总结了办公楼空调通风系统设计的特点，分析了该设计存在的不足。
关键词：变风量空调系统；定风量空调系统；空调水系统；通风及防排烟；自动控制
1 工程建筑概况
本项目位于中关村环保科技示范园，建筑面积为121008平方米，建筑层数为地下三层，地上四层，其中地下三层为汽车库，设备用房，地下一、二层为数据中心及其附属配套用房；地上一层至四层为数据城堡及其为数据中心服务的办公、会议、休息等用房，本项目数据机房部分的通风及空调系统由分包设计。
2 设计参数
2.1 室内设计参数（见表1）
2.2 室外设计参数
夏季：空调室外计算干球温度35.4℃，空调室外计算湿球温度26.9℃，夏季空调日平均温度30.5℃，室外平均风速1.6m/s，大气压力98.82hPa。
冬季：空调室外计算干球温度-5.1℃，空调室外计算相对湿度59%，室外平均风速2.1m/s，大气压力100.9kPa。
3 空调系统
3.1 冷热源的选择
设计中对每一个空调房间进行了逐时逐项冷负荷及热负荷计算，空调计算冷负荷（不含数据机房空调冷负荷）为3024kW，冬季热负荷为2795kW。结合办公建筑特性，即用电高峰时段空调负荷大，其余时间负荷小的场合，本项目冷源方案采用冰蓄冷系统，热源系统采用燃气锅炉。冰蓄冷系统采用部分蓄冰模式，采用制冷主机上游、蓄冰盘管下游的单级泵串联系统，储冰量为33%；选用两台空调时制冷量791kW、制冰时制冷量524kW的电制冷双工况冷水机组（蓄冰系统用）；能效比COP值为制冰时3.61，空调时5.10；考虑到数据城堡需全天24h空调，同时配有一台基载主机，制冷量为1020kW。能效比COP值为5.13。
冰蓄冷系统二次冷剂为：25%乙烯乙二醇溶液，空调供回水温度为7/12℃。
双工况主机充冷工况参数：溶液温度：-6.5/-2.5℃；冷却水供回水温度：32/37℃；运行时间：8h（23：00～7：00）。
双工况主机供冷工况参数：溶液温度：6/11℃；冷却水供回水温度：32/37℃。
储冷装置参数：充冷温度-6.5℃，充冷时间：8h（23：00～7：00），释冷温度：3.27℃。
基载主机空调工况参数：冷水供回水温度为7/12℃，冷却水供回水温度：32/37℃。
冷却塔设置在数据中心四层屋面。冷水机组及冷水泵设置在地下三层的冷冻机房内。
热源由位于地块内的燃气锅炉提供95/70℃的一次热水引入本工程的地下一层热力间内，由热力采暖分集水器分出三路。一路供集中采暖，一路提供冬季空调的一次热源，管路引至地下三层冷冻机房交换成60/50℃的二次热水供冬季全空气及风机盘管加新风系统使用；一路供办公部分外区四管制风机盘管过渡季供暖，管路引至地下三层冷冻机房换成45/40℃二次热水供四管制风机盘管过渡季供暖使用。三路均在热力间分集水器处设热表计量。
3.2 空调风系统
空调风系统设计以竖向分层、横向按防火分区设置系统为原则，根据建筑使用功能及用途分别对应设置全空气空调系统及风机盘管加新风空调系统。
3.2.1 全空气定风量空调系统
地下二层控制中心、二至四层的数据城堡、首层入口大厅等大空间场合设计全空气定风量空调系统，其中数据城堡空调器选用恒温恒湿精密空调器。全空气组合空调箱均设初效、中效过滤器。空调系统设计为双风机空调系统，在过渡季时可转换成全新风运行。地下二层控制中心、二至四层的数据城堡等大空间场合送风采用散流器顶送，单层百叶集中回风。首层入口大厅空调送风采用球型喷口送风，同侧地面上设单层百叶集中回风，同时在大厅玻璃幕墙处设暗装在架空地板内的风机盘管送风。
3.2.2 全空气变风量空调系统
