上海明申建筑设计有限公司上海200072
摘要：通过对锦沧文华大酒店改建项目的空调设计进行总结，分析典型商业＋办公的综合建筑的冷水机组锅炉冷热源+冷却塔免费供冷系统，办公大堂全空气+地台送风系统，办公标准层外区带热水盘管的并联风机动力行VAV-box，内区为单风道VAV-box，办公区域新风采用集中的热管热回收机组进行集中回收办公排风的冷热量，节约了空调能耗。通过分析总结空调设计要点，为后来的工程设计人员参考。
关键词：酒店改办公冷却塔免费供冷地台送风VAV空调热管热回收
一、项目背景
锦沧文华楼宇改建工程位于南京西路，西侧毗邻上海展览中心，北至南京西路，东近平安戏院，南邻沧州大楼，地处上海著名的商务与购物中心。项目原为锦沧文华大酒店，建成于1987年，是上海中心城区著名的五星级酒店。原主楼结构为30层，高100米，裙房5层，设1层地下室。为改善原建筑使用功能，现将改造为高端商场和甲级写字楼，延续其建筑生命。一方面原主楼通过“四改三”以增加层高，高度不变主楼改建为21层；另一方面原裙房区域1层地下室扩建为地下4层，主楼区域地下室仍为1层不变。改建后建筑面积约7万平米，建筑功能为商业加办公。
二、工程概况
本项目占地面积约9100平方米，由一栋地下4层，地上裙房4层，塔楼21层的商务办公楼构成。总建筑面积约71000平方米，地上建筑面积50000平方米，地下建筑面积21000平方米，建筑高度99.6m.地下一层至裙房4层为大型商业，塔楼5层至21层为标准办公楼。
项目室内空调设计参数如下：
通过调查研究，确定了本项目处于相对较好的商业区域中，针对本项目的定位是高端商业＋高端办公。
经过计算，本项目夏季总冷负荷为8640kW，单位面积冷负荷指标为121W/m2，冬季空调总热负荷为4565KW，单位面积热负荷指标64W/m2。
从项目定位和空调系统冷热源的稳定性出发，故本项目的冷源采用水冷式3台离心式冷水机组及1台变频螺杆式冷水机组。离心式机组单台制冷量为2800kW，螺杆式机组单台制冷量为1000kW。冷冻水供回水温度为6/12℃，冷却水进、出水温度为32/37℃。冷冻机房设于地下四层。
考虑过渡季节重复利用自然条件免费供冷，设计冷却塔免费供冷系统，在冬季和过渡季节利用冷却塔、板式换热器提供空调冷冻水。板式换热器换热量与小型螺杆式冷水机组的冷量一致，同时和螺杆式冷水机组共用冷却塔，夏季冷却冷却水，过渡季节及冬季直接为免费供冷系统提供一次冷冻水，冷冻水进出水温为10/15℃。和冷却水泵共用水泵。
空调热源采用2台承压型燃气热水锅炉。锅炉单台额定产热量为2800kW，供回水温度为95/70℃，额定压力为1.0MPa。锅炉燃料为天然气，单台燃料耗量296.7Nm3/h，低位热值为36553kcal/Nm3，供气压力为7.5KPa。空调一次热媒由锅炉房集中供给，一次热水供回水温度为95/70℃。空调热水由板换提供，2台板换设于地下一层机房内。二次水供回水温度为60/50℃。每台交换器的热交换能力按总热量的70%考虑，单台板式换热器热量为3300kW。
空调水系统采用一级泵变流量冷水机组变流量系统。空调水系统采用四管制系统。系统采用水平同程、垂直异程。空调冷热水泵分别设置，冷、热水泵均变频设计，变流量运行。按照使用功能，从集分水器各支管接出，水系统可划分为：裙房商业空调水系统、主楼办公空调水系统。空调冷热水系统设计低位闭式膨胀罐补水定压，水处理采用化学加药设备。为保证水力平衡，大楼水系统各主要分支管处均设置静态平衡阀，空调机组设置动态平衡电动调节阀。
办公楼层预留设置机房冷却水系统，采用闭式冷却塔放置于主楼屋面。
四、裙房商业空调通风系统设计
裙房部分B1层至4层为集中商业，包含餐饮和零售百货。按照功能区域不同，商业公共区域采用定风量全空气系统。送风方式为顶部百叶风口上送风，回风为顶部集中回风。商业店铺内采用风机盘管+新风系统，新风主管和空调冷热水管接入店铺后封堵，待二次装修阶段进行末端设计。裙房商业空调新风由裙房屋面新风井集中送至每楼层新风机房，处理后送至各个商铺区域。
