177富华国际会议及展览中心暖通空调设计全文

富华国际会议及展览中心暖通空调设计潍坊市建筑设计研究院丁明光李蕾摘要结合本工程高大空间特点,着重介绍了各展览厅空调系统设计，其中包括各展览厅内，空调系统划分及气流组织的确定,为保证展厅冬、夏季室内空调效果，采用不同的送风方式，空调送风口采用旋流风口、球型喷口及地面送风口等多种形式.空调水系统采用变水量系统、两管制.同时介绍了该工程通风、空调系统自动控制设计.关键词大空间气流组织空调分区HVACdesignofWeifangFuhuaInternationalConvention&ExhibitionCentreByMingguangDing、LiLeiAbstractAccordingtothearchitecturecharacteristicsoflargespace,thepaperespeciallyilluminatesthedesignoftheairconditioningsystemofConvention&Exhibitionhall,whichinvolvestheHVACsystemdivisionandtheairdistributionofeveryConvention&Exhibitionroom.Forthesakeofthethermalcomfortinsummerandwinter,thedesignadoptsdifferentairsupplymethodwithtwist,nozzle,underfloorairsupplyetc.Thevariablewatervolumetwo-pipesystemisadoptedandtheventilationandautomaticcontrolsystemdesignofthisbuildingisintroduced.Keywordslargespaceairdistributionairconditioningsubarea图1建筑外观图1.建筑概况:潍坊富华国际会议及展览中心（见图1）位于山东省潍坊市,建筑面积39000m2,建筑高度22.000m。整个建筑平面布局似“沙燕”风筝，象征着潍坊“世界风筝之都”的城市形象。可进行节日庆典、文艺演出及汽车、服装、家电、日用百货等展销活动，可接纳参观人数2.4万/日。“沙燕”翼部为第一展厅，水平方向长160m、进深80m、高15m、为单层建筑，可布置480个国际标准展位，“沙燕”腹部为两层直径为100m的圆形建筑，一层为第二展厅层高9m，可布置350个国际标准展位,中间为直径45m、高22m、贯通一、二层展厅的共享大厅，二层为第三展厅层高13m，可布置350个国际标准展位，“沙燕”尾部为展厅服务区，左侧为多功能会议厅、办公室等，右侧为空调、配电、给排水专业设备用房。（见图2）2.空调系统设计：根据建设单位要求,设集中空气调节系统,冬季供热、夏季供冷,另依据设计规范要求,设机械通风系统.2.1空调设计参数：(见表1)表1室内空调设计参数夏季冬季房间名称温度(℃)湿度(％)温度(℃)湿度(％)新风量(m3/h人)噪音(dB)展厅2755~6518-1050办公及会议室2455~6520-30452．2空调方式:展览容积大、净空高、人员密集,空调热、湿负荷较大,且间歇运行,采用全空气系统,共设16个全空气系统.服务区内的办公、会议、洽谈室,经常使用且间隔较多,采用变制冷剂流量多联分体空调。2．3空调气流组织:依据设计规范，在大空间空调设计方案中优先考虑采用分层空调（夏季工况）,即将大空间上、下区域分为非空调区域（上部）和空调区域（下部），其目的在于、在满足使用要求的同时，降低空调系统的一次投资和运行费用，因此各展厅空调气流组织方案，在设计中显得尤为重要。大空间空调设计气流组织常见形式有：（1）上部送风、下部回风，（2）侧上部送风、侧下部回风，（3）地面设置送风口或地面风塔中心送风的下部送风、下部回风等多种形式。