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1、武汉水游城空调设计方案探讨（草）一、 项目概况1、本项目地处商业金融中心汉口，基地面积为24049.79平方米，与武汉广场、世贸广场等商业设施一列排于解放大道之上，属武广商圈，是商业繁华一等地块。2、 基地北侧为解放大道，东侧为友谊路、南侧为京汉大道，西侧与崇光百货购物中心为邻。本项目由商业、写字楼、公寓式酒店分所组成，地上总建筑面积达214373.28平方米，地下总建筑面积为79402平方米，总建筑面积约293775.28平方米。写字楼位于基地南面，我们称之为南塔楼，公寓式酒店位于基地北面，称之为北塔楼。本项目商业为11层，屋顶标高为56.7米，南塔楼为54层，其中1-11层为商业，其余部分
2、为写字楼，屋顶标高将超过250米，北塔楼总层数为31层，其中1-11层为商业，屋顶标高为118.7米。共有4层室，地下一层为商业及公寓式酒店后场，地下2-4层为车库和设备用房。二、 项目的功能与目标1、水游城，是家庭型，时间型，乐游型消费的购物城。-悦动的文化气息 、欢欣的社交氛围、新潮的体验环境 -让所有人都能乐在其中，欢享时光。2、水游城以“文化、体验、互动”发展城市魅力生活是第五代shoppingpark商业城市综合体三个维度：五种元素，五感体验，都市文化剧场开放式、享受型、文化性、互动化城市生活三种倡导：时间型消费、体验型消费、激发型消费3、水游城城市形象窗口与城市名片的打造。是一个符
3、号，一处地标，一种信仰。是一个城市文明发展的象征。4、水游城品牌价值“六维”品牌价值链开发价值/带领中国城市综合体升级进入第五代，城市生活方式和品质的时代价值得到跨越式提升。连锁价值/鹏欣集团“十年百城” 战略赋予水游城不可估量的品牌前景。企业与企业领袖价值/水游城的品牌魅力将水游城与上下游关系企业及企业领袖聚集到一起，价值共识。资本价值/鹏欣.水游城，中国新一代综合体模式引发的全球资本投资市场关注。 产品价值/公寓为城市经济、文化、以Shopping Park、星级酒店、高级写字楼、品质居住中心的第五代城市综合体带来的城市价值升级。文化价值/中国商业地产首次注入城市人文理念，以都市文化剧场和
4、五大自然艺术元素为灵魂的城市精神地标的出现，水游城担负起将文化互动内涵为城市文化品位进步的城市使命。三、 近年来中央空调的发展中央空调领域最顶级的品牌,分为美系和日系,水系统是美系的代表，技术处于顶尖的地位。其中开利,约克,特灵,麦克维尔为四大品牌。他们定位的终端市场是商用而不是家用,他们的多联机制冷量都在10kw以上,。氟系统那还是日本的大金、三菱。最后补充一点，空调其实是个“半成品”，安装质量的好坏直接影响空调性能的好坏，特别是氟系统，空调安装一定要严格要过细。 另外，新风系统即将成为我国室内空气处理必不可少的。新风系统是持续高效的对室内外空气进行24小时不间断循环，并使进入室内的新鲜空气
5、通过内置的高效空气过滤净化系统处理的空气置换系统。也是室内空气新鲜度调节器，被昵称为“房屋的呼吸系统”。它具有为室内引入新鲜空气、祛除室内污染、清新空气作用。新风系统是运用“生态祛污法”从根本上进行解决室内空气质量的高科技健康产品。中国预防医学科学院环境卫生检测所的专家指出：造成室内空气污染最重要的原因是通风不良。因此，通风换气是改善室内空气质量最主要的方法，同时，也是排出室内毒性化学污染物最有效手段。新风系统的诞生将会对室内空气处理市场产生强烈冲击。最后，地源热泵、毛细管网技术由于不适合我们的项目，顾不多阐述。四、 同类项目采取的方法和措施，以及遇到的问题。中国大型公共建筑不足城镇建筑总面积
