电气系统物业管理模式及实例分析

一、空调系统管理模式

(一)空调用水自控系统。

本系统由冷冻机组、冷冻水泵、冷却塔、冷却水泵、热交换器组成的空调冷热水供应系 统。自控方案如下:

1.根据水系统的供回水温度和流量计算空调系统的冷(或热)负荷,以此来对冷冻机组、冷冻水泵、冷却塔、冷却水泵、热交换器等进行台数控制,同时监视其运行状态。

当冷冻机组、冷冻水泵、冷却塔、冷却水泵等发生故障时进行报警。

通过计算冷冻机组、冷冻水泵、冷却塔、冷却水泵、热交换器等的运行时间,采用轮换 启动的方式,提高设备的使用寿命。

2.根据系统供水管和回水管压差的增减、比例控制供水管和回水管之间的旁通阀,以保持系统的平衡。

3.对各设备进行启、停控制,冷冻机组投入方式为:冷却塔风机→冷却水泵→冷冻水泵 →冷冻机组启动;关闭方式取相反的次序。

4.供热水温度由热交换器热媒管上的调节阀调节热媒量,使水温稳定在设定值。

(二)空调机组自控系统。

1.根据回风温度控制冷/热水管,使室温控制在预定温度。

2.热焓控制,调节新风门、回风门、排风门开度,控制新风、回风比例。

3.当初效过滤器两端压差大于设定值时,系统报警,提醒清洗过滤器。

4.根据时间或程序控制风机的启停,同时监视其运行状态和计算运行时间。

5.新风电动阀与送风机连动,排风电动阀与回风机连动。

6.房间内湿度相对低时,开启加湿器。

7.送风温度一般用于监测,因为房间热负荷随时间变化。

8.季节变化转换控制。

9.无级变频调速控制,节省能耗。

10.与其他设备(消防、风阀、风机)连动控制。

(三)新风机组自控系统。

1.报据送风温度控制冷/热水盘管,使室温控制在设定值。

2.当初效过滤器两端的压差大于设定值时,系统报警,提醒清洗过滤器。

3.新风电动阀与送风机连动。

4.新风温、湿度为全区域点,控制新风机组时多台机组共用一个新风温、湿度参数。

5.根据时间或程序控制风机的启停,同时监视其运行状态和计算运行时间。

6.送风温度低限报警连动控制。

7.无级变频调速控制,节省能耗。

(四)应用实例。

北京世界金融中心。

1.工程简介。

北京世界金融中心是由中国人民保险信托投资公司投资的一幢高级综合式办公楼,地点 位于北京市朝阳区朝阳门外大街的繁华商业区内。

工程总建筑面积为116000㎡,总高度为165m(至金属塔尖顶),地下3层,地上32层。各层所设置的房间及用途如下:

地下3层:汽车库,冷冻机房,水处理间,水池及水泵房等:

地下2层:汽车库,变配电室,热交换间,职工卫生间,空调机房等;

地下1层:汽车库及中巴车站,自行车库,柴油发电机房,职工餐厅及其厨房,

四季厅门厅,超级市场等;

1~3层:门厅大堂,四季厅,自动扶梯厅,零售商场等;

4层:门厅大堂,四季厅,自动扶梯厅,游泳池,中、西餐厅及厨房;

5层:门厅大堂,四季厅,自动扶梯厅,保龄球室,健身娱乐室等;

6~15层:办公室;

16层:消防避难层;

17~

28~30层:办公室及机械用房;

31、32层:多功能厅。

2.空调水系统设计。

全楼中央空调总耗冷量为10000kW。空调冷指标为88W/㎡;中央空调总耗热量为7995kW,空调热指标为67W/㎡。

空调水系统根据使用功能及负荷特点而分为内区及外区两大环路,各环路均为双管制系 统,从负荷特点的分析中可知,有可能要求内区分别供冷水及供热水(例如在过渡季气候及 不太寒冷的冬季气候时),为了满足这一要求,本设计中通过设于冷冻机房内的冷热水管上 的电动阀的切换来实现。