由于大空间内空调系统设计多采用集中空调回风方式，空间内空调气流组织主要取决于室内的送风方式。采用不同的送风方式将形成不同空气分布。由于空调区域较大，同一空调区域内可采用一种或两种不同的送风方式。送风方式的选择应结合空间内人员活动区域1一展览厅2二展览厅3三展览厅4共享大厅的分布情况、空调负荷形成特点等具体情况51.2展厅空调机房63.4展厅空调机房7会议室8设备用房加以部回风方式，地面送风口采用1500X400mm双层百叶风口，共计60个50个，内、外区空调系统设集中回风口，均分别布风方式。空调送风管道以展厅圆心为中心，大厅四周环形布置。各空调系统集中回风口，分别布置在各展厅空调机房侧墙上。（见图3、图4）确定。图2建筑平面布置一展厅水平方向长160m，空间进深80m，空间内周边区围护结构均为大面积玻璃幕墙，夏季太阳辐射透过玻璃窗进入室内的空调冷负荷及冬季由于室内外温差传热引起的空调热负荷较大，为有效地消除建筑周边区室外通过围护结构进入室内的空调冷、热负荷，沿展厅外围护结构四周设置外区空调系统，空调气流组织采用下部送风、下。沿周边玻璃幕墙下均匀布置。一展厅内区夏季空调负荷由室外通过屋面建筑围护结构传入热量、灯光照明、人员及展览设备散热等组成。由于空间进深较大，无法采用侧送风方式，如采用下部地面风塔中心送风方式，将减少展位布置，另由于布展时地面间隔较多,送、回风气流将受到阻碍,易造成空调区域内温度及速度场的不均匀分布.而通过屋面建筑围护结构传入室内及灯光照明设备形成的空调冷负荷，除部分以辐射的方式进入下部空间外，其主要聚集在空间上部，如在室内上空设置机械排风系统,排出大厅上部室外通过屋面建筑围护结构传入及照明设备等散热量,经比较采用分层空调与整体空间空调，系统能耗相差不大.故设计中展厅内区空调气流组织采用上部送风、下部回风方式。展厅上空钢屋架下布置四条D1500mm空调主送风管道，空调送风口采用D630旋流风口共计置在大厅两侧空调机房侧墙上。（见图3。图4）二、三展厅均处于建筑内区，直径100m的圆形建筑，建筑四周局部暴露的外围护结构均无外窗，空调气流组织同一展厅内区空调系统，采用上部送风、下部回呈发散式布置,送风口采用D400旋流风口共计160个。一层中间直径45m、高22m、贯通一、二层展厅的共享大厅，空调气流组织采用侧部送风、下部回风方式。空调送风口采用D250球型喷口共计24个，围绕共享各展厅上送风空调系统送风管道敷设在展厅上空钢屋架下,各空调送风口安装高为：一展厅12m、二展厅7m、三展厅9m，共享大厅侧送风系统喷口安装高度7m。由于各展厅空调送风口安装高度较高，由于空调系统冬、夏季送风工况的不同，特别是冬季空调系统供热时,由于热压作用,热风难以到达空调区域，因此设计选择空调送风口时，应使其满足空调冬、夏季不同送风工况下的使用要求。要满足上述设计要求,就要求送风口能做到，根据冬、夏季送风工况的变化做出相应的调整。冬、夏季送风工况改变时，旋流风口通过改变其风口叶片角度（风口构造调整），球形喷口通过改变其安装角度（射流角度调整），不同的送风工况，采用不同的出风及射流角度。沿展厅建筑周边区玻璃幕墙下设置的外区地面送风口，在冬、夏季空调不同的送风工况下，也应适当的调整其送风角度。冬季空调行运时应使送风气流吹向四周玻璃幕墙，提高玻璃幕墙表面温度，夏季空调运行时应1地面送风口2上送风管道3集中回风口送风气流吹向室内，避免冬、夏季玻璃幕墙内、外表面4上送风管5空气处理机组6冷水机组结露。影响室内外的视觉效果。7热交换器8侧送风喷口2．4空调系统划分及机房布置:图3空调风管道平面布置除上述空调区域采用合理的气流组织外，由于大空间空调区域较大，通常在设计中首先应根据设计需要，将一个较大空调区域划分成多个空调区域。每个空调区域内设置独立的空调系统，由此可见空调设计中，空调系统的划分取决空调区域的划分。结合大空间内建筑的使用功能，合理的划分空调区域及空调系统也是大空间设计的重要环节。