6、的4%，但能耗却占中国城镇建筑总能耗的20%以上。发展出一套解决中国实际问题的低能耗大型公共建筑技术，可大大缓解由于目前城市建设中大型公共建筑比例的增长将造成的城市电力供应紧张状况。长江流域的特点是：冬季短，室外温度多在0左右；夏季长，普遍需要空调；梅雨期需要除湿；地表水资源丰富。对于这种气候与自然条件，应该发展各种热泵方式，系统解决采暖和空调需求。目前在长江流域建设大型热电联产集中供热和热电冷三联供项目，无论是以燃煤还是以燃气为动力，都存在很多的能耗不合理问题。长江流域地区冬季短夏季长，而夏季使用发电余热制冷时的制冷效率仅为电制冷效率的20%左右。采用集中供冷要依靠大型循环管网输送冷水，这直
7、接导致循环水泵电耗增加。项目名称定位客户定位空调系统世界级滨海摩天国际公寓最舒适的住宅-CBD、全海景、亲奥运、摩天楼、国际化、臻藏品；豪华、高贵、科技、海景。超过1000万，注重居家品质，至少有短期享受高标准生活的经历。社会名流（政府、演艺界）、行业精英（跨国公司、国内大型企业），海外投资者 水系统+新风系统+VAV（变风量）系统+霍尼韦尔WEBS控制系统杭州.东方润园豪华、高贵、科技、“中国十大超级豪宅”社会名流 、行业精英 ，海外投资者大金VRV系统+楼控系统南京水游城家庭型，时间型，乐游型消费的购物城。第五代shoppingpark商业城市综合体开放式、享受型、文化性、互动化城市生活的
8、城市居民水环热泵系统（分离式水环热泵机组）武汉雷王金融大厦5A智能办公楼宇白领精英大金VRV系统+霍尼韦尔WEBS控制系统武汉新长江广场5A智能办公楼宇+商城白领精英+城市居民水冷螺杆式冷水机组华润万象城大型购物中心、国际5A级写字楼、超五星级酒店、高档住宅和服务式公寓。6台离心机、2台风冷热泵机组+霍尼韦尔WEBS控制系统五、 项目空调设计方向及要求。水系统通风空调VAV 热回收防排烟系统摘要：主要介绍该工程空调水系统及空调系统的设计特点，并简要介绍了通风、防排烟系统关键词：水系统通风空调VAV 热回收防排烟系统1 工程概况该商业广场位于武汉市江汉区。项目总建筑面积 ，（其中空调面积 ），地
9、上与地下面积分别为 、 。地下 层，其中负 层为设备用房及地下汽车库，负 层为超市、百货、餐饮等商业区。地上 层，其中 至 层为裙楼商业部分（包括商铺、百货、电影院、餐饮等）， 至 层为办公楼（ 层为避难层）。建筑主屋面高度为 m，东西向最长距离 m，南北向最长距离为 m。2 空调冷热源系统商场及办公楼夏季冷负荷 kW，空调面积冷负荷指标206W/m2；冬季热负荷 kW，空调面积热负荷指标69W/m2。根据工程使用功能特点及业主对工程的定位，空调冷热源机组采用常规的电制冷机组、燃气热水锅炉。空调冷源选用4-6 台高效离心式电制冷机组，其中3-4 台每台制冷量为7032kW（电源10kV）；另外
10、1-2 台每台制冷量为2110kW（电源380V），以满足不同时段、季节冷负何差异较大的特点，冷冻水供回水温度为6/11。热源选用4台制热容量为2800kW 的常压热水锅炉，供回水温度为90/75，通过板式换热器换热后，提供60/50的采暖热水。冷水机组、热水锅炉分别放置于地下3 层及1 层。由于空调制冷机组其中4 台机组采用10 kV 的独立工作电源，与市政的电压级别相符，减少了变压器等变配电设备的初投资及相应的设备房占用面积，亦减少了变配电设备运行损耗。3 空调水系统冷热水采用机械循环四管制闭式系统，为商场、办公楼外区提供采暖水系统。外区空调机组、新风空调机组及风机盘管为四管制，内区机组盘