FG-1,JG-1——内区分、集水缸

FG-2,JG-2——外区分、集水缸

可以看出,实际上机房内的管路是一个四管制的系统,通过V1~V8阀的开关即可保证内、外区水系统各自独立进行供冷水和供热水的要求。

应该注意的一点是:在外区环路由供热水变为供冷水时,内区早已开始供冷。由于此时 外区回水温度仍较高,在与内区回水混合后的温度也是较高的,较高的回水温度直接进入冷水机组对机组来说是危险的(有可能造成破坏),同时也会使冷水机组的出水较长时间达不到 满足内区空调所需要的水温,冷水机组的运行条件变得恶化。因此,本设计在外区环路中设计有旁通阀V9,其作用是:在外区由供热水向供冷转换时,V8阀仍然关闭,先打开V9阀 ,外区回水在其次级泵的作用下,通过外区水环路循环降温至一定的温度(大约20℃ 时,再打开V8阀,关闭V9阀,让外区回水与内区回水混合后进入冷水机组中去,这时进入冷 水机组的水大约为15℃。

本设计水系统为二次泵变水量系统,内区环路设有两台次级泵。设置二次泵系统,除了 解决上述外区的转换问题外,主要还有以下考虑:

①空调机组本身具有非线性特性。

空调机组相对冷量与相对水流量的关系如下:

q=1/1+η(1/g-1)

式中 q————机组相对制冷量

g————机组相对水流量

η——机组特征系数

②若干具有某一特性的空调机组在水系统中并联运行时,该水系统也应具有同样的特点 。

③由于不同朝向的影响,空调机组在运行时各自出现最大值的时刻是不同的。同时,由 于各种不同功能的房间在使用时间上的不一致,其逐时负荷(制冷量)曲线也不同。

上述三点决定了本工程空调水系统是一个非线性系统,具有和式(1)的特点。就目前来说,满足非线性空调水系统的使用及节能的最好方法应该是二次泵系统。

二次泵系统中,次级泵的选择有多种方式:第一种是全变速泵方式,第二种是多台定速 泵分级控制的方式,第三种是变速定速泵组合控制方式。第一种方式的节能效果最好,控制也相对简单,但投资较大;第二种方式节能效果最差,控制也最复杂,但投资最省;第三种 方式的特点介于前两种之间。本设计立足于从节能来考虑,采用了第一种方式,根据水泵电耗的基本原理:电耗与其转速的三次方成正比,因此低负荷时变速泵可节省较多的能耗。

本工程采用了4台离心式冷水机组为全楼进行空调供冷,其水温为6.6/13℃而不是通常用的7/12℃这样带来的优点是:①可减少冷水泵的流量从而减少冷水泵能 耗;②由于办公面积紧张,建筑造价较高、空间有限,增大水温差后由于流量减少使得管道尺寸得以减小;③考虑到水泵及管道温升,实际空调机组的进水温度约在7℃左右(按 通常7/12℃设计时,空调机组进水温度大约在7.5℃)。当然,选择这一温差 的缺点是空调机组表冷器要适当加大,另外冷水机组的电耗会有所增加。但对于本楼以及大多数面积及空间有限的民用建筑来说,其综合效益仍是较合理的,也是冷水机组容易达到的 。

3.空调风系统设计。

本工程是以办公性质为主的综合楼,因此根据办公楼的特点,空调系统采用了目前较为 先进的变风量空调系统(简称VAV系统)。

在VAV系统设计中,首先进行了内、外分区。根据国外的有关资料及目前较公认的分区方式,本设计将距房间外墙(或外用护结构)35m以内的室内区域作为外区,其余部分办 公区作为内区。空调机组按内外区分别设置,很显然这一分区与水系统的分区情况是密切联系和一致的。实际上水系统的分区正是以上述空调风系统的分区为依据的。这样可以保证在 过渡季(甚至冬季)时,对外区进行供热风而内区同时供冷风。

