某大厦暖通初步设计

摘要： 中国船舶重工船舶集团科技研发大厦初步设计。地下三层，地上十层，框剪结构，空调形式为冰蓄冷 冷辐射吊顶。

关键词： 冰蓄冷 冷辐射吊顶

1 设计依据

1.1 上级批文详见总论部分；

1.2 甲方提供的设计任务书；

1.3 建筑专业提出的平面图和剖面图；

1.4 室外计算参数(北京地区)

夏季空调计算干球温度 33.2℃

夏季空调计算日平均温度 28.6℃

夏季空调计算湿球温度 26.4℃

夏季通风计算干球温度 30.0℃

夏季空调计算相对湿度 78 %

夏季大气压力 99.86Kpa

夏季平均风速 1.9 m/s

冬季空调计算干球温度 -12℃

冬季通风计算干球温度 -5℃

冬季空调计算相对湿度 45 %

冬季大气压力 102.04 Kpa

冬季平均风速 2.8 m/s

1.5 建筑物围护结构的热工性能

1.6 国家主要规范和行业标准

(1)《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003；

(2)《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2001版)；

(3)《民用建筑热工设计规范》GB50176-93；

(4) 全国民用建筑工程设计技术措施《暖通空调·动力》；

(5) 《民用建筑隔声设计规范》GBJ118

1.7 2004年5月19日由中船重工集团组织的《科技研发大厦空调方案研讨会》专家组意见。

2 设计范围

本工程为船舶科技研发大厦，总建筑面积为33928平方米，预留建筑面积为5494平方米，建筑高度为33.99米。地下二﹑三层为停车库及设备用房， 层高3.6米；地下一层主要为餐厅﹑厨房﹑多功能厅及档案室，层高5米；首层至八层主要为办公及会议室，首层层高为5.0米，其余为3.9米。

设计范围为采暖、通风、空调、防排烟及冷热源设计。冷冻机房冷却水系统由给排水专业设计。

3 设计原则

满足国家及行业有关规范﹑规定的要求，利用国内外先进的空调技术及设备，创建健康舒适的室内空气品质及环境。

4 空调设计

4.1 室内设计参数

4.2 空调冷热负荷估算

4.3 空调系统

经技术﹑经济综合比较及专家组建议，空调方案确定为：独立新风空调系统，即新风机组加辐射冷吊顶。辐射吊顶已被美国能源部列为二十一世纪15项最节能，最 有前途的空调技术之一，其突出的优点——更加舒适，更加节能，更加安静，使其成为目前欧美各国首选的空调末端装置，辐射吊顶、全热交换器和低温送风新风系 统组成的独立新风系统，已经成为国际公认的最先进的空调系统。

4.3.1 首层－八层及地下一层南区各功能房间

采用独立新风空调系统(DOAS)。新风机组除了承担新风负荷外，还承担室内全部潜热和部分显热负荷，室内剩余的显热负荷由辐射冷吊顶承担。

新风机组选用专用DGKR08型低温送风新风机组，设置在专用的新风机房内，每台机组风量约为7000m3/h－8000m3/h。机组进水温度低于 3℃，出水温度为辐射冷吊顶的进水温度（露点温度加1～2℃），由室内露点温度控制，新风机组出风温度低于7℃。该机组除了具有普通空调机组具有的冷却﹑ 干燥﹑加热及加湿功能外，还具备有：（1）承担其全部新风负荷，室内全部潜热和部分显热； （2）机组内配置有板式全热交换器，回收焓效率大于50%，温度效率70%以上；（3）机组内配置驻极静电过滤器，计数效率为99.9%可备光催化材料杀 灭，空气阻力小于50Pa。

空调房间冬季加湿采用高品质的干蒸汽加湿，汽源由地下一层锅炉房引来。

新风系统按楼层分南﹑北两个系统设置，以利调节。新风管沿走道吊顶敷设，在进入每个房间的支管上设置E型定风量调节器，送风口采用大诱导比风口下送。排风通过每个房间侧墙上设置的排风口，通过走道吊顶，进入新风机组全热交换器释放能量后排入大气。

辐射板采用国产辐射板。因为它较进口辐射板热阻小，辐射冷/热量大，接头先进，价格便宜等优点。辐射板型号选用600×600规格板，颜色的选用与排版形式随装修进行。

4.3.2 餐厅及厨房。

由于餐厅空调负荷变化大，湿负荷大，空调运行时间短，层高较高等特点。故餐厅单独设置空调系统，空调形式采用独立的低温送风新风系统，送风口采用大诱导比 风口下送，排风口为单层百叶风口，通过排风管进入新风机组全热交换器释放能量后排入大气。新风机组选用专用DGKR15型低温送风新风机组，设置在专用的 新风机房内，机组风量约为15000m3/h。