11、管为单冷型。冬、夏季冷热水转换依靠空调末端设备的电动二通阀自动切换来完成。水系统使用一次泵定流量、二次泵变流量系统。一次泵水系统根据空调负荷对冷水机组或锅炉进行台数控制，二次变频水泵根据各功能区负荷变化利用变频器进行流量和台数控制，以达到最优的节能效果。该工程单体面积大，功能复杂多样，因此根据不同功能区负荷特性、管路特性差别大的特点，设置不通的泵组为各功能区输送冷热水。对于商场，设置两组变频水泵，分别供给商场的东、西区，东、西区各设置3 组立管。办公楼水系统分为低区、高区，由一组变频水泵供给。办公楼高区冷热水经过设置17 层的水水板式换热器换热后，经水泵输送至高区末端设备。商场、办公楼低区的冷
12、热水温度分别为6/11、60/50，办公楼高区的冷热水温度分别为7/12、55/45。商场、办公楼水系统分别采用异程式、同程式系统，各层总支管设置平衡阀，以解决水力失调问题。为了满足办公楼计算机房24 小时空调的需求，在办公楼屋面设置2 台（一用一备）专用的闭式冷却塔，提供32/37的冷却水至办公楼高区各层计算机房。在17 层空调设备房设置水水板式换热器，冷却水经换热后向办公楼低区计算机房提供33/38的冷却水。办公楼计算机房空调末端设备采用水冷热泵机组，由各承租户根据需求自行安装。4 空调风系统4.1 商场风系统4.1.1 风系统特点商场风系统主要分为集中空调风系统及半集中空调风系统。对于购
13、物通道、百货、电影院等大空间采用集中送风空调系统，而小商铺等采用风机盘管新风系统。根据商场各区功能、内装修可变化的特点，对于各承租户区，预留新、排风接口，由各承租户在安装空调设备时自行接管。如此，既节省了初次安装费用，亦可以给各承租户室内装修时更多的灵活性和自主权。根据商场各功能区运行时间的特点，新风系统按照商铺、餐饮、百货等分开设置的竖向系统。新风由新风机组集中处理后送入室内。餐饮、百货等各层排风汇集排风立管，由设置于屋面的排风机排至室外。而中庭两侧商铺的排风，根据气流由高压向低压流动的特点，汇集中庭后，由设置在中庭屋面的排风机集中排至室外。4.1.2 商场新、排风系统及购物通道集中送风系统
14、控制商场人员不同时段变化较大，为了使室内新风量随人员而变化，在房间或回风道上设置检测器，根据CO2 气体含量自动调节新风量，排风量按新风一定比例进行调节。新、排风机设置变频驱动器，根据风道压差的变化，通过改变新、排风机的转速来实现系统新、排风量的调节。购物通道空调采用风量或水量两种控制方式控制室内温度。当送风量在额定风量70以上时，由设置在回风口处的温度传感器，控制风机变频器动作，调节风量，以达到回风温度的控制。当风量达到额定风量70而回风温度仍低于设定值，采取水量控制。由设置回风口处的传感器，控制水路电动二通阀动作，调节水量，以达到回风温度的控制。4.2 办公楼风系统4.2.1 办公楼大堂设
15、置组合型空调箱，采用单风道集中送风方式，供应空调冷热风。由于大堂层高高达 m，且外墙采用全玻璃幕墙。空调气流组织采用上送上回方式，为了保证冬季大堂工作区温度在设定范围，在大堂外侧设置地板送风装置，冬季开启送热风。4.2.2 标准层该办公楼为高级办公场所，主体南北向且呈长方形，核心筒距离外维护结构约11m，且还大面积使用了玻璃幕墙，存在较明显的内、外区。在冬季部分时段，办公楼北侧和南侧热负荷不平衡，有可能出现北侧需要供暖、南侧需要供冷或外区需要供暖、内区需要供冷的情况。为了解决负荷不平衡问题，办公楼设计了内、外区分离系统：采用单制冷变风量系统（VAV系统），内外区分别设置VAV BOX，且外区为