本设计空调区域及空调系统划分的主要原则为：（1）.按建筑使用功能划分。不同的建筑空间或同一建筑空间内由于建筑使用功能的需要，间隔成几个独立的使用空间。如：本建筑共计三个展览大厅，使用功能相对独立，各展厅空调系统均独立设置及运行，以确保展厅能单独布展使用。（2）.同一建筑空间内，按空调分区及不同的送风方式划分。如：本设计一展厅根据建筑空间内空调负荷形成的特点，空调系统分内、外区设置，且内、外区空调系统采用不同的送风方式。内、外区空调系统均独立设置及运行，可根据各自区域内空调负荷变化情况，采用不同的送风温度。（3）.同一建筑空间内，虽然建筑没有分区使用功能上的要求，由于建筑空间较大，考虑到空调系统末端空气处理设备的选择、空间内对风管道所占空间的限制、送风管道的敷设长度及空调区域内集中回风口的数量、及分布情况等诸多因素。应尽量给予分区划分，每个空调分区内设置独立的空调系统。如：本设计一展厅共划分成两个空调区域（I、II区）二、三展厅各划分四个空调区域（I、II、III、IV区）。（见图2）明确了整个建筑空调分区及系统划分的设计方案后，应对建筑内各空调分区内的空调机房加以布置，原则上每个空调分区内应设置相应的空调机房，1一展览厅2二展览厅3三展览厅4共享大厅5设备用房6旋流风口空调机房的设置应结合建7地面送风口8球形喷口9冷水机组10冷却塔筑平面设计及本专业的需图4空调气流组织求与整个建筑形成一个完整的整体。通常空调区域内空调回风口集中设置在空调机房侧墙上.本设计一展厅I、II区内分别设置空调机房，每个空调机房内设四台组合式空气处理机组（每台Q=60000m3/h）共计八台，其中四台为展厅外区空调下部送风系统，另外四台为展厅内区空调上部送风系统。二、三展厅I、II、III、IV区内分别设置空调机房，每个空调机房内设二台组合式空气处理机组（每台Q=25000m3/h）共计八台，一层共享大厅由一层展厅空调系统担负。以上共计16个全空气空调系统。展厅服务内会议室、办公室、洽谈室等空调系统设计采用可变制冷剂流量多联分体空调，主要考虑的是在展厅没有展览活动时，空调系统可以可根据需要单独运行，满足平时使用要求。2．5冷、热源及水系统设计:空调冷水机房及热交换站设在建筑尾部设备用房内，内设三台电制冷离心式冷水机组，机组单台制冷量为1750KW,其中一台冷水机组配置能量变频调节装置，总制冷量为5250kw。夏季为空调系统提供7～12Oc冷水.设备用房屋面上设置三台冷却水量为350m3/h冷却塔与冷水机组机房内三台冷水机组相对应。由于会展中心各功能分区的使用及观众人数,随展览规模变化较大,因此系统冷负荷相应变化较大,在冷水机组台数及单台制冷量选择时,应充分加以考虑,尽量使每台冷水机组在最佳工况区域范围内运行。冬季热源由室外城市热力管网提供0.4MPa高压蒸汽,作为空调热交换站内二台汽-水换热机组的加热热媒,单台汽-水换热机组供热量为1900kw,总供热量为3800kw.冬季为空调系统提供50～60Oc低温热水。空调水为一次泵变水量系统,两管制.由于建筑平面较大、功能分区较多,空调机房布置较为分散,空调水系统采用异程水平布置.供水管道由冷水机房分水器分为东、西两大环路,在空调水系统分支处及末端机组回水管道上设水力平衡阀,调整其水流量,达到设计要求。2．6机械通风:建筑内各展览大厅空间顶部设置机械排风系统.以排除聚集在各大厅顶部的热污空气，同时办公室、会议室、卫生间均设有机械排风系统。2．7自动控制与节能:部分空调、通风设备启停控制设在控制室内，其余设备启停控制设在机房内，现场设检修开关。空调区域温度控制采用自动控制，均通过控制进入空调系统末端设备冷水流量实现。（1）.空调系统设备冷水管设电动两通阀，通过感温元件测得室温变化，改变进入空调系统末端设备冷水流量，实现空调区域温度自动控制。（2）.由于空调系统负荷采用变流量系统，为保证冷水系统正常运行，在冷水机组供、回水管之间设压差控制器，以平衡负荷流量变化。展厅空调通风系统,按其各自可独立使