上海越洋国际广场空调工程设计

上海越洋国际广场空调工程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 上海越洋国际广场空调工程设计 上海越洋国际广场空调工程设计 上海华东建筑设计院方伟杨国荣胡仰耆徐来娣任怡文 【摘要】本文从空调水系统,空调风系统等几个方面介绍了上海越洋国际广场的暖通 空调设计,着重对 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 办公层幕墙通风系统设计,变风量空调系统设计与控制以及商场部分 全热交换器的采用进行 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 讨论. 【关键词】空调水系统幕墙通风系统变风量空调系统 1建筑概况 越洋国际广场地处上海黄金地段,建筑面积202687m2,建筑高度188.9m,地上43层,地下 3层., 该工程包括办公和酒店两部分.办公部分,一至六层裙房主要功能为咖啡,饮食,商场等, 七层至四十三层塔楼为办公;酒店部分,一到三层裙房主要功能为餐饮,健身等,四层至二十 四层塔楼为客房和高级公寓.地下部分与两条地铁的站厅相通,主要功能为商场,设备用房和 车库. 2空调冷热源设备及水系统 空调冷源设备由设在地下三层冷冻机房内的四台制冷量为4220kW(1200冷吨)和两台制 冷量为2920kw(83o冷吨)的离心式冷水机组组成.冷水机组的冷水供回水温度为l3?,冷却 水供,回水温度为32/37?.空调热源为锅炉产生的蒸汽,经换热器换得热水,总热负荷为 14750kW.空调热水供,回水温度为6O,5ooc. 越洋国际广场空调水系统采用四管制系统.空调热水系统分为办公低区,商业部分 (AHU),商业餐饮(rcu),办公高区四个部分,分别设置独立的换热器与水泵.热水系统一次泵 采用变频调速.空调冷水采用大温差,二次泵系统.一次泵定流量,二次泵变流量运行.依据 系统承压能力,冷水系统划分为低区和高区两部分.办公高区和商业餐饮(FCU)部分设置板式 换热器,从而使风机盘管等末端设备处在比较合理的承压范围内.水系统最高工作压力为 1.6MPa. 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf l为空调水系统各分区的换热器设置位置及主要参数. 表1空调水系统分区 冷水换热器热水换热器 区域名称 , 供回水温度所在位置换热量供回水温度所在位置换热量 办公低区6,13cc60150c1:地下一层3250kW】c2 商业部分(AHU)6,13cI=60150cC地下一厂325okW_x2 商业部分(rcu)7,l4cc地下三层98Ok60/50oc地下一层700kW 办公高区7,14oc二十层设备层2550kW60150cc二十层设备层l860kW鹌 ? 31? 空调冷水系统原理图如图1 所示,空调冷水系统以二十层为 界,分成低区和高区.高区冷水 供,回水温度为7/14~C.三台换热 器设在二十层技术层内;商业餐 饮(FCU)部分空调冷水由设在地 下三层制冷机房内二台板式换 热器提供,系统供,回水温度为 l4ac. …在二次泵进出口处置旁通 阀,此阀为一压差控制调节阀. 它主要有两个作用:1.水泵变频 调节范围有限,最多可调到设计 流量的20-30%.当用户侧所需 流量更小时,可通过调节旁通阀 的开度满足更小流量的要求;2. 当变频器故障时,可通过旁通阀 实现用户侧变流量运行. 系统循环水泵吸入管上,设 有带止回阀的快速充水管,作为 清洗及初次运行前快速充水使 用,水源来自高位水箱.系统冷 热水均采用带有在线检测腐蚀 装置的全自动智能加药装置. 3空调风系统 ?—舅舅aHn., .坤?1.…一. ??I _k?.二一,二:J一二二一=, IUl. _- 粗???蟹j-1. 脏 . ?薯 ? ? I:一:I ?二:?.-I?一 I:二:I嘲l一U lI .