因本工程主要办公区建筑进深为2个9m跨，所以在办公部分外区设计四管制的风机盘管系统，风机盘管承担围护结构的负荷；风机盘管设在250mm的架空地板内，采用地板管槽式散热器，风机盘管供回水管设置在下一层的顶板下。内区采用变风量空调系统，承担室内部分人员、灯光、设备及新风负荷。对应空调系统设有排风系统，在过渡季时可实现全新风运行。变风量空调系统采用单风道系统，选用冷热型变风量末端装置，风口形式采用条缝风口顶送，单层百叶集中回风。
3.2.3 风机盘管加新风空调系统
本工程在地下一层、地下二层总控中心配套会议休息室、一二层的管理用房及走道、三层的电子档案管理区走道以及四层的技术资料图书库设计风机盘管+新风系统，新风接入风机盘管的送风管上顶送，方便各房间独立调节。
3.2.4 变制冷剂流量多联机空调系统+双向新风换气系统
因与集中空调系统使用时间的不同或必须保证24小时安全运行，在地下一层数据网络机房、通信机房、移动通讯机房、首层消防控制中心、安保监控室等房间设计多联机空调系统，为满足人员的新风量要求，同时设计双向新风换气系统。为保证地下二层中央监控室的空调连续安全运行，设计多联机空调系统作为其中央空调的应急备用冷源，正常情况下采用大楼冷源供应地下二层的中央监控室的空调，应急情况下采用多联机空调系统。
3.3 空调水系统
空调冷冻水系统采用闭式双管机械循环一次泵变流量系统。冷源侧冷水机组定流量，负荷侧各空调末端设置受室温控制的电动两通阀；在冷源侧和负荷侧供回水管路之间，设置旁通管及受压差控制的电动旁通调节阀。空调水系统立管、干管设计为异程系统，夏季供冷、冬季供热。空调水系统均采用软化水补水，补水装置为定压罐补水定压，冰蓄冷乙二醇系统采用乙二醇补液箱高位定压。冷热水泵都设置在地下三层的冷冻机房内。为保证空调水系统的水量分配及压力平衡，在各支路回水主干管上设动态压差水力平衡阀，各支路回水管上设手动调节阀，调节水力平衡。空调冷冻水温度为7/12℃，热水温度为60/50℃，冬夏季手动切换。
4 采暖通风及防排烟系统
4.1 采暖系统
本工程在有水的房间如水箱间、直饮水机房、报警阀间、消防水泵房、细水喷雾机房等设计防冻采暖，靠外墙的卫生间及带淋浴的卫生间设计采暖系统，采暖型式为散热器采暖，地下部分采暖供回水干管布置在每层的顶板下，上供上回；地上部分一至四层靠外墙的卫生间采用垂直双管系统，供回水干管设在地下一层顶板下，下供下回；地下一层顶板下的水管在穿越电气房间处均设有夹层供水管敷设。集中采暖设计热负荷为148kW。
4.2 通风系统
（1）自然通风。所有靠外墙的空调房间均可利用可开启外窗在天气适宜时段自然通风，消除室内的余热和余湿，满足人员舒适性的同时降低空调通风能耗，全空气系统均设计为双风机系统，在过渡季可实现全新风运行。
（2）机械通风。在大楼冷冻机房、直饮水机房、变配电室等设备用房分别设有独立的机械送排风系统，以满足设备用房排出余热和通风换气的要求。
淋浴、更衣、卫生间、茶水、文印均设有机械排风系统或排气扇排风，更衣室设有新风，淋浴与卫生间进风来自于邻近区域，以满足该场合的通风换气要求，保证该房间相对于邻近房间为负压，以免气味外溢相邻房间。卫生间排风水平由排气扇排至竖井，屋顶设排风机由屋顶排出。
地下三层汽车库按照防烟分区设计机械送排风系统，每个防烟分区设计一套送排风系统，排风机兼排烟，送风机兼消防补风。
地下一层的数据网络机房、通信机房、移动通讯机房及变配电间等房间消防采用气体灭火系统，为排除其灭火后房间内充满的七氟丙烷气体，设有气体灭火事故排风系统。
4.3 防排烟系统
地下室内走道及地下总控中心设计机械排烟系统及补风系统，火灾时，由消防控制中心开启着火区域内的排烟口，同时开启排烟风机，并开启对应防火分区内的补风系统。
地上未设计机械排烟的房间采用开启外窗自然排烟，可开启外窗面积不小于该房间面积的2%，外窗至房间最远点不超过30m。