厨房采用直流空调系统(冬季加热夏季降温)，厨房排风量暂按40次/时，送风量为80% 排风量，其施工图设计待厨房设备确定后进行。

4.3.3 电话机房及计算机主机房

为了保证电话机房、消防值班室及计算机主机房值班空调，另分别设置一套VRV空调系统，室外机设置在屋顶，室内机采用四面吹出式，设置在吊顶上。

4.4(1) 空调系统冷源

本工程空调面积为23500m2，预留空调面积5500m2，共计空调面积29000m2。空调冷负荷为3351kW，折算为冷指标为115.56w/m2。空调热负荷为2595.5kW，算为冷指标为89.5w/m2。

经技术及经济综合分析，本制冷采用动态制冰冰蓄冷系统。该项目尖峰负荷为3351kW，日负荷为30258kW，空调运行时间为10小时 （8:00～18:00），机组制冰蓄冷运行时间按8小时（23:00～7:00），每周运行时间为5天。片冰机/冷水机组制冷工况容量为1949kW。 选用两台美国Mueller公司生产的IH/C213-5片冰机/冷水机组，工质为R22。空调制冷量为1100×2kWh，蓄冰量为745×2kW，电 机功率为220×2kW。蓄冰槽体积为340m3，其结构采用砼结构。

冷却水流量为 232×2m3/h，供回水温度为32/37℃。水泵流量应为464m3/h，选用三台ITT-B＆ C15105A端吸，单台流量：270m3/h，扬程：0.32MPa，电机功率：37kW。运行二台，备用一台。

该项目峰值负荷为3351kWh，一次水温差为7℃，水泵流量应为411m3/h，选用三台ITT-B＆C15105BC端吸泵三台，单台流量：250m3/h，扬程：0.2MPa，电机功率：18kW，运行二台，备用一台。

二次水温差为9℃，水泵流量应为320m3/h，选用三台ITT-B＆C15103AC端吸泵三台，单台流量：200m3/h，扬程：0.25MPa，电机功率：22Kw，运行两台，备用一台。

热交换器选用板式换热器，换热面积为178×2平方米。

4.4(2) 空调系统热源

本工程估算空调热负荷为2181.55kW，经技术﹑经济综合比较及专家组建议，本工程热源选用二台德国布德鲁斯GE615-1400型铸铁燃气热水锅 炉。单台发热量为1.4Mw/h，供/回水温度为95/70℃,额定工作压力0.6MPa，天燃气耗量为149Nm3/h。空调所需热水由设置在制冷机房 内的热交换器提供60℃/50℃的二次热水。

空调所需蒸汽加湿量为950kg/h，选用一台蒸发量为1000kg/h，额定蒸发压力为0.7 MPa，天燃气耗量为76Nm3/h的燃气蒸汽锅炉。

该项目峰值热负荷为2181.55kW，一次热水温差为20℃，热水循环流量应为93m3/h，选用二台ITT-B&C80-5*5*7型管道泵 二台，单台流量：110m3/h，扬程：0.25MPa，电机功率：15kW，运行一台，备用一台。

二次热水温差为10℃，水泵流量应为225m3/h，选用三台ITT-B&C80-5*5*7型管道泵，单台流量：135m3/h，扬程：025MPa，电机功率：15kW，运行两台，备用一台。

热交换器选用WTGT800-35型半即热式浮动盘管卧式换热器，换热面积为35×2平方米。

4.5 空调水路系统

空调水水温夏季为3/12℃，冬季为50/60℃，空调水系统为定流量变水温系统。水路由制冷站分三路(地下一层区，一至八层南区，一至八层北区)四管制 供至各新风机房。在新风机组表冷器出口管道上设置一台ITT-SV802F11管道泵，流量14m3/h，扬程0.13Mpa，电机功率为1.1kW，调 节进入辐射板的进水温度，使其温度高于房间露点温度1～2℃。由新风机房至各功能房间水管路为双管异程式，水管敷设在走道吊顶内，进入每个房间的分支管路 上设置三通电动阀，调节进入辐射板的进水量，以满足房间干球温度的需要。

系统采用开式膨胀水箱定压方式(冬夏共用)。

4.6 自控方式简述

4.6.1 冰蓄冷自控系统

该系统旨在对中央空调机房实现计算机自动控制，对制冷机组内部的闭环控制则由设备自身完成。自控系统采用集散型（DCS）结构，实现集中管理、分散控制的 技术目标，系统由控制工作站和现场控制器两部分组成，该系统功能包括基本功能和辅助功能。