矍?IIlllIjl 蜊圉晤拜歼 图1空调冷水系统原理图 商场,美食街,办公部分的大厅等房间采用一次回风全空调系统;餐饮和商场部分设置转 轮热回收系统,热回收效率可达60%;标准办公层采用变风量空调系统. 3?1标准办公层幕墙通风系统 越洋国际广场的围护结构采用全玻璃幕墙系统.采用何种幕墙形式,将直接关系到冷热 负荷大小及冷热水机组容量.室外气候通过玻璃幕墙影响室内环境,一方面是由于阳光直接 透射到室内形成房间得热,另一方面是由于室内外存在温差,以导热和对流方式将热量传入 室内.玻璃幕墙的两个重要热工参数是传热系数和遮阳系数.遮阳系数的定义是:在给定条件 下,太阳辐射透过窗玻璃所形成的室内得热量,与相同条件下的标准窗玻璃所形成的太阳辐 射热量之比.我国采用3mm厚的普通玻璃作为标准透光材料.公共建筑节能设计标准对玻璃 幕墙的传热系数和遮阳系数明确了限定值.玻璃幕墙的节能主要依靠中空玻璃的隔热性能, 以汲玻璃的各种低反射镀膜处理(如LOW-E玻璃).表2所示为各种中空玻璃热工参数.上世 纪7O,80年代使用较多的高反射玻璃虽有一定的节能作用,但同时会给环境带来 眩光影响. 目前常用的双循环式幕墙结构形式分为内循环式和外循环式.外循环式幕墙是利 用室外空 气在通风夹层内进行通风;内循环式幕墙是利用室内空气在通风夹层内进行通风. 循环式幕 墙在传热系数和遮阳系数方面较双层LOW-E玻璃幕墙均有较大的改善.越洋国 际广场采用 ? 32? 的是内循环式玻璃幕墙. 表2中空玻璃热i性能表 类别中空玻璃结构遮阳系数传热系数 3+6A+30.903.4 3+9A+30.903.1 3+12A+30.903.0 普4+6A+4O.873-3 通4+9A+4O.873.1 由4+12A+40.872.9 空5?6A+50.843.3 玻5+9A+50.843.1 , 璃5+12A+50.842.9 6+6A+6to.833.3 6+9A+6O.833.1 6+12A+6.O.832.9 6+12A+6高透低辐射玻璃0.641.7 低辐射_中奎玻璃6 +12A+6中透低辐射玻璃0.571.8 (1)内循环式幕墙结构 本项工程内循环式幕墙是由外侧的双层中空LOW-E玻璃,通风夹层和内侧的单层玻璃 三部分组成.图2所示为内循环式玻璃墙结构及传热机理.外侧双层中空玻璃为10+12A+8, 即由10ram厚LOW—E玻璃,12era厚空气层和8ram厚 透明钢化玻璃组成.内循环式幕墙的关键是提高幕墙 通风夹层的竖向密封性能,以保证内循环的形成,使夹 层内的空气是从下部的进风口进入,从上部的排风口排 出. (2】内循环玻璃幕墙主要优点 内循环式幕墙的主要优点是:1.降低幕墙内表面温 度与室内温度之间的温差,改善窗际环境,提高人员的 舒适度;2.降低玻璃幕墙的传热系数;3.采用智能型遮阳 百叶,在夏季可降低遮阳系数SC值;4I与外循环式通风图2内循环式幕墙结构用传热机理 幕墙相比,维护和清洁比较方便.' (3)内循环玻璃幕墙内表面温度与室内空气温度之差 在上海地区,如果夏季室内设计温度取24?,采用仅为LOW—E中空玻璃的单层玻璃幕墙 时,玻璃内表面温度可达34?,玻璃内表面温度与室内空气之间的温差为10?.采用内循环双 层玻璃幕墙,玻璃的内表面温度可以降低至25-29oc,玻璃内表面温度与室内空气之间的温差 I 可减小到1—5?. ? 33? 琶 螽 聚 簧 00.20,《050,8j1.2 通风袋臌内室流避(m,,s) 图3夏季玻璃内表面温度与通风夹层内空气流速关系 OO,4O.60.8 避风必瑶内空气流速l/s) 图4冬季玻璃内表面温度与通风夹层内空气流速关系 如果冬季室内设计温度 取2O?,采用仅为LoW—E中 空玻璃的单层玻璃幕墙时,玻 璃内表面温度可低至l4cI=.玻 璃内表面温度与室内空气之 间的温差为6?.采用内循环 双层玻璃幕墙时,玻璃内表面 温度可以提高至16~19~C,玻 璃内表面温度与室内空气之 间的温差为l一4aI=. 