刘坡军，许国强

（1.广东省建筑设计研究院，广州510010；2.广东省建科建筑设计院有限公司，广州510500）

1 建筑概况

本工程建设地点位于佛山市佛山新城区核心位置。总建筑面积为28.83万m2：其中地上17.04万m2、地下9.49万m2。建筑高度31.8 m、部分23.1 m，地上由七栋建筑群组成。建筑层数：地上七层、部分四层，地下一层。建筑实景见图1。

功能布局：地下主要为汽车库、设备房及大型厨房，部分战时为人防工程；地上由 A1、A2、A3、B、C1、C2及C3栋组成，其中B栋为大型会议中心 （包括1200人大型会议礼堂1间、600人会议厅1间、250人会议厅1间、40～60人会议室及信息发布大厅60间、中式会议接待大厅1间、西式会议接待大厅1间等），A1栋为指挥中心及商务办公区，A2栋为商务办公区、A3栋为5000人大型食堂、康体中心，C1、C2及C3栋为对外服务中心和商务办公区。

图1 建筑实景图

2 空调设计难点

（1）合理选择空调冷热源系统，满足项目规模大、功能复杂、标准要求高、使用时间不一致的要求；

（2）大型会议礼堂、对外服务中心等高大空间空调气流组织方案选择；

（3）人员密度高、新风需要量大的会议中心、员工食堂等区域空调排风热回收问题；

（4）各栋商务办公区多联空调新风方案选择；

（5）空调废热回收，为员工食堂、康体中心提供免费生活热水；

3 空调系统设计

3.1 空调冷热源及空调系统选择

本工程功能复杂，集会议、办公、餐饮、康体及对外服务中心的综合建筑群，考虑到各功能区域的使用不一致性，同时考虑到各栋单体楼空调管理的便利性，采用如下空调系统形式：

（1）B栋会议中心和A3栋员工食堂、康体中心夏季采用水冷集中式空调系统，冬季采用风冷螺杆式热泵空调系统 （集中水冷式中央空调系统主机配置见表1）。

B栋会议中心和A3栋员工食堂、康体中心均为大空间场所，人员密度高，单位面积空调负荷大，B栋和A3栋负荷高峰时段不一致，选用集中式空调系统有利降低系统冷热源总负荷配置，减小初投资；主机采用二大一小搭配，同时满足负荷高峰供冷运行和部分负荷高效运行要求；空调水泵采用变频调节，有效降低空调水系统输送能耗；B栋和A3栋相邻，地下层连通，供冷半径在节能可控范围。

（2）C1、C2及C3栋一、二层对外服务中心为大空间场所，空调末端采用全空气系统，使用时间集中，选用集中式空调系统 （集中水冷式中央空调系统主机配置见表1）。

（3）A1～A3、C1～C3栋商务办公区采用一次冷媒变流量多联中央空调系统 （冷暖型），选用的高效变频多联空调，其单模块的IPLV（C）≥4.5（国家一级能效标准是3.6），部分负荷下效率高，同时满足上班高峰负荷和加班部分负荷空调要求，使用灵活，管理简便，节省空调运行费用。

表1 集中水冷式中央空调系统主机配置

图2 大型会议厅气流组织图

3.2 高大空间的气流组织设计

B栋会议中心1200人会议厅气流组织方案，多功能厅观众席占地1056m2，层高21.3m，观众席座椅呈阶梯式分上、下两层设置。由于观众席下部为其他建筑功能，其设备走管空间有限，建筑条件不适合在观众席下方设置风管送风的下送风方式；会议室观众席四周均设有多孔吸音板，送风口无法进行侧送设置，同时，装修专业也不允许送风管道在会议室两侧明装或者装饰外包，而且观众席对噪声控制也相对严格，设置喷口高速射流产生的气流噪声也不可忽视，故分层空调也不适用于本观众厅。综合以上考虑，最后大会议室的空调方式选择传统顶送风方式，处理后的低温空气通过顶棚设置的旋流风口，将空气以螺旋状送出，产生相当高的诱导比，使送风与周围室内空气迅速混合。整个风口在多股射流作用下，产生一团涡流，涡流中心区域形成一个负压区，诱导室内空气与送风混合。回风设置在距起始第一排座位建筑标高高500mm的位置 （大型会议厅气流组织见图2，大型会议厅实景图见图3）。由于新排风量较大，能耗较高，故采用带转轮热回收的空气处理机，以降低空调运行能耗。

图3 大型会议厅实景图

3.3 多联空调系统设计

为了减小冷媒管长和室内外机高差导致的冷量衰减，通常会选择在建筑每层设置空调机房，这样不仅浪费了本层的有效建筑面积，而且受建筑外立面的限制，空调机房通常会设置在建筑各层的同一位置，在夏季制冷条件下，下方机组排出的热气流在热压作用下上升，部分被位于上方的机组吸入，其工作环境温度升高，导致高层部分机组的工作温度过高，机组效率下降，严重时甚至会导致机组停机。