基本功能：

① 工况切换和设备起停控制；

② 设备运行状态和故障状态的检测；

③ 融冰速度自动控制；

④ 空调水供水温度自动控制；

⑤ 蓄冰时间自动控制；

⑥ 冷却水回水温度控制

辅助 功能：

① 故障诊断和报警；

② 无人值守顺序控制；

③ 数据库维护及报表功能；

④ 系统运行图表；

⑤ 与局域网中其它计算机交互；

⑥其它甲方希望自控系统提供的功能。

4.6.2 独立新风机组自控系统

（1）送风温度自动控制：

夏季，通过室内干球温度控制新风机组表冷器出口三通电动阀，使其室内干球温度达到设定要求（以室内相对湿度为主控参数）；冬季，通过送风温度控制新风机组加热器出口三通电动阀，使其送风温度达到设定值；

（2）相对湿度自动控制：

夏季，通过室内露点温度控制新风机组表冷器出口三通电动阀，使其室内相对湿度达到设定要求；冬季，通过送风相对湿度控制蒸汽加湿装置电动两通阀，使冬季送风相对湿度达到设定值；

（3）监测与保护功能：

①对过滤器气流阻力的变化进行自动监测和报警；

②对送风温、湿度参数及设备运行状态进行监测；

③对室外空气温度及供、回水温度的监测；

④表冷器设置低温保护(关闭新风阀及开启水阀)；

⑤风机电机过载保护。

4.6.3 辐射板系统自控系统

（1）进水温度的自动控制：

通过检测房间的露点温度，调节设置在辐射板主管道上的三通电动阀来调节供回水流量比例，保证辐射板在干工况下运行；

（2）室内温度的自动控制：

当新风送风温度降到设定的最低送风温度以下时，仍不能维持房间干球温度设定值，启动辐射板，通过检测房间的干球温度，调节设置在房间进水支管上的三通电动阀，使其达到室内温度的要求；

（3）监测与保护功能：

①对房间的干﹑湿球温度的检测

②同时设置迎露保护器

③辐射板进水温度监测

4.6.4其它

冷却塔及膨胀水箱设液位计，控制补水泵的启停；

除对锅炉设备内部的闭环控制由设备自身完成外，增加顺序启停与停炉所需的进步控制器；

4.7 空调系统防火

（1）风管穿越通风、空调机房的隔墙处、防火分区的隔墙或楼板处、变形缝的两侧等均设置防火阀(70℃熔断)；

（2）通风空调系统的设备及风道等采用不燃材料制作；

（3）空调水路、风路管道保温均采用难燃或非燃烧材料(难燃B1级橡塑或玻璃棉制品)；

（4）垂直排风管道采取防止回流措施。

4.8保温和管道材料的确定

新风系统的送﹑排风风管、阀门及附件采用度锌钢板制作，低温送风管保温材料采用柔性泡沫橡塑板。冷/热水管采用无缝钢管，保温材料采用柔性泡沫橡塑管壳。

5 通风设计

5.1 地下车库

地下二、三层车库设置机械通风，排风按6次/h计，排风量均为62820m3/h，排风采用引射通风器，省掉了排风管，节省车库空间。排风机选用 PZDF-630型高温排烟风机箱，与排风风机合用，风机风量为63000m3/h，风压为970Pa，电功率为30kW，与排烟风机供用。

地下二层车库有直接通向室外的车道进出口，补风采取自然进风。地下三层车库送风按5次/h计，送风量为52350m3/h，送风机选用PDZF630-s 型防排烟两用双速风机箱，风量63000/41000m3/h，风压为970/420Pa，电机功率为30/10kW。

5.2 地下室制冷机房、泵房及变配电室

制冷机房及水泵房：

制冷机房及水泵房均设置在地下二、三层，应设置机械通风。制冷机房换气次数取4次/h，排风量为3450 m3/h，泵房换气次数取2次/h，排风量为900 m3/h。排风机选用DZF-50d型机箱，风量为5000 m3/h，风压为650 Pa，电量为2.0kW，风机设置在屋顶，与西北走道排烟系统供用风井。

地下三层风机房内。

制冷机房设置送风系统，送风量为排风量的80%，其送风量为2760m3/h，送风机选用DZF-30b风机箱，风量为3000 m3/h，风压为350Pa，电量为0.65kW，送风机设置在地下二层风走道吊定内。

变配电室：

变配电室换气次数平均按取6次/h，通风量为5800 m3/h。排风机选用DZF-70b型机箱，风量为7000 m3/h，风压为600Pa，电量为2.2kW。风机设置在屋顶，与排烟供用管道及风井。