幕墙内表面的温度与双 层幕墙之间通风夹层的空气 流速有关.图3,图4为夏季 与冬季时通风夹层内的空气 流速与内表面温度之间的关 系.夏季通风夹层内空气流速 在一定范围内越大,玻璃内表 面温度越低,与室内空气之间 的温差越小;冬季通风夹层内 空气流速在一定范围内越大, 玻璃内表面温度越高.与室内 空气之问的温差越小. 一 般情况下,只要外围护 结构的内表面温度与室内空气温度之间的温差不超过7.5?,人便不会感到不舒适.越洋国际 广场工程的玻璃内表面温度与室内空气之间允许温差取6~C.由图3,图4可知,当双层玻璃幕 墙之间通风夹层空气流速为0.5m/s时,玻璃内表面温度与室内空气温度之间的温差将不会超 过3?. (4)内循环玻璃幕墙传热系数 双层玻璃幕墙的传热系数K也与通风夹层内空气流速有关.图5为通风夹层内空气流速 与K值的关系.当风速为0.1~0.5m/s时,K值为1.0~0.4W,m.本工程的通风夹层内风速取 0.09m/s,K值为1.OW/m2~C.采用内循环玻璃幕墙遮阳系数SC值可降到0.13,使透过玻璃幕墙 的辐射得热量大为减小.这主要是因为双层幕墙间设置了遮阳效果较好的自动百叶. ? 34? 】.4 12 l ?0.8 鞠0.8 蒋0.4 砖0.2 O 00.20.'哇0.60.81 通风L夹层内空气流速(m/s) 图5通风夹层内空气流速与传热系数关系 1.2 姻卯泌 勰%船?掩盯:暑撼 ^v莓『嚼照群枝褥铤翳婚 (5)内循环玻璃幕墙排风温度 双面内循环玻璃幕墙的排风温度与通风夹层内 的空气流速有关.根据有关资料,流速在0.1~lm/s 时,夏季排风口温度可高达27~47~C,冬季排风口温 度为9-20~C. I6)内循环玻璃幕墙通风系统设计 越洋国际广场标准办公层幕墙周长为204m,每 m玻璃幕墙通风夹层内通风量为60mVh,每层幕墙 通风夹层内通风量为12240m3/h,设置36台幕墙风 机.图6为幕墙风机安装示意图.A为一个柱距范围 的平面图,B为剖面图,每个柱距设置两台幕墙风机, 每台风机风量385mVh.每个柱距问幕墙有六块玻 璃,每块玻璃的上部设有幕墙风管,尺寸为1500x r ?I 7上王| —J l—排风管2—风管集管3一软管 培风管墙风机 图6幕墙风机安装示意图 155x100ram,用,I,125的软管将幕墙风管与风管集管连接起来,再由幕墙风机把通 风机夹层的 空气抽到吊顶内,再与房间回风混合后,经空调系统回风管回至空调器. 关于幕墙排风直接至室外还是回到空调器,对此问题曾进行多次研讨.模拟结果表明,在 供冷时,当没有自动百叶时,排至室外,最大冷负荷能减少3.5%;回到空调器,最大冷负荷根据 风量不同,会增加0.05-0.46%.当装有自动百叶时,排至室外,最大冷负荷能减少17.02%;回 到空调器,最大冷负荷根据风量不同,会减小14.23,14.78%. 在供暖时,如没有自动百叶,排至室外,最大热负荷能减少26.75%;回到空调器,最大热负 荷根据风量不同,会减少12.33-24.34%.当装有自动百叶时,排至室外,最大热负荷能减少 26.49%;回到空调器,最大热负荷根据风量不同会减小8.16-20.79%. 如果幕墙排风直接排至室外,节能效果更好,但新风与排风的平衡会变得复杂,对建筑立 面会有影响;回到空调器,空调系统的排风与新风根据负荷情况可做调整,新排风的平衡不受 幕墙通风是否开启的影响,幕墙通风机的运行可根据通风夹层内的温度来控制.所以本工程 选择了回到空调器的做法,但在选择空调器时需注意,回风温度比室内设计温度略高. 3?2标准办公层变风量空调系统 图7标准办公层变风量空调平面布置图 本工程标准办公层采有变风量空调系统,每 层设置四个空调机房.每个机房对应约500rn2 的空调区域,机房内设置两台空调器,一台负担外 区,一台负担内区,末端采用单风道VAV—BOX. (1)外区进深确定 室内空调负荷随室外气候变化的空调区域 称为外区.空调负荷不随室外气候变化的空调区 称为内区.