从空调负荷的计算结果中可知,当室外气候处于冬季设计状态时,尽管对房间的内区

目前也有一些办公楼在内外区划分后,采用同一台机组及风道送风的方式,同时在外区 VAV末端装置(VAVBox)增设再热盘管,显然这是一种四管制方式,其优点是各VAVBox 均可非常精确的控制区域温度。但缺点是在过渡季,为了满足内区的要求,需要把送风进行冷却,而当进入外区时又要在VAV Box中进行再热,很显然这一过程中存在冷、热相互抵消 而多耗能的情况,同时带再热盘管的VAVBox造价也是相当高的。

因此,本设计中的做法实际上是把外区各个VAVBox中的再热盘管集中在一台空调机组中去。由于内外区风系统各自独立。使得内区直接最大限度的利用了天然冷源(即室外冷风) 进行供冷,其节能效益是明显的。从经济角度来看,这样做增加了一台空调机组(即一台大机组变为两台小机组),并要求增加排风道,会使投资增加,但减少了外区VAVBox中的再 热盘管及相应的附件和热水管道等,加上利用新风冷却节能带来的效益,综合起来减少的费用远超过增加部分,因而经济效益是十分明显的。同时水管不进入使用房间,对设计、施工 及日后运行管理特别是出租后的二次装修都带来极大的方便(由于VAVBox只有软风管与主风管连接,仅由装修公司就可以自由移动其位置,如果VAV Box要接上水管,则改动时 必须由专门的水暖管道工来施工及试压,并要求部分楼层甚至全楼停水)。

根据平面布置,在楼1~5层裙房部分也进行了内外区划分。即凡有外围护结构的房间 均为外区(最大进深约10m左右),凡无外围护结构的房间为内区。

在1、2、3层零售商场的空调设计中,由于建筑面积紧张,不能设置全空气系统所需 的空调机房,所以空调采用风机盘管加新风的空调方式。对于外区而言,此部分设计和运行是没有问题的。但对其内区而言,由于当室外气候温低于12℃时,内区风机盘管已经 开始供热水,而这时内区需要供冷风,故只能考虑由新风来承担内区的供冷,所以在商场部分内、外新风机组是各自独立设置的。在确定内区新风机组风量时,首先计算出室外气温为 12℃时内区的得热并由此计算出消除它们所需的新风量(新风温度即是送风温度12CCCCCC)。显然这一送风量远大于按卫生标准所确定的夏季正常运行的新风量,因此内区的新 风机组采用双速风机。供冷水时,风机低速运行——最小新风量;新风为12℃时开始供热水,风机高速运行——最大新风量。当室外气温继续下降导致送风温度低于要求时,自 动打开热水阀,加热盘管开始工作。

4.防排烟及防火设计。

本楼属于超高层建筑,其防排烟设计及防火问题是非常重要的,设计也是严格按规范进 行的。

在疏散楼梯、前室及合用前室均设置加压送风系统,其中楼梯采用常开百叶,前室及合 用前室采用每层可独立控制的自动加压送风阀。一旦失火,全楼的加压送风机及失火层及其上一层前室(包括合用前室)的加压送风阀均打开,保证疏散通道的安全。

在内走道、无窗(或无自然采光)的内部房间均按《高规》要求设置机械排烟。

另外,对2个5层高的共享空间(四季厅及大堂)均设置机械排烟,其排烟量按共享空间体积的6次换气计算。在避难层单独设置机械加压送风系统,共设2台加压用管道式风机, 加压送风量为36000m3/h。

各排烟及加压送风系统均以避难层分界为高低区系统。

在地下车库及一些库房、机械用房等,采用了排风兼排烟的方式,平时作为排风,火灾 时自动转为排烟,其风机吸入口均设有280℃防火阀。

5.小结。

(1)VAV系统是目前正在我国逐步开始应用的一种较为先进的空调系统,与普通的全空气系统相比它具有的优点是:

