王 岩

东北大厦位于哈尔滨路北京街交口，定位为集会议型酒店和写字间为一体的综合建筑，整体按五星级酒店标准设计，地上部分主楼21层，裙房3层。建筑高度84.90 m，总建筑面积60927 m2。由于该建筑是在原有规划基础上从功能上进行改建和扩建的项目，因此在再次建设中处处体现了节能环保的绿色设计理念。该建筑中的空调系统，为使用者提供健康、舒适、低耗、无害办公和生活空间，充分体现了项目空调系统的绿色节能设计理念。

1 室内外设计参数

1.1 室外设计参数

夏季:空调干球温度31.4℃，湿球温度25.4℃，通风温度28℃，室外风速2.9 m/s。冬季:采暖计算温度-19℃，空调干球温度-22℃，通风温度-12℃，室外风速3.1 m/s。

1.2 室内设计参数

室内设计参数见表1。

表1 室内设计参数

2 中央空调冷热源

2.1 地下水地源热泵

根据沈阳市政府的要求，新建公共建筑冷热源首选热泵系统。由于投资限制，地下水地源热泵成为第一选择。地下水地源热泵系统以地下水为低位热源，冬季通过热泵给建筑物供热，夏季将建筑物内的热量转移到大地，实现建筑物制冷的同时也保持了地下水温度的基本恒定。所以地下水地源热泵技术可以实现节能环保和经济高效。沈阳地区地下水量丰富，含水层厚度较大，导水能力强，主要含水层为全新统的冲积层和上更新统的冲洪积层，取水深度为50 m～80 m，比较适合水源热泵系统的使用。但经过对东北大厦周围环境的进一步考察发现无法使用水源热泵。

2.2 蒸汽型溴化锂制冷机组

蒸汽压缩式制冷机(螺杆机)占地面积小、制冷效率高，是一种比较理想的冷源。但东北大厦为了解决热水供应问题，在不能使用地下水水源热泵的情况下，必须要接入蒸汽或热水。在距离东北大厦1.2 km处，沈阳铁路局有一处蒸汽锅炉房，经过计算，可以满足东北大厦的用汽要求，于是考虑使用蒸汽型溴化锂制冷机的方案。经过计算，东北大厦的总冷负荷为4 080 kW，冷指标73 W/m2，故选择两台大连三洋产SG-52M型双效溴冷机。单台制冷量2 040 kW，蒸汽压力0.6 MPa，冷水进出口温度7℃/12℃，冷水流量351 m3/h，冷却水流量 589 m3/h，冷却水进出口温度32℃/37.5℃。

2.3 热源

采用溴化锂制冷机组的另一个原因是造价问题:冬季供暖如果接供暖公司的热网，需要交纳挂网费600万元，如需要接蒸汽网满足热水供应，需交蒸汽挂网费 400万元，合计 1 000万元，如果接沈阳铁路局的锅炉房，不需交挂网费，仅需支付热网工程费用500多万元就可以全部解决东北大厦的冷热源问题。所以东北大厦冬季供暖采用两台波节管式汽水换热器。经过计算，东北大厦冬季热负荷为3 186 kW(包括地下一层热风供暖)。热指标52.30 W/m2，汽水换热器型号:BH700-28-L。参数:供回水温度60℃/50℃，供热量 1 810 kW，蒸汽压力0.3 MPa。

3 空调水系统

空调水系统为一次泵定水量、双管制系统。共设四台冷冻水泵，冬季兼作热水循环泵。补水系统也是冬夏兼用。循环水泵型号:NK80-200，流量212 m3/h，扬程30 m H2O。与制冷机组(冬季为换热器)采用先并后串连接方式，这种连接方式的好处是水泵/冷水机组可以互为备用，机房内管路相对简单。控制方式:空调末端(空气处理机和风机盘管)设备设电动两通阀，分水缸、集水器之间设DN200旁通管，旁通管设压差控制阀(TCYC-200)和电磁流量计。旁通阀的开度与流量应成线性关系。