16、带热水盘管动力型VAV BOX。夏季房间要求供冷时，依靠内、外区的VAV BOX根据温度传感器分别控制内、外区温度。冬季，内区要求供冷、外区要求供热时，利用外区VAV BOX的热水盘管提高外区的送风温度，以实现内、外区温度的控制。办公楼标准层新、排风分低、中、高区三部分，新风处理设备分别设置于避难层、屋面层。新风先经过全热回收转轮预处理，并经过新风机组的处理后通过竖向风道送至各层的空调机组。排风由空调排风机和各层的卫生间排风机来完成。为了保证新风量，在各层的新、排风支管设置定风量装置。过渡季节，通过风阀的转换，办公楼新风不经过全热回收转轮的预处理，由新风机组直接输送至办公楼各层空调机组。5 通
17、风系统地下车库、卫生间、设备房等设置机械通风系统。通风量按换气次数或房间的发热量确定送排风量。对于变配电房，为了保证在夏季极端室外条件下，变配电设备能正常运行，采用通风与空调并用的方式；而对于餐饮的厨房，对补风进行预处理，以保证厨房有较好的工作环境。6 消防防排烟系统对于该项目中有回廊、无可燃物且高度大于30m 的中庭，在回廊设置机械排烟系统，中庭不设置排烟系统；其他高度小于30m 的中庭，设置机械排烟系统，自然补风。商场各功能区均按要求设置机械排烟系统。各防烟楼梯间、消防电梯前室或合用前室及办公楼避难区分别设置机械加压送风系统。内走道按规范要求设置机械防排烟系统。地下停车场设置机械防排烟。所
18、有穿越防火分区的风管设置防火阀。各层水平支管与竖向风道连接处设置防火阀。7 结语对于民用建筑舒适性空调，暖通空调系统的主要设计任务是为了创造一个舒适、卫生、安全的工作环境。对于在冬季需同时供冷及采暖的变风量系统，应根据项目的特点与要求，合理选择变风量系统，以达到最佳的舒适性、运行、控制等方面的设计要求。六、 控制系统在空调项目中的角色与效果。楼宇自动控制系统 (BAS Building Automation System),简称为楼控系统，又称为建筑设备自动化系统，是建筑智能的重要组成部分，将对整座建筑的空调系统、新风机组、制冷机组、冷却塔、风机盘管、水箱水位、照明回路等系统进行信号采集和控制
19、，实现大厦设备管理自动化，起到集中管理、分散控制、节约能耗的作用。按有关标准和规定完成布线和设备安装I作以后，就可以实施对各种设备的监控了。下面分别说明各种设备的监控情况。.1 空调机组当空调机组工作时，控制程序将利用风道温度和 湿度传感器cPM65采集的回风温度和湿度与设定的温度和湿度进行比较，利用先进的比例积分微分（PID）算法闭环调节盘管供水阀门的开度(按冬季模式和夏季模式分别调节)和加湿器。由于算法先进，可使振荡最小，并保持精密的控制，始终使室内的温度和湿度接近于设定值。因为室外新风温度在大多数情况下都与设定值相差较多，无论升温还是降温，都要消耗能量：为此，我们根据空气质量检测的结果，
20、由程序自行调节新风阀的开度，既可保证室内空气质量，又可避免能量的浪费。在春秋过渡季节，因无需温度调节，可将新风阀全开，以获得尽可能多的新鲜的空气。通过网络和软件，可以实现在中央控制室对各空调机组进行控制和管理。还可以将各空调机组的风机运行状态、风机故障报警、过滤阻塞报警、盘管低温报警等传到中央控制室的控制主机上，一旦有报警发生，程序将使现场控制器做出关机和开水阀等保护动作，以免设备受损。2新风机组因为新风机组和送风机组无回风，所以风道温度和湿度传感器GFM65安装在送风管道上。对新风机组和送风机组来说，只要机组工作，新风阀就得全开，不需要调节，所以选用开关式风阀驱动器。因为进来的都是新风，所以