影响外区热环境的因素有外围护结构 内表面温度与室内空气温度之差形成的对流热, 外围护结构内表面和室内人员外表面(皮肤和服 装)的温度差形成的辐射热,外窗的空气渗透,投 :射到室内的直射和散射光产生的负荷等. 空气对流对外区的影响:由于外墙(窗)内表 ? 35? 面和室内空气的温度差而产生的对流负荷对外区进深影响取决于气流组织方式.夏季工况 时,对流热负荷对外区进深影响较小,因为外墙(窗)内表面产生的冷气流将沿外墙(窗)上升 的回风气流方向一致.而冬季工况时,外墙(窗)内表面产生的冷气流将沿外墙(窗)下沉,侵入 人员活动区而影响外区热环境. 辐射换热对外区的影响:外墙(窗)内表面与工作人员外表面的温度差会产生辐射换热. 此辐射换热随着外墙距离的增加而减少.当辐射换热对室内热环境的影响小到可以忽略不计 时,便可以认为此区域为内区.如果不考虑冬季工况时沿外围护结构内表面下沉至人员活动 区的冷气流,则此辐射换热成为决定外区进深的唯一因素. 换气次数对外区进深的影响:如果外区的进深设计过窄,将使外区的换气次数过大,会有 吹风感.同时,外区空调器和风管尺寸更大,难以保证吊顶净高.经反复计算,我们将外区进深 设计为4—5m.根据越洋国际广场建筑朝向,标准层变风量空调系统按照对角划分, 具体布置 见图7. (2)空调风量确定 设计采用冷负荷系数法,在变风量空调系统excel计算表格上,对每台空调器所担负区域 的空调负荷进行逐时计算.根据各个区域逐时冷负荷之和的最大值,确定空调器送风量和进 出风参数,然后计算每个区域的逐时送风量,列出从8:00到18:00的最大送风量和最小送 风量,以选择各个区域的VAV—BOX.标准层内区四台空调器的送风量分别为8300m~/h, 9000m~/h,8300m~/h,9000m3/h,外区四台空调器的送风量分别为 8300mS/h,8500ma/h,9000m3/h, 900. 0mS/h. 标准层每层新风采集和废气排放均在当层解决.在两个进风方向和两个排风方向,设有 进风小室和排风小室,便于建筑立面对百叶的处理.人员密度按每个人8.4m~计算,每人最小 新风量取30m3/h.外区空调器新风量为固定新风量,入口设置定风量阀,它与卫生间的排风平 衡,四台外区空调器新风量分别为850m~/h,850m~/h,900m3/h,900m~.内区空调器的新风和排 风量,可以根据负荷情况进行调整,过渡季节可以增大新风量,冬季可以实现自然冷却,新风 入121设置变风量箱,每台内区空调器的新风量的变化范围为1100-4500m~/h.运行时,每层总 新风量在7900ma/h一21500m3/h范围内变化,总排风量在640om一20o0om范围内变化.办 公室保持微正压. (3)空调器设置 由于每层采用八台空调器,所以在设计中采用了超薄型空调器.外区空调器为单风机式. 风量9000mVh,外形尺寸2500x1250x2600mm;内区空调器为双风机式,风量8300m~/h,外形尺 寸4200x1250x2600mm.空调箱机外静压送风侧为480Pa,回风侧为255Pa,新风侧为260Pa, 排风侧为260Pa.图8为超薄型空调器示意图. ? 36? OA一新风暴EA一排风SA一送风RA一回风 图8薄型空调箱示意图 (4)标准办公层空调控制 标准办公层的变风量空调系统采用变静压控制方式,控制原理如图9所示,控制要求如下: 1送风机转速控制:本工程实施静压控制,变静压控制以系统中至少有一个VAV末端风 阀开度处于全开状态为控制目标.同时要求空调机风量变化大时,转速控制响应迅速. 2送风温度控制:实施以定送风温度为容错的变风温度控制.正常工作状态时实施变送 风温度控制.当个别VAV末端发生故障时,切换到定送风温度控制.定送风温度控制的送风 温度设定值由中央监控器设定.变送风温度控制以确保各VAV末端在风量控制范围(最大内 量和最小风量之间)内工作为基本控制原则. 