节省能源。包括运行中的节能及计算负荷时的节能两方面(因为对于VAV系统来说,由于各VAV Box可自动根据负荷调节风量,因此一个VAV空调系统的设计最大送风量必然 小于各末端的最大送风量之和,也就是说它的能量是来回移动的。它具有自动的把不同能量移至不同需求的场所之功能,这是普通定风量机组不能实现的)。

各个送风末端均能独立进行区域温度控制。与新风加风机盘管系统相比其优点为:①它 属于全空气系统,其

上海复兴(无锡)大厦空调通风设计。

1.概况。

上海复兴(无锡)大厦位于上海南外滩,建筑的南北主轴线恰面对黄浦江东岸的东方明珠电视塔。该工程由美国NBBJ设计事务所和河北省建筑设计研究院联合进行方案设计,河北省 建筑设计研究院完成初设计及施工图设计。复兴大厦的南北主轴线将内外广场、两栋超高层主楼以及裙房有机地联系起来,从而形成内外结合、相互联系、且充分对社会公众开放的公 共空间。

该工程建筑面积约11万㎡,1#、2#主楼为两栋超高层写字楼,地上42层,地下2层,裙房由8层及6层两部分组成,汽车库设于广场地下。主楼地上总高154m。一、 二层为大堂,分别直接通向上下二层广场,15层、30层为避难层,部分兼作设备用房,顶上两层及地下二层均为技术层。1#楼以商住用房为主,2#楼为办公用房。裙房1~3层 为银行营业厅,顶层为设备层,其它层为办公室。大厦另设一锅炉房为主楼热水提供蒸汽热源。

主楼的开水供应:每层设开水间,由煤气开水炉供应开水。

2.空调系统设计。

复兴(无锡)大厦的主楼大堂及裙房的营业厅采用全空气空调系统,每层设空调机房,选用上海通惠开利40kW型柜式空调机组,风管送风,集中回风口回风。其它办公及商住用房 均采用风机盘管加新风系统。以2#主楼为例:

(1)空调冷热源:复兴大厦因地处上海市区南外滩,用地紧张,设置机房很困难,所以空调冷热水主机选型经各方面多次考查及可行性讨论后选用风冷式冷热水热泵机组及风冷式 冷水机组。通过冷热负荷计算,选择热泵机组与冷水机组的配比:低区为4:1;高区为3:1(考虑了冬季高层的冷风渗透因素)。

2#主楼屋面面积仅有700㎡左右,满足不了全楼48500㎡的空调用热泵机组的安放位置,因此,16~41层的空调用热泵机组及冷水机组位于本楼屋面,该空调系统为 高区空调系统(简称为高区),而1~14层空调系统为低区空调系统(简称为低区)。低区用冷热水热泵机组设置于裙房屋面,主楼层顶的泵房为高区服务,低区空调用泵房位于主楼地 下一层。

风冷式冷热水热泵机组夏季供7~12℃低温水(冷冻水),冬季供4.5~40CCCC CC热水。

(2)冷冻水系统

复兴大厦主楼空调水系统分高低两个区,在每个区的空调水系统中,风机盘管水系统等 柜机(包括新风机组,空调机组)的水系统分设供回水干管,汇集于集分水器。这样设计的原 因是:风机盘管与柜机的水阻力损失差异较大,又柜机较之风机盘管水流量要大得多,如果并联在一个水系统中,阻力平衡很困难,甚至阻力损失相差太大,影响水量分配。系统定压 :低区于16层管道间设膨胀水箱,而高区的膨胀水箱位于屋顶的楼梯间顶层。

全部水系统均采用双管制同程式。低区系统最高使用工作压力为0.85MPa,高区系统最大工作压力为1.1MPa。

(3)新风系统

复兴大厦标准层平面近似为36×32(m)的长方形,中心为交通核心面积。四周为办公用房,为不占用办公用房,对准风集中处理用安装于15、30层避难层及顶层设备层的 柜式空调机,并通过交通核心西北、东南的两个送风竖井,将新风分层送至各房间。