4 空调风系统

写字间、客房及小型会议室等房间采用风机盘管加新风空调方式，风机盘管设在房间吊顶内，双层百叶风口顶送，单层百叶风口顶回。新风由新风机组将室外空气处理后直接送到各个房间。为便于调节，一层大堂也采用风机盘管加新风空调方式。大门处用电热风幕封闭。新风机组采用吊装形式，设于新风机房内。室内设温控开关与水管路的电动两通阀配合。二层宴会厅室采用全空气系统，设两台组合式空调机组，型号为MDM1012，风量25 000 m3/h，制冷量 165.80 kW，机外余压 400 Pa，电机功率11 kW。设有混合段、初效过滤段、中效过滤段、表冷段、高压水加湿段及垂直送风段。同时设有电动新、回风调节阀以调节新、回风混合比。三层大会议厅因层高较高(净高6.9 m)、面积大(1 352 m2)、使用频率较低，为保证冬季供暖的效果，采用全空气系统辅以地板辐射供暖方式。在舞台及侧台部分敷设地热管，以保证大会议厅不使用时，可以保证5℃，而不用开启空气处理机，起值班采暖作用，这样可以大幅度节能。两台空气处理机的型号:MDM1315，参数:风量 40 000 m3/h，制冷量 282.52 kW，机外余压400 Pa，电机功率15 kW。地下一、二层车库仅考虑冬季供热工况，各设一台MDW200H吊顶式空调机组，供热量为325 kW，风量为20 000 m3/h。

5 通风及防排烟系统

地下一、二层车库平时按5次/h～6次/h排风，送风采用新风机组加诱导系统，冬季送热风，夏季采用自然风;着火时，按6次/h排烟，排烟风机采用消防风机，风机入口设280℃防火阀。着火时，补风采用新风机组补风，诱导器关闭。

地下一、二层设备用房送排风系统按防火分区设置，每区设若干个防烟分区，每个防火分区内设一送排风机房，每个防烟分区内设一常闭风口。着火时，着火区排烟口打开，风机高速排烟。平时按5次/h机械通风，风机低速运行，地下二层配电室平时按4次/h机械通风，着火时排烟，风口采用常开单层百叶风口。消防风机入口设280℃防火阀，与风机连锁。送风机出口设70℃防火阀，入口设电动新风阀与送风机连锁控制。

卫生间按10次/h机械通风，采用吊顶式排气扇。

防烟楼梯间、合用前室分别作加压送风系统，送风机设于屋顶;楼梯间风口采用单层自垂式百叶风口，每三层设一个;前室风口每层设一个，采用多叶对开风口，可手动也可电动，与送风机联锁控制。着火时感烟探头发出火警信号，消控中心接通DV24V电流打开着火层及相邻两层风口风机加压送风。

送新风的房间均设置了机械排风系统。小房间采用吊顶式排气扇;大空间采用机械轴流风机统一排风，餐饮区厨房补风尽量考虑采用就餐区回风。

穿越空调机房的风管处设70℃防火阀。地下、室外及楼顶送排烟风管材料选用镀锌铁皮制作。地下风管用19 mm橡塑板保温作防结露处理。与吊顶排气扇连接风管采用柔性铝箔保温软管，写字间及其他房间均自然通风换气。

6 绿色材料的选用

6.1 水系统管道附件

从经济性和实用性考虑，空调主管道采用无缝钢管，管径小于80的冷热水管道采用 NFβPP-R管，导热系数 0.098 W/(m◦K)。NFβPP-R是以α晶型无规共聚聚丙烯为基料，采用β成核技术与纳米成核技术相结合并在熔融聚合条件下合成的高技术、高品质产品。经过考察和经济性比较，本工程在φ 90以下应用该管材。主管道阀门采用钢制硬密封蝶阀，与风机盘管连接的阀门采用与管材配套的闸阀。水管道保温材料采用柔性泡沫橡塑材料，管径不小于100的管道，保温厚度32 mm;管径小于100时，保温厚度25 mm。

6.2 风管道材料

地下、室外及楼顶送排烟风管材料选用镀锌铁皮制作。地下风管用19 mm橡塑板保温做防结露处理，与吊顶排气扇连接风管采用柔性铝箔保温软管。空调地上送排风管材料设计选用25 mm厚玻璃棉板直接风管系统，承插式连接，容重80 kg/m3，内涂防霉杀菌涂层，外贴进口铝箔贴面。但根据过去的使用经验，感觉玻璃棉风管强度低，在风阀误操作时很容易损坏。经反复论证，决定选用玻镁复合风管系统，该材料是由两层高强度无机材料和一层保温材料复合而成，具有重量轻、不燃烧、保温性能好、漏风率低、风阻小等特点，且施工方便，安装费用低。有资料显示，该风管比铁皮风管节能10%以上。