3当风量小于设计总风量的30%时,夏季工况以提高送风温度增加送风量为优先 原则. 冬季工况以降低送风温度增加送风量为优先原则. 4当要求降低送风温度和要求提高送风温度的VAV末端同时出现时,夏季工况,取加权 平均值或降低送风温度要求优先.冬季工况,取加权平均值或提高送风温度优先. OA一新风EA—非风SA._送风回风F锄一风机dPS?压差传感器 CR—冷水回水管CS—冷水供水管HR—热水回水管礤-热水供水管 INV-—变频器DDG.直接数字调节器MI)-一电动调节阀MVl_电动调节风阀 11—插入型温度传感器n}v1.室内型温度传感器nm嗍入型温湿度传感器 图9标准办公层空调自控原理图 3.3空调系统热回收 地下二层至五层商场的空调系统新风量较大,占总送风量的35-40%左右,因此,在该区 域的空调器中,采用转轮式热回收装置. ? 37? 上海地区夏季空调室外计算参数为:计算干球温度为34~(2,计算湿球温度为28.2?,焓值 为90.85kJ/kg.室内计算干球温度为24?,相对湿度为60%,焓值为52.75kJ/kg.冬季空调室外 计算参数为:计算干球温度为-4?,计算相对温度为75~C,焓值为1.21kJ/kg.室内计算干球温 度为20~(2,相对湿度为45%,焓值为36.84kJ/kg.表3表示几个典型空调系统的热回收效果. 袁3全热交换器热量回收 新风量排风量热回收效率夏季冬季 空调机组编号 mm显热%潜热%显热kW潜热kW显热kW潜热kW AHU—R1-2128801288062.357-327656527 AHU—R3-I880088oo63.558.519464519 AHU—R5-1750075oo63.158.116393816 PAU—R3-25100515062.257.211262611 PAU—R3-43350335066.161.1718188 越洋国际广场共有35个空调系统设置热回收系统,总计夏季回收热量为219OkW,冬季 回收热量1970kW.冷水机组容量可减少2000kW,汽水换热器可减少1800kW.其经济效益 的计算如下:' 设定条件:制冷机组按600元/kW,换热机组按40元/kW,全热交换器按每年m3/h风量 7.5元计,制冷机组可减少投资约120万元,换热机组节约投资7.2万元,全年交换器投资增加 251万元.每年夏季运行时间为30xlOx4=1200h,冬季运行时间为30x10x3=900h,空调运行 的夏季平均负荷为设计负荷的70%,冬季平均负荷为设计负荷的50%,冷水机组的COP值取 5.0,商业电价为0.85元,kWh天然气价格为2.3元,m,天燃气热值为35163l;m3. (1)冷水机组运行费用节省0.85x(2000+5.o】x0.7x1200=28.56万元, (2)冷水循环水泵运行费用节省0.85x45xO.7x1200=2.41万元 (3)锅炉运行费用节省2.3~184~0.5x900=19.04万元 (4)热水循环水泵运行费用节省0.85~22~0.5x900=0.84万元 (5)考虑风机阻力增加,全热交换器的运行耗电,运行费用增加0.85x133xO.7x2100=16.62 万元 (6)初投资中,未考虑冷却塔,循环水泵的初投资节省.回收年限约为 (7)(251-120-7.2)/(28.56+2.41+19.04+0.84-16.62)=106.8/34.23=3.6年 采用转轮全热交换器回收能量所增加的费用可以在3.6年得以回收,而全热交换 器的设 计使用寿命不低于1O年,冷水机组的设计使用寿命不低于2O年,考虑全热交换器的设备更 换一次251万元,l6.4年运行费用可节省34.23x163.4=561万元.节省费用310万元. 4结语 越洋国际广场是集办公,餐饮,酒店,商业为一体的大型综合性建筑.空调设计中尤其重 视系统节能,它包括采用大温差空调水系统,双层幕墙通风系统,变风量空调系统,全热回收 系统等技术,降低了冷热负荷,改善了窗际环境,提高了热舒适性. ? 38?