海新文化娱乐中心空调系统设计

摘要：本建筑位于北京，是利用群楼之间地下建筑改造而成的文化交流、娱乐场所，耐火等级为一级，层高4.5米，南北长约30米，东西长50余米，建筑面积近1700m2，设有4个独立的出入口。室内设有娱乐包房和休闲吧等近50个，面积不等，多数在10 ～20 m2之间，最大的演艺大厅的面积为199 m2。本工程面积不大，由于是地下公共娱乐建筑，使用功能特殊，受到多方面条件的制约，如果系统形式选择不好，将无法进行项目的报审工作。

工程概况

本建筑位于北京，是利用群楼之间地下建筑改造而成的文化交流、娱乐场所，耐火等级为一级，层高4.5米，南北长约30米，东西长50余米，建筑面积近1700m2，设有4个独立的出入口。室内设有娱乐包房和休闲吧等近50个，面积不等，多数在10～20m2之间，最大的演艺大厅的面积为199m2。本工程面积不大，由于是地下公共娱乐建筑，使用功能特殊，受到多方面条件的制约，如果系统形式选择不好，将无法进行项目的报审工作。

设计方案的选择与确定

该建筑是地下公共娱乐场所，维护结构的热湿负荷相对较小，人员和设备的热、湿负荷较大，夏季冷负荷较大，冬季热负荷相对较小，需要空调系统一机二用；整座建筑运营时段使用情况不能确定，负荷也不均匀，也无法进行统一调节。根据文化娱乐场所的使用特点，为大家创造一个卫生、舒适的环境，必须满足房间的舒适性要求和新风量要求，这就要求空调系统送排风顺畅；由于该建筑的空间非常紧张，无法提供锅炉房、制冷机房位置，梁下高度只有3.2米，过多的风道和设备也无法安装，建筑外部条件差，无设备设置困难。作为地下公共建筑，必须满足建筑的消防排烟与消防补风要求，因此，排烟补风系统也必须设置，按照《公共建筑节能设计规范》GB50189-2003的要求，还要考虑空调系统的节能问题等，该建筑对消防设计的要求也较高。所有这些要求与限制，都使设计变得复杂化。经过反复论证和各种方案的设计尝试，最终确定采用VRV多联机配新风换气机的方案作为本建筑空调系统形式。经过多次反复论证和各专业的配合，最终将几个系统进行优化组合，制定出合理、可行的设计方案。

为满足公共场所的消防安全需要，合理减小排烟风机的容量和耗电量，与建筑专业重新进行了防火分区和排烟分区的划分，使排烟风机的容量减少许多。在通风空调设计方面，地下公共建筑离不开空调送风、排风系统、消防排烟系统和消防补风系统，在满足安全条件和使用功能的前提下，采用排风排烟共用系统，只在系统中增加了几个防火阀和排烟阀，却减少了一个系统，减少了设备占用空间，通过旁通风阀，断开新风换气机，还可以补充部分消防补风，与设置在出入口的消防补风机一起完成本地下建筑的消防补风任务。采用新风换气机组进行新风与排风的置换，减少了能耗损失，节约了能源。总之，该设计方案将VRV空调系统与其他系统有机地结合起来，形成一个综合的空调系统设计方案，整体设计体现出节能、安全、优化的设计理念。

空调设计参数

按照设计规范要求，该类建筑的室内温、湿度应满足相当于中度体力劳动的人体舒适度要求，还应该保证各房间内有足够的新风供应。包间内的人员密度按0.6人/m2，群集系数按0.98进行计算，包间的新风量按照每人的25～30m3/h考虑。