综合以上各点考虑，结合本项目设置多联空调系统的办公楼总建筑高度仅31.8m（冷媒管竖向高差最大28m），方案选择将各栋办公楼的室外机均集中布置在屋面层，制冷剂管长和室内外机高差导致的冷量衰减均在可接受范围内。

4 空调节能设计

4.1 水冷空调系统的节能设计

（1）本工程B栋和A3栋采用蒸汽压缩式冷水机组中央空调系统，空调系统末端 （风机盘管及柜式空调器）变流量运行，由电动二通阀控制末端设备的流量变化，冷冻水泵采用变频调节，以适应因冷负荷变化而引起的末端设备冷冻水流量变化。

（2）本工程C1、C2及C3栋一、二层对外服务中心区域采用蒸汽压缩式冷水机组中央空调系统，空调系统末端 （风机盘管及柜式空调器）变流量运行，由电动二通阀控制末端设备的流量变化，冷冻水泵采用变频调节，以适应因冷负荷变化而引起的末端设备冷冻水流量变化。

4.2 风系统热回收设计

（1）本项目餐厅和大会议室等大空间区域采用全空气系统设计，根据佛山地区设计参数可知，新风负荷占空调房间总负荷的比例较大，一般能达到20%－30%。空调方案利用在全空气系统中设置能量回收装置回收排风的冷量，减少处理新风所需的能量，降低机组负荷，提高空调系统的经济性。基于本项目空调区域的不同特点：餐厅等有存在气味交叉污染的场所，采用蒸发热回收的全空气机组，大会议厅采用带转轮热回收全空气处理机组进行热回收。

（2）本项目A1～A3、C1～C3栋商务办公区新风系统采用板管蒸发式冷凝全热回收新风空调热泵机组，按竖向集中设置新、排风系统，新风空调室内、外机均设在天面，通过设置竖井将处理后的新风送到各层办公房间内，房间排风也通过竖井集中排至天面，作为板管蒸发式冷凝全热回收新风空调热泵机组的冷凝风，回收排风热量，达到节能目的，同时也减少在每层办公楼层设置新风机房所占用的建筑面积，避免新风机组运行噪声对周围其他办公房间的影响。

4.3 冷凝水回收利用

本项目设计将塔楼商务办公区空调系统的冷凝水进行了回收，用于主机的冷却水补水。主楼空调总冷负荷为7058 kW，冷凝水产生量按0.4 kg／（kWh）计，每小时约产生2820 kg的冷凝水。将此水用于C1、C2及C3栋一、二层对外服务中心区域制系统冷却水系统的补水，因主机 （2台制冷量1350kW水冷螺杆式冷水机组，单台冷却水285 m3／h，单台耗电功率241.5 kW）冷却水总耗量仅为4.275 m3／h（按冷却水循环水量的1.5%计算），故单从水量来说，自来水补水量就可减少65%，每年可节水4512 t（每年空调运行按照200天，每天按照8小时计算）。

冷却水温度越低，制冷机的制冷系数越高，可以减少压缩机的耗电量。一般来说，当蒸发温度一定时，冷凝温度每下降1℃，制冷机的耗功率值下降近4%。

若冷凝水温度按20℃计，主机蒸发式冷凝器的冷却水循环温度按30～35℃计，本工程主机蒸发式冷凝器的冷却水循环水量共计约570 m3／h，则将冷凝水回收用于冷却水混合后的冷却水温度t的计算式为：

由式 （1）得t＝29.95℃。

则主机的制冷机的耗功率值下降了0.2%，制冷机耗电功率下降了0.966kW。

因C1、C2及C3栋一、二层对外服务中心区域制冷系统冷却塔安装在裙房屋顶，裙房各楼层的空调冷凝水无法靠重力自流到空调主机的冷凝器，为简化系统，未对裙房空调系统的冷凝水进行回收，而只将塔楼3层以上的冷凝水进行了回收。冷凝水回收再利用的节能潜力也是很大的，应予以提倡。

4.4 冷凝热回收利用

本工程B栋和A3栋空调系统采用两台离心式冷水机组加一台带热回收的螺杆式冷水机组。相比普通冷水机组，带热回收的螺杆式冷水机组增加了一个热回收器，独立连接生活热水系统，冷水机组热回收冷凝器的热回收量为440kW，大大的节省了空调季节生产生活热水的热泵机组的运行费用。

5 结论

本项目规模大、功能多、系统复杂，为降低运行费用、节约能耗，按照绿建二星标准设计，采用多项绿色节能技术：冷凝热回收技术、转轮热回收全空气处理机组、板管蒸发式冷凝全热回收新风空调热泵机组、冷凝水回收等。对绿色建筑技术的合理应用起到了示范作用，特别是对于高密度城市中心区的办公建筑具有较强的借鉴意义，同时通过本示范项目向社会大专宣传先进的绿色建筑技术和低碳生活的理念。

参考文献：

［1］陆耀庆.实用供热空调设计手册 ［M］.2版.北京：中国建筑工业出版社，2008：199.

［2］民用建筑供暖通风与空气调节设计规范：GB 50736—2012［S］.

［3］公共建筑节能设计标准：GB50189－2015［S］.

［4］绿色建筑评价标准：GB／T 50378—2014［S］.