21、不用监测空气质量。其它情况与空调机组相同。3 送风机组送风机组工作情况与新风机组大体相同。区别只有两点：其一，送风机是为地下车库送新风的，不需要调节湿度；其二，送风机组在发生火灾事故时必须启动，当消防系统启动送风机时，新风阀必须随之全开。为此，我们使用控制风机启停的主接触器的辅助触点的开闭来控制新风阀的开关。4 冷冻与冷却水系统冷冻冷却水系统由冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、分水器、集水器和冷冻机组等组成。要监控的数据点数量多、类型复杂。我们利用一台MEC-40、若干模块、若干前端设备加上我们在Insigh基础上开发的软件完成这些设备的监控工作。具体控制情况如下：冷冻冷却水系统由软件控制，严格按规
22、定的顺序和时间间隔启停各种设备，我们的控制顺序如下：开机：开冷却水阀门开冷却塔风机开冷却水泵开冷冻水阀门开冷冻水循环泵开冷冻机组。关机：关冷冻机组关冷冻水循环泵关冷冻水阀门关冷却塔风机关冷却水泵关冷却水阀门。冷冻机组运行时，随时检测冷冻冷却水的水流状态，一旦有冷冻或冷却水停止流动，立即停止冷冻机组运行，以免结冰，造成冷冻机组损坏的严重后果。我们的程序不但可以控制每台冷冻机组的启停，而且还可以使整个冷站达到最低能耗，达到最低的主机折旧率。在管道的适当位置设置温度传感器，以测量空调水供回水温度，根据程序或管理的日程安排自动开关冷冻机组；根据管理的要求自动切换4台机组的运行次序，累计每台机组运行时间
23、，自动选择运行时间最短的机组运行，使每台机组运行时间基本相等，以延长机组使用寿命。自动监测各关键设备的运行状态，故障报警，并按照实际情况自动启动备用设备；根据总管水流量及供回温度，计算系统总负荷来控制空调机组的运行台数。当负荷大于一台机组的15%，则第二台机组运行。我们在分水器和集水器之间安装了旁通调节阀，并在供回水管路上分别安装了压力传感器，根据冷冻机组供回水压力差来调节冷冻水旁通阀开度。确保冷冻水系统供水压力稳定。我们在冷却水的供回水总管之间安装了旁通调节阀，通过调整冷却塔风机运行台数和冷却水供回水旁通阀开度，使冷却水供回水温度保持在设定的范围内。补水泵的启停也是由程序控制的。监测膨胀水箱
24、水位，当水位降到低限时启动补水泵，当水位上升到标准水位时停补水泵。在实现自动控制的同时，在中央控制计算机上显示膨胀水箱的水位和补水泵的运行状态，并可做到超低水位报警。5热换站热换站与冷冻系统共用一个MBC-40。我们在管路的适当位置安装了温度传感器和热水调节阀。监测热换器二次侧的供水温度，程序将此温度和设定值进行比较，采用比例积分微分算法闭环调节换热器一次侧的供水流量。在保证供热要求的情况下，尽可能地节约能量。6 给排水用水位开关监测生活水池的水位，根据设定的高低水位控制供水阀的开关。水位降到低水位时开阀，升到高水位时关阀，并做到超低水位(水池将无水)和超高水位(水将溢出)报警。 根据供水管路
25、的压力，控制供水泵的启停，监测供水泵的运行状态，故障时报警。用水位开关监测各积水坑的水位高低，当达到高水位时启动排污泵，当水位下降到低位时停泵。每个积水坑中有两个排污泵，程序每次都选择累计运行时间少的泵运行，以确保设备使用均衡。为防止因排污泵等故障，造成污水溢出，我们监测了超限报警水位，当达到此水位时，系统将报警，以便工作人员及时处理。7 热风幕*房地产交易中心大厦采用的是电热幕，这种电热幕要求电热器关闭后，风扇要继续工作2-3min，以免余热散发不出来，造成损坏。厂家提供的电热幕有两个按键，分别控制电热器和风扇，可在现场手动操作。 楼控系统若想控制热风幕有两种方法：其一是用控制器分别控制电热