不满足自然排烟条件的防烟楼梯间及其前室设置加压送风系统。采用对楼梯间设机械加压送风，前室不送风的系统形式，防烟楼梯间每隔一层设一自垂式常开百叶风口。
5 自动控制与节能措施
5.1 自动控制
本工程采用直接数字式监控系统（DDC系统），它由中央电脑及终端设备加上若干个DDC控制盘组成，在空调控制中心能显示打印出空调、通风、制冷等各系统设备的运行状态及主要运行参数，并进行集中远距离控制和程序控制。
空调机组、新风机组冷冻水管道上的电动两通阀均与风机联锁控制，空调机组、新风机组的新风入口处的电动密闭调节阀的开闭与风机启停联锁；全空气系统部分设计过渡季节全新风运行措施，尽量利用室外新鲜空气自然降温，减少全年冷水机组开启时间。
5.2 节能设计
空调冷热源采用冰蓄冷方案，可以转移建筑的用电负荷，起到“削峰填谷”的作用，总体上提高发电厂能源的利用效率，缓解用电紧张，还可以降低配电设备和制冷设备的容量。
办公建筑划分内外区，外区采用四管制地板管槽式散热器，内区采用单风道变风量系统，有利于各空调区分别调节室内温度，提高室内卫生标准。
全空气系统设计为双风机系统，在过渡季节采用变新风比调节及全新风运行，当室外空气焓值小于室内空气设计状态的焓值时，采用室外新风为室内降温，充分利用室外天然冷源。
采用直接数字控制系统（DDC系统）的集中空调自控系统，节省空调通风系统运行能耗。
6 设计特点及存在的问题
6.1 设计特点
设计采用了多项节能技术措施：
（1）采用冰蓄冷系统能够对电网起到“削峰填谷”的作用，对于电力系统来说，具有较好的节能效果。
（2）开放式办公区域采用内外分区的空调形式，内区采用变风量形式，外区采用管槽式风机盘管系统，变风量系统具有控制灵活、节能等特点，它能根据空调区负荷的变化，自动改变送风量；随着系统送风量的减少，风机的输送能耗相应减少。
（3）空调系统设计不仅考虑了设计工况，而且考虑过渡季节空调系统采用全新风或增大新风比运行，可以有效地改善空调区内空气的品质，大量节省空气处理所需消耗的能量。
（4）为达到水系统平衡，在各循环水支路设置平衡阀，使得系统设计合理，运行可靠。
6.2 存在的问题
（1）部分办公区域采用吊顶集中回风形式，使空调区域加大，空调能耗上升，不利于节能。
（2）新风接入风机盘管的送风管后送出，会造成送风和新风的压力难以平衡，会影响新风量的送入。
（3）大厅地面回风，空气质量差。
（4）本工程外区管槽式风机盘管设在每层的架空地板内，水管设在下一层的顶板下，其中地下一层顶板下的水管在穿越电气房间时设有夹层供水管敷设，需要暖通专业与土建专业密切配合，做好风管、水管等穿墙及楼板孔洞的预留工作等。
参考文献
[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册第二版[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.
[2]北京市建筑设计研究院.DBJ01-621-2005，公共建筑节能设计标准[S].北京：北京市建筑设计标准化办公室，2005.
[3]北京市建筑设计研究院.建筑设备专业技术措施[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.
[4]住房和城乡建设部工程质量安全监管司，中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调.动力[M].中国计划出版社，2009.
作者简介：周怀改（1981，07-），女，河南南阳人，硕士研究生，工程师，研究方向：室内通风及空调制冷。