7 空调系统自控

空调自动控制采用集中管理、分散控制，对各参数与设备进行实时监控，远程启/停控制与监视，参数与设备非常状态的报警等。

对设于裙房二、三层的空调机组，新风、回风的风管上均设电动调节风阀，根据季节变化自动调节新回风比例，同时对机组的风机进行变频控制:在人员活动区域内，根据设置的多个感温探头反馈的温度信号调节风机的转速，以控制空调区温度满足设定要求。

对制冷机与循环水泵的控制前面已经述及，冷却塔风机采用变频控制，根据要求的冷却水入口温度调节风扇的启动台数和转速。制冷系统的启停顺序为:

启动顺序:冷水泵→冷却水泵→冷却塔风机→制冷机。

停止顺序:制冷机→冷却水泵→冷却塔风机→冷水泵。

联锁控制:

送风机与新风电动阀联锁，回风机与排风电动阀联锁，风机停阀关，风机开阀开。

风管穿过机房隔墙或楼板处均设防火阀。火灾时温度达到70℃，防火阀关闭，由消防中心控制空调系统风机停止，防排烟风机开始运行。当烟气温度达到280℃时，装于排烟风机前的防火阀关闭，风机停止运行。

前室的加压风机与每层送风口联锁，当某层着火时，打开着火层及上下层的送风口。

报警:空调机组内初效过滤器超压报警;冬季水系统防冻报警。

遥测与工况显示:对冷水、热水供回水温度、供水总管流量、各空调机组、风机、冷水机组、冷水泵、热水泵、冷却水泵、冷却塔风机、电动二通阀、电动风阀等实行监控和运行工况显示。

对冷水机组、水泵、风机进行运行时间累计。对空调、通风系统运行状态、参数、动态流程图作显示打印。

8 系统特点

1)运行经济，体现了节能环保。2)室内人员舒适性提高。3)使用环保管材应用于水系统及风系统。

9 节能系统的改进可能

9.1 地板辐射采暖的应用

对于大空间来说，夏季制冷工况比较容易满足温度要求，但冬季采暖期，仅靠全空气系统的上送上回送风方式很难保证室内温度。实践证明，地面辐射供暖是一种非常好的方式，所以一层大堂和二层宴会厅如果能够敷设可调节的热水地面辐射供暖系统，空气处理机仅提供所需的新热风负荷，不但可以节能，而且实际使用效果也将优于目前的全空气系统。

9.2 置换通风的应用

三层大会议室净空高度6.9 m，面积1 352 m2，采用上送上回的全空气空调系统(混合通风)是不节能的，且由于新鲜空气先经过高处，到人员活动区时已经相对污浊，不能保证空气的新鲜度，对人员密集的大会议厅尤其如此。置换通风将热湿处理后的新鲜空气，通过空气分布器直接送入活动区下部，较冷的新鲜空气沿着地面扩散，从而形成较薄的空气湖。室内人员及设备等内热源在浮力的作用下，形成向上的对流气流，新鲜空气经过人员活动区域后向上部流动，热浊的污染空气由设于房间顶部的排风口排出。这种方式不但可以大幅度节能，而且会使人员活动区取得的空气质量更好。

9.3 一次泵变流量系统

一次泵定流量水系统尽管初投资小、系统简单，但节能效果相对较差，如果能够采用一次泵变流量系统将会取得较好的节能效果。对于定流量水泵来说，由于流量的调整只能是启、停整台水泵，末端装置的电动两通阀关闭后，多余的水流量(小于一台泵的流量)只能通过旁通管，而不能减少水泵的电耗。从某种意义上说，一次泵定流量系统中空调末端设置的电动两通阀除了增加投资外，起不到任何节能的作用。一次泵变水量控制是将冷水循环泵改为变频泵(或变频控制)，水泵转数由水系统末端的供回水压差控制，旁通阀门只有在系统流量小于制冷机组最小流量时方可打开，这样才会真正的实现节能，当然一次泵变流量控制在设计上要相对繁琐。

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