室外空调设计参数见表1。室内设计参数参见表2。

空调系统的特点

设计中所选用的空调系统形式高效节能，系统机构简单，运行维护管理方便，可实现集中控制或控制等优点，电磁干扰小，值得一提的是系统可使每个空调房间都成为一个独立的空气调节区域，配上单独的送风和排风系统，完全可以单独控制。室外机与室内机有更佳的匹配关系，即使在低负荷（额定负荷的30%）下运行时，机组的性能系数值仍可达到3.4左右。室内机可单独控制，不需要空调的房间可以根据使用者的要求，关闭室内机，减少了能源的浪费。室外机采用风冷冷却方式，占地面积小，冷媒管路能够通向若干个室内机组。该系统还具有温度响应精确迅速、除湿性更好、可超长配、无需任何旁通装置等优点，具有故障自动诊断功能，以便迅速而简单的进行故障维修。

本设计中，由多联机担负房间夏季空调和冬季采暖任务，同时采用新风换气机解决场所的通风换气和系统节能问题，由多联机承担房间的全部冷热负荷，新风和排风通过设在室外地面上的新风换气机集中进行热交换，然后再通过风道进入室内的各个送、排风位置，可减少新风冷热负荷50～70％左右。

负荷计算与机组的选择

本设计分别按照稳定传热和不稳定传热计算了房间冬季热负荷和夏季房间的冷负荷，然后根据负荷情况进行室内机组的配型。其负荷计算汇总结果和室内机选型见表3。

按照每个房 间的冷热设计负荷，并参照室内机组的额定换热量的大小，考虑大小房间气流组织的要求不同，合理进行机组的选型。接待大厅和演艺大厅等大房间选用多向气流嵌入式室内机组，小房间采用单向气流机组。由于采用了新风换气机，室内机选型按照承担全部新风负荷计算，并按照室外机设备容量的100～120％配备室内机，既保证了空调系统的效果，又满足了节能要求。

新风系统和排风系统的设计

新风采用换气机方式，室内的新风直接由设在室外的新风换气机将排风与新风进行热湿交换后送至各个房间，同时将室内污浊的气体排到室外，实现室内空气的等量置换，其能量回收率可达到50%～70%，并配装不同的过滤器，有效地阻止灰尘和有害气体等污染物进入室内，节约了能源，也减小了室内机的配机容量。本设计采用两台大型落地式新风换气机，额定风量15000m3/h•台，热回收率72%，输入功率13.5kw。由于远距离操作，可选用操作盒控制方式。

本设计的另一个特点是采用了排风、排烟共用系统，将消防排烟系统与空调送、排风系统有机地结合在一起，系统中设置了必要的防火阀、排烟阀，还设置了控制风阀，可按照不同的使用情况进行切换。平时送风系统可根据季节和室内外温度情况，选择直流送风方式或经过新风换气机进行热回收的送风方式，向室内送风。当排风系统在正常工作时，将通过恒温换气机与新风进行热交换后排出，当发生火灾时，排风系统中的防火阀作用，通向换气机的通路被防火阀隔断，排风系统转为防排烟系统，烟气直接通过排烟风机排出室外，同时设置在4个出入口的消防补风机启动，进行地下空间的消防补风。本系统设计节约了大量的能源，减少了机组的配置功率，也降低了运行费用，对于公共建筑尤为适用。空调室外机和其他设备选型见表4。

工程设计小结

本设计选用了采用数码VRV空调系统，具有很多中央空调系统所没有的特点，非常适合空调点位分散和负荷不确定的用户，可以方便地与新风换气系统、消防排烟系统组合，形成复合设计方案，满足了建筑的舒适性要求、空调节能要求和消防安全要求，为今后同类建筑VRV空调系统设计，提供可借鉴的设计经验。从设备运行情况调查结果上看，数码涡旋VRV系统在建筑空调负荷经常变化的环境下，能很好地满足房间舒适性要求，其运行灵活性是集中空调系统无法实现的。对某些类似的公共建筑，无论从技术还是从经济上，采用VRV系统都是经济合理性的方案，有时还是唯一合理的方案。

本工程的设计的成功之处在于将VRV空调系统与新风系统、排风系统和消防系统有机地结合在一起，节约了有效空间，满足了众多环节的使用要求，为VRV空调系统的广泛应用提供了一个例证。