行修改，参见附后竣工图纸。

4. 空调系统 的设计特点

尽管世博中国香港馆属于临时建筑，但是由于是展览性质，设计之初、上海世博会预计有7000万人次到世博会参观，考虑高峰时每天入园人数达到五六十万人次，这就会导致展览馆内人员会很多，所有设计工作都必需考虑这些因素，空调设计同样也要考虑，必需在满足世博会主题、中国香港馆的主题的同时，还要满足实际使用效果的要求。因此在设计过程中，要求的设计方案尽量细化到每一个具体安装环节，所有工程中可能出现的问题，都必需在设计环节中反映出来，以便及时研究讨论和调整设计方案，这样无形增加了设计工作的难度。

空调系统是中国香港馆机电安装工程中很重要的一部分，它牵涉的部分比较多，需要协调的内容也比较复杂，尽管数码涡旋多联机组有好多优势适用该类建筑，但是仍然存在许多问题，例如：建筑本身不能安装室外机，必须远距离建筑集中设置，这造成室内外机的冷媒管较长，对空调设备有较高的要求;装修开始后，需配合装修效果，为此室内机多次安装完毕后，发现装修效果不理想，多次拆除重新安装;由于中国香港馆建筑采用的是钢结构形式，设备固定、风管的吊装都是问题，不能随便开孔、打洞、焊接等。所有这些客观因素都增加了空调系统设计和安装的难度。

尽管中国香港馆空调系统的设计要求较高和施工的难度较大，但是由于数码涡旋多联机的形式和规格较多，数码涡旋多联机系统运行的可靠性、节能、稳定性、无干扰等优势通过该项目表现得淋漓尽致，这也是最终选择数码涡旋空调系统的原因。下面是通过本项目的实施，分析本项目的一些使用特点，重点探讨和解决的一些问题以及一些体会与读者分享：

a) 空调系统的节能，尽管该项目为临时建筑，但是上海世博会的主题“城市让生活更美好”低碳、环保以及中国香港馆的主题“无限城市——香港”，而且在世博会上展示许多节能的产品，因此在选择空调系统的时候我们也是考虑节能产品，如果该类建筑不是临时建筑为永久建筑，如果使用节能产品，尽管初投资相对来说高一点，但是在后期使用过程中，节省的运行费用就非常可观。

b) 系统运行可靠性，根据本项目的特殊性和实际使用情况，必须要求空调系统运行可靠，而空调系统的运行可靠主要是压缩机的运行可靠，数码涡旋压缩机从结构原理、实际运行等方面考虑优势也十分明显。

c) 室内机机型的选择，数码涡旋多联机室内机的形式有嵌入式、壁挂式、低静压风管式、中静压风管式、高静压风管式等，对于不同使用要求的区域，可以根据其具体要求采用不同的室内机形式;本项目是展览馆，空间大，因此选用高静压风管式室内机， 在施工过程中，需配合装修风格对室内机的吊装位置进行适当调整。

d) 数码涡旋多联室外机位置的选择，为保证本建筑的设计主题和满足上海世博会的主题，我们与多方协商，最终确定讨论空调室外机放在远离建筑的地面上，这样最大限度地减少对建筑环境视觉的影响。

e) 冷媒管道的布置，本项目室外机放置在室外，室外冷媒管道通过室外地沟进入室内，到室内后经过分歧器到各个室内机，尽管在室外看不到冷媒管道，视觉效果较好，但是也带来了冷媒管道较长，这对空调系统的性能要求较高。在设计和施工过程中，对室内冷媒管道、冷媒分歧器、凝结水管的布置多次进行优化，在满足装修效果的前提下，尽量减少冷媒管道和凝结水管的长度和弯头配件的数量。

f) 室内外机的匹配，由于各个空调区域的使用功能不同，因此在空调系统实际运行时的同时使用系数也不一致，需根据具体使用要求配置室内机与室外机的组合比，一般室内外机的组合比在50%到120%之间，本项目考虑在100%到120之间。

g) 控制要求，由于使用功能的不一致，可能要求空调设备根据现场实际情况任意开启或进行局部调节控制，同时也可以集中控制，系统较大时可以根据使用要求，进行电量划分，真正做到按照实际使用计费，本项目根据实际使用要求，采用了集中空控制系统。

h) 空调系统的电磁干扰，由于数码涡旋多联机不产生电磁干扰，更适合于通讯、导航、医院、地铁、电厂、展览等项目。本项目主要是展览功能，需要安装电子监控设备和其它电子设施，因此采用数码涡旋多联机系统就利用无电磁干扰这一优点。

5. 空调系统的设计体会

本项目为上海世博会中国香港馆的空调设计，在设计过程中考虑实际的空调使用效果的同时，综合考虑了上海世博会的主题、中国香港馆的主题、展览馆的实际使用要求、建筑风格、装修风格等多方面的因素，因此在设计时要多和相关人员沟通，配合，只有多次沟通、认真配合才能设计出好的方案，好的方案也能够为今后数码涡旋空调的应用提供参考。(艾默生杯获奖文章)