26、器和风扇。从技术上讲很容易，但要增加一倍的控制点，而控制器的价格又很高，每增加一个控制点，将增加一千元左右的投资，建设方难以接受。另一种方法是将热风幕的供电回路分为主回路和辅助回路，主回路为电热器供电，辅助回路为风扇供电。重新设计一套控制回路，使主回路一接通，辅助回路随之立即接通，而当主回路继开时，辅助回路延迟一段时间才断开。这样做既达到了控制要求，也节省了投资，所以我们选择了这种方法。仅此一项，就为*房地产交易中心节省了近四万元。在楼控中心计算机上，程序首先采集环境温度，当环境温度低于设定值(我们定为IOC)时，根据预先设定的时间表控制每台热风幕的启停，并显示热风幕的工作状态。当有特殊情况时
27、，在现场和楼控计算机上都可对热风幕进行手动启停。8 照明我们利用MBC、DPU、计算机和软件配合，对每一回路按预先设定的时间表进行控制。必要的时候，在现场和楼控计算机上都可对每一路灯进行手动开关。对公共走廊和泛光照明也实现了光控制。即：当该处较亮时不开灯。每一路灯的状态可在计算机上显示，并可累计开灯时间。为防止突然灯灭，我们用数字输出点的常闭触点控制灯回路。.9 变配电我们监测了全部4台变压器的输出功率、功率因数、用电量和次级回路每相电压、电流，并可按时间累计这些数值。当出现过压、欠压、过流等异常情况时报警。所监测的各项参数均可在楼控计算机上显示。10 风机盘管由于风机盘管在空调系统中只起微调
28、作用，各个房间对温度的要求也不统一，很难集中控制。而且，可通讯的风机盘管控制器的价格是普通型的数倍(362个风机盘管控制器将增加相当多的投资)，从性能价格比来看，至少在现阶段，采用连网集中管理分散控制风机盘管的方式意义不大。所以我们在风机盘管所在房间安装了手动风机盘管控制器，由各房间人员自行调节。但考虑到节能，我们将这些风机盘管分为4组，每组由计算机来控制其电源和水阀，避免楼内无人时还有许多风机盘管开着造成浪费。11 排风机这些排风机平时用作排风，火灾时用作排烟。为了便于设备的集中管理，我们在不影响消防系统的情况下，对每台排风机进行启停控制，使其按一定的时间间隔定时启停。必要的时候，在现场和楼
29、控计算机上都可让每台风机进行手动启停。计算机上可对每台风机的运行状态和故障状态进行监视，累计运行时间。楼宇自控中央管理计算机楼控中央控制计算机上安装了楼控管理软件，我们在此软件基础上进行了二次开发，使其和各控制器实现通讯，完成对各控制器的管理。各种机电设备都是在现场控制器MBC、MEC的程序控制下工作的，但必要时，在楼控中央控制计算机上可以随时改变任意设备的启停状态。在屏幕上可以实现三维图像显示每台设备的系统图，如：冷水机组、水泵、空调机组等。现场控制器随时与楼控中央控制计算机交换数据，楼控中央控制计算机可显示所有测量点如温度、流量、压力、压差等动态趋势图，可监视各设备的工作状态和故障报警。一旦有报警发生，现场控制器将做好保护动作，计算机发出声音，同时在屏幕上显示出报警位置和性质，以提醒工作人员及时处理。可打印输出自动记录及空调系统负荷，并可根据管理部门要求以不同时段累计负荷情况并打印。所取得的效果与同等规模，不采用楼宇自动化控制的大厦相比(1)可节约电能30%以上；(2)可节约60%人力；(3)延长设备使用寿命；(4)可以更充分地满足用户需求。
