高层公共建筑中央空调及防排烟系统设计分析

高层公共建筑中央空调及防排烟系统设计分析
【摘要】本文介绍了高层公共建筑防排烟设计、中央空调系统设计，通风系统设计，制冷制热动力站设计，并介绍了高层建筑中央空调的应用，关注于空调的节能设计及使用中的注意事项。

【关键词】高层公共建筑；中央空调设计
1.设计应用范围
商场、影剧院、酒店等高层公共建筑设计主要包括：中央空调系统设计、防排烟系统设计、设备用房通风设计、制冷制热动力站设计。

2.空调设计计算参数
2.1室内空调设计计算参数
室内空调设计参数：冬季温度控制在16～20℃，夏季温度控制在24～28℃。

2.2空气质量计算参数
中央空调空气质量参数商场、影剧院、酒店、商住的新风
量>20m3/h.人，卫生间的排风量>12次/h，停车场及地下室的排风量>6次/h，送风量>4次/h。

3.通风及防排烟系统设计
3.1加压送风设计
高层公共建筑超过50m，防烟楼梯间及合用前室均设置机械加压送风系统；防烟楼梯间加压送风，对应的独立前室可不送风。

可根据压差法或门洞风速法计算风量，取其中的大值。

3.2排烟设计
3.2.1地上商场排烟设计
商业系统排烟根据面积大小需考虑划分防烟分区，防烟分区面积不超过500m2，风机排烟量按其负担最大一个防烟分区面积，不小于 120m3/（h.m2）确定。

排烟风机吸风管均设 280°c常闭的防火阀，火灾时自动启动，与排烟风机联锁；补风采用外窗及外门渗透补风。

3.2.2走廊排烟设计
高层建筑中走廊超过20m的且不满足自然通风要求的，需要设置机械排烟系统，排烟量计算方法同商场。

3.2.3地下室通风及排烟设计
地下层如果是车库，可采用诱导方式通风系统，排烟与排风使用同一系统，排风量大于6次/小时，排烟量大于6次/小时，补风量大于排风量的50%以上，防烟分区面积小于2000m2。

地下层作为商场，平时排风为送风的80%～85%，平时送风量为商场的人员密度乘以人员新风量确定，排烟量计算方法同地上商业排烟，消防送风量为排烟量的50%，防烟分区面积小于500m2。

4.空调设计方案
4.1商场空调设计应用方案
商场空调设计通常需要考虑到，面积较大、人员流动量大，需要新风和换气也较大。

商场空调末端采用全空气系统，新风与回风混合处理，并设置电动调节阀，可根据新风焓值自动调节新风、回风
比例。

如果系统出现异常可自动关闭并发出预警信息等。

由于商场建筑面积大，冷负荷大，商场空调的冷热源选择离心式冷水机组和板式换热机组。

水系统使用闭式机械循环系统，并采用落地式膨胀水箱进行稳压。

其中冷冻水泵设置变频，离心机组采用变频式离心机组，使机组在部分负荷运行时，节能效果更好。

4.2影剧院空调设计应用方案
影剧院根据使用时间不同宜独立设置空调系统，空调主机系统采用风冷模块主机系统；空调末端采用全空气系统，新风与回风混合处理，并设置电动调节阀，可根据新风焓值自动调节新风、回风比例，送风方式采用座椅底部送风，并且风口设置风量调节阀，使送风更加均匀。

4.3商住空调设计应用方案
商住空调设计通常需要考虑到，房间分割较小、空调使用时间不规律、温度要求不固定等，并要求单独计量空调使用量。

商住空调设计应用方案采用变制冷剂流量分体式空调系统。

其具有灵活的控制和调节功能，可同时满足制冷和制热的需求。

4.4办公场所空调设计应用方案
办公场所空调设计通常需要考虑到空调面积较大、房间分割较多、空调使用时间统一、人流较大，需要设置通风和换气。

办公场所空调设计应用方案采用风机盘管配合新风空调的方式，这样可以满足各个房间空调的独立和新风的集中处理。

空调系统与新风设计自动控制在休息时间自动停止，工作时间自动开启。

从而做到节能
减排的作用。

空调自控设计有：定时开关设计；温度风速调节设计；空调与风阀联动设计；时间、温度的显示。

设计方案使用螺杆式冷水机组和板式热换机组作为冷热源，采用闭式机械循环系统，膨胀水箱为稳压方式。

5.系统方案及风量的确定
对于房间空间大，人员密集，冷负荷密度大，室内热湿比小的空间，选择一次回风的定风量单风道全空气系统。

为节约能源和投资，只进行单参数的露点送风。

对于房间较小，选择风机盘管加新风系统，新风处理到同室内点等焓的状态，然后同风机盘管的送风混合后送入室内。

5.1全空气系统的空气处理过程
举例：全热冷负荷为49.74kw，人体的散发的湿负荷为0.006kg/s （21.64kg/h）。

热湿比49.74kw/0.006kg/s=8290，取送风温差δ
t0x=8.6℃。

则送风温度=26℃-8.6℃=17.4℃。

送、回风点的焓值分别为hs=46.18kj/kg，hn=58.85kj/kg。

焓差12.67kj/kg。

送风量qm=q/hm-ho qm→送风量（kg/s）q-总冷负荷（kw）；hm-室内设计温度的焓值；ho-送风温度的焓值。

总送风量qm=49.74kw（冷负荷）/（58.85kj/kg-46.18kj/kg）
=12.67kj/kg（焓差）=3.93kg/s（14148kg/h）（11790m3/h）。

5.2风机盘管加新风系统的空气处理过程
采用新风不负担室内负荷的方式，即将送入室内的新风处理到90%相对湿度的室内等焓点。

例如：计算风机盘管的处理状态和风
量，出现最大负荷，此时参数为：全热1207w，湿负荷304g/h。

取新风量为90m3/h，分析空气处理过程。

室内的热湿比为14293kj/kg，取送风温差为8℃，室内状态点沿热湿比下降到26-8=18℃即为送风状态点s。

hs=48.8kj/kg，焓差10.05kj/kg。

送风量qm=q/hm-ho qm→送风量（kg/s）q-总冷负荷（kw）；hm-室内设计温度的焓值；ho-送风温度的焓值。

送风量=1.207kw（冷负荷）/10.05kj/kg焓差=0.12（kg/s）432kg/h （360m3/h）。

风机盘管送风量=总送风量（360m3/h）-新风量（90m3/h）=270m3/h （276kg/h）。

风机盘管空气出口温度为16.8℃，可以处理。

风机盘管的冷量即为房间的冷负荷1.207kw。

6.结语
根据本文所设计的防排烟系统满足规范要求；中央空调系统使用效果良好，智能性，节能性的效果明显，让使用者感到满意。