餐饮店铺预留厨房排油烟系统，按照餐饮店铺建筑面积的三分之一估算厨房面积，排油烟风量按照厨房面积40次/h换气次数估算，每个餐饮店铺设置一套排油烟系统。同时，根据厨房排油烟量、店铺新风量估算厨房补风量。保证厨房排油烟风机开启时，在厨房补风机开启后，餐饮店铺整个空气处于负压状态。餐饮店铺新风量+厨房补风量=厨房排油烟的90%。
厨房排油烟风管集中在裙房楼层的两侧楼梯间附近，通至裙房屋面设备夹层处由油烟净化器处理达标后排放。
裙房区域一层包含办公大堂，为两层挑空通高的区域，层高为11米。空调采用定风量全空气系统，由于一层商业价值较高，办公大堂的空调机房设置在地下1层，由风管经风井送至二层天花顶面送出，为保证送风效果，送风口选用兼顾美观和送风效果的线性风口，并通过选型计算，保证在冬季工况热射流情况下，送风射流长度可以送达地面区域，射流长度不小于10米。同时，由于办公大堂有两面外墙为玻璃幕墙，在临近幕墙区域由结构预留地沟，地沟内设置带热水盘管的地台送风风机盘管，在冬季时，减少玻璃幕墙冷辐射对大堂内热舒适性的影响。
五、办公标准层空调设计
塔楼5F~21F标准层为办公楼层，每设两台AHU组合式空调机组。AHU送风管构成环形，形成双风机供风系统。办公区域内送回风方式为顶送，顶回，回风通过房间吊顶上方侧墙安装的连通管回到公共内走道供AHU集中回风。标准层空调区域根据建筑进深长短，贴临外围玻璃幕墙的区域为外区，该区域进深长度约为4m；靠近建筑内区的区域为空调内区。外区受室外环境影响大，夏季空调供冷，冬季空调供热。内区不受室外环境影响，常年室内设备和热源冷负荷较大，需要常年供冷。根据内外区的空调需求不同，设置变风量空调系统，内区末端采用单风道变风量末端，外区采用自带热水盘管的并联型变风量末端。内区全年通过单风道变风量末端常年送冷风，外区夏季供冷，冬季时通过热水盘管再热后为外区供热，保证外区的空调热舒适性。办公区域的风口形式采用灯槽组合风口，保证办公区域的吊顶美观性。
六、新风热管热回收系统
办公楼层因为使用玻璃幕墙作为维护结构，气密性较高，持续送入办公区域的的新风会造成过大的正压而影响新风的正常送入，导致办公区域的空气品质变差，影响空调设计效果。因此在办公区域的设置集中排风来避免此情况的发生。新风系统和排风系统都设置经竖向风井的集中式系统。
本项目结合集中新风和集中排风系统选择热管式排风全热热回收新风机组作为新风和排风末端。热回收机组放置在塔楼屋面，办公标准层的排风所携带的能量经热管热回机组回收送入新风系统中，节约了处理新风的能量。为整个大楼的空调能耗减少做出了贡献。
七、设计小结
1.冷热源采用最稳定的冷水机组+锅炉组合，保证在任何情况下，空调系统都可以稳定运行，不受外界气象条件的影响。冷热源中充分考虑过渡季节办公和商业内容的空调冷负荷需求，设置冷却塔免费供冷的板式换热机组，板式换热机组的换热量参考小冷量的冷水机组冷量设置，和该冷水机组共用冷却水泵和冷冻水泵，简化了系统设置，节约了设备初投资。
2.裙房商业的餐饮店铺的厨房排油烟系统设置，需充分考虑排油烟量对室内空调区域的压力影响，餐饮店铺应保持微负压，保证餐饮店铺气味不外泄。同时对于厨房面积较大的店铺需单独设置厨房补风，避免餐饮店铺负压太大，商业内大量新风被餐饮店铺厨房排风抽走，浪费空调能源，同时造成商业区域无法保证空调正压，大量冷热新风渗入空调区域，影响空调效果，降低使用者舒适性体验；
3.办公大堂高大空间，采用顶送风方式时，需验算冬季的送风热射流可以送至人员活动区域，保证冬季大堂的空调效果。同时对于用玻璃幕墙作为维护结构的高大空间，条件允许时，在贴临外幕墙区域设置地台送风冬季送热风，可以避免幕墙的冷辐射，提高大堂的热舒适性。
4.办公标准层根据进深长度设置内外区，内区采用单风道变风量末端全年供冷，外区采用带热盘管的并联式变风量末端，夏季供冷，冬季通过热盘管供热，提高外区的空调热舒适性。为保证室内空气品质，设置集中排风的排风热回收新风机组，保证室内空气品质的情况下节省空调能耗，提高了大楼的服务品质。
作者：贾雪峰上海明申建筑设计有限公司工程师职称暖通专业负责人