变配电室设置送风系统，送风量为排风量的85%，其送风量为4930m3/h，送风机选用PDZF-100c-S双速风机箱，与排烟送风供用，风量为 10000/6600 m3/h，风压为900/390Pa，电量为6/2kW，送风机设置在变配电室内。

5.3 厨房及餐厅

厨房设置机械通风系统，排风量占按换气次40次/h计（其施工图设计待厨房设备确定后进行。），其总排风量为44350 m3/h。总排风量的65%（28820 m3/h）由局部排气罩排出，排风机选用GFW-9A型厨房专用排风机，风量为29916 m3/h，风压为296Pa，电量为4kW。风机设置屋定。

其余35%（15520 m3/h）由厨房全面换气排出，排风机选用GFW-8W型轴流厨房专用变频屋顶风机，风量为16214/4000 m3/h，风压为396Pa，电量为3kW，风机设置屋定。

为保证厨房负压，厨房送风量取排风量的80%，送风量为35480 m3/h，送风采用冬季加热夏季降温的新风机组，机组设置在地下二层车库新风机房内。

为保证餐厅负压，设置全面排风，其排风量按换气数3次/h计，排风量为9500 m3/h，排风机选用DZF-100a型风机箱，风量为10000 m3/h，风压为800Pa，电量为3.5kW，风机设置屋定。该风机与空调机组连锁，空调机组停，该风机开。

5.4 卫生间、电梯机房

公共卫生间竖向设置排风系统，各卫生间的排风量按10次/h换气量计算，每个卫生间设置排气扇，竖井顶部设置集中的总排风机，风机选用FDW型玻璃钢屋顶排风机, 以防各层排风量不均匀。

电梯机房采用机械排风，排风量按12次/h换气量计算，总排风量为800 m3/h，风选用CDZ-NO2.5型超低噪音轴流风机，设置在机房墙上。

5.5 中庭

采用自动控制的天窗排风，排除积聚在屋顶下的热量。

5.6 锅炉房

锅炉房及煤气表间通风采用外窗自然通风。同时设置事故通风，事故通风风量按12次/h换气计算，风机选用BT35-11NO3.15防爆型风机，设置在外墙上。

5.7 通风系统防火

风管穿越通风机房的隔墙处、防火分区的隔墙或楼板处、变形缝的两侧等均设置防火阀(70℃熔断)；

通风系统的设备及风道等采用不燃材料制作；垂直排风管道采取防止回流措施。

6 防、排烟设计

6.1 地下车库

地下车库为二层(地下二层、地下三层)，车库总建筑面积约6720 m2（每层均为3360 m2），停车203辆（地下二层99辆，地下三层104辆）。每层为一个防火分区,二个防烟分区，每个防烟分区面积约1600 m2。每个防火分区内设置一个排烟系统，每个排烟系统排烟量为63000 m3/h。排烟口采用板式排烟口，平时关闭，当发生火灾时，开启着火区域内排烟口。排烟口设有手动、自动开启装置，排烟口和排烟阀与排烟风机联锁，当任一 排烟口或排烟阀开启时，排烟风机即能启动。排烟风机设置在车库排烟排风机房内，风机选用PZDF-630型高温排烟风机箱，与排风风机合用，风机风量为 630 00m3/h，风压为970Pa，电功率为30kW，在风机入口总管上安装280℃自动关闭的防火阀。

地下二层进风由直接通向室外的车道进风。地下三层车库设置有进风系统，风机选用PDZF630-S型防排烟两用双速风机箱，风量63000/41000m3/h，风压为970/420Pa，电机功率为30/10Kw。

6.2 防烟楼梯间及消防电梯合用前室

防烟楼梯间、前室及消防电梯合用前室，根据有关消防规范要求，应设机械加压送风防烟。本设计采用防烟楼梯间及合用前室分别加压送风，防烟楼梯间送风余压值 为50Pa，合用前室送风余压值为25Pa。防烟楼梯间加压送风量：20000m3/h，风机选用DZF-200a型送风机，风量为20000m3/h， 风压为500Pa，电功率为3kW，风机设置在屋顶；前室加压送风量加压送风量：14000m3/h，风机选用DZF-150a型送风机，风量为 15000m3/h，风压为400Pa，电功率为4kW，风机设置在屋顶；消防电梯合用前室加压送风量加压送风量：16000m3/h，风机选用DZF- 200a型送风机，风量为20000m3/h，风压为500Pa，电功率为3kW，风机设置在屋顶。防烟楼梯间加压送风口每隔二层设置一个风口，风口采用 常开自垂式百叶风口。前室送风口每层设置为常闭多叶型风口，发生火灾只开启着火层的风口，风口设手动和自动开启装置并与加压送风机的启动装置联锁。加压送 风机设置在屋面，加压空气通过竖井及各自的风口，分别送入楼梯间或前室，使楼梯间或前室形成50Pa或25Pa的正压，剩余的风量经楼梯间进入前室，再经 前室的门进入着火房间由排烟系统排出。

6.3 中庭

该中庭建筑面积为11111 m2，高约33.9米，总体积约38717 m3。根据有关消防规范规定，应进行机械排烟，排烟量按4次/h换气计算，即：154868 m3/h。排烟采用板式排烟口，平时关闭，排烟口设有手动、自动开启装置，排烟口和排烟阀与排烟风机联锁，当任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机即能启 动。排烟风机设置在屋顶，风机选用二台GYF-14I排烟风机，风量为87087m3/h，风压为481Pa，电功率为22Kw，并在风机入口总管上安装 280℃自动关闭的防火阀。

中庭排烟补风采用门窗自然补风。

6.4 内走道、变配电室及职工餐厅

按有关规定，各层内走道、变配电室及职工餐厅均应设置机械排烟设施。由于走道较长，分为西北﹑东北﹑东南﹑西南四个防分区，每个防烟分区设置一个排烟系统。

西北及东北排烟系统：地下一层至八层内走道排烟。每层排烟量为5985 m3/h。风机选用一台PDZF-140b排烟风机，风量为14000m3/h，风压为730Pa，电功率为5.5Kw，并在风机入口总管上安装常闭的 280℃能自动关闭的防火阀。每层设置为常闭多叶型风口，发生火灾只开启着火层的风口，风口设手动和自动开启装置并与排烟风机的启动装置联锁。

西南排烟系统：地下二层变配电室﹑地下一层至八层内走道排烟。变配电室建筑面积为280m2，排烟量为16800 m3/h，内走道每层排烟量为5985m3/h。风机选用一台PDZF-350b-S双速排烟风机，风量为35000/23000m3/h，风压为980 /420Pa，电功率为17/5.5Kw，并在风机入口总管上安装常闭的280℃能自动关闭的防火阀。每层设置为常闭多叶型风口，发生火灾只开启着火层的 风口，风口设手动和自动开启装置并与排烟风机的启动装置联锁。

东南排烟系统：地下一层餐厅﹑地下一层至八层内走道排烟。地下一层餐厅建筑面积为780m2，分为两个防烟分区（420m2，360m2）排烟量为 50400 m3/h，内走道每层排烟量为5985 m3/h。风机选用一台PDZF-540排烟风机箱，风量为54000m3/h，风压为810Pa，电功率为22Kw，并在风机入口总管上安装常闭的 280℃能自动关闭的防火阀。排烟风机设置在屋顶。

餐厅水平排烟支管与垂直竖井交接处的水平管段上均设置温度达280℃即关闭的 排烟防火阀，餐厅排烟口采用常闭板式排烟口。走道每层设置为常闭多叶型风口。 发生火灾只开启着火层的风口，排烟口设有手动、自动开启装置，排烟口和排烟阀与排烟风机联锁，当任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风机即能启动。

6.5 排烟系统风管、风口、风阀全部采用不燃材料制作。所有排烟风管均采用非燃材料保温隔热。

7 消声、减振

1 新风机房、风机房、制冷站、锅炉房及泵房由建筑专业做消声处理，机房门采用防火隔声门。所有新风机组进出口均设消声器，以满足工作场所的噪声标准要求。

2 新风机组、制冷机组、风机及水泵等旋转设备均设置减震器，进出口管均采用柔性连接，以减小振动及固体传声。

8 主要设计技术经济指标

1．总建筑面积：39420m2（其中预留5492m2）；

2．空调总面积：28600m2（其中预留5100m2）；

3．空调总冷负荷：3351kW/h；

4．空调冷指标：1117w/m2；

5．空调总热负荷：2595.5kW/h；

6．空调热指标：90.75 w/m2；

7．空调安装电容量：833.85kW/h；

8．空调耗能指标：29.16 w/m2；

9．暖通空调总投资（直接费）：1115.89万元；

其中：供热159.79万元

通风49.48万元

空调906.62万元

10．单位空调面积投资： 335.2元/平方米。

9 设计图纸

9.1 CN-1主要设备材料表；

9.2 CN-2制冷站及泵房设备平面布置图

9.3 CN-3锅炉房设备平面布置图

9.4 CN-4空调水路系统流程图

9.5 CN-5热力、制冷系统流程图

9.6 CN-6防排烟系统流程图