3.通风系统。

(1)卫生间排风:1#主楼主要是商住用房,标准层基本上是每层划分为4个单元,每单元内均设有办公室、居室及卫生间,卫生间机械排风采用通风器通过排风竖井及设备层或 避难层的排风机联锁运行,卫生间通风器的同时使用系统一般取K=7。而2#主楼标准层均为大办公室,每层于交通核心内设集中大卫生间,因此排风以避难层为界,分段集中排风, 卫生间的废气从吊顶排风口经排风竖井由排风机定时自动集中排气(1~14层排风机设于15层避难层,16~29层设于30层避难层,31~41层设于42层设备层)。

(2)开水间排风

复兴大厦主楼选用的是煤气开水炉,开水间排风方案经上海市煤气公司审核同意。1#主楼开水间设机械排风也设机械送风。分段集中送排风的设置方法同2#主楼卫生间的设置划 分,2#主楼卫生间则要求设两套独立的排风系统,一套为开水间的全面排风,另一套为煤气开水炉的废气排放,进风则采用开水间的门上百叶窗自然通风方式。

(3)设备间的机械通风

复兴大厦主楼地上避难层及顶层设备层的外窗均为百叶窗,属

(4)地下车库机械通风

复兴大厦地下汽车库位于广场地下,并与裙房,主楼的地下一层相通,汽车库停车位为 187辆,另有自行车车库,可存自行车920辆。

地下车库以机械排风、自然进风为主,附以部分机械进风。

汽车库一区及自行车库有宽敞的进车道,作为主要的自然进风,汽车库二区设有机械送 风。进排风系统是以防火分区为单元划分。自行车库、汽车库二区各为一个系统,汽车库一区分设2个排风系统。

4.防排烟设计。

(1)空调系统中采用的保温材料为不燃性中空玻璃棉,根据规范要求,空调及通风系统中的风道穿越机房、防火墙等部位处均设置防火阀。

(2)防烟楼梯间及其前室、合用的室设加压送风系统,于15、30层避难层及40层设备层分别设置加压送风机,每栋超高层均设9台加压送风机。将42层超高层作为3个14 层高层考虑,火灾时,加压送风系统全部投入工作。主楼内走廊设机械排烟,排烟口最远距离不超过30m。排烟系统竖向设计,分段划分范围同上述加压送风系统。

(3)地下设备用房的排风与自行车库的排风均采用管道顶排风方式。火灾时兼作排烟则要求:①风管的钢板厚度要按排烟时情况选择;②排风量要满足火灾时的排烟要求。排风机 可选用双速排烟风机,平时用低速排风,火灾时消防中心控制切换成高速运转排烟。

复兴大厦地下交配电室层高5m排烟次数12h-1。平时的排风量可满足火灾时的排烟量60m3/(h.㎡),只需在排风机的选型上选择排烟风机,便可满足平时或火灾时 两用。而其它设备用房因平时的排风小于火灾时的排烟,选用了双速排烟风机。排风管内平时排风时风速小,排烟时风速虽增大,但没超出规范要求的0.25m/S。

(4)地下汽车库的排烟。

复兴大厦地下汽车库因为机械停车,层高为4.5m,当取换气次数10h-1计算时,排风量相当于4.5m3/(h.㎡),小于规范要求的60m3/(h.㎡)的排烟要 求,但如果设想将一个防火分区划分为三个防烟分区进行排烟时,排烟风机的总风量按规范计算:

S空(防火分区面积)/3×120=40.S(m3/(h.㎡)),就小于10h-1换气 的总排风量(45.Sm3/(h.㎡))。地下汽车库每个防火分区在火灾时利用平时排烟系统进行排烟,排烟量已超过8万m3/h风量。管道及设备体积已相当大,经上海市消防审 批通过地下车库的排风兼排烟。取10h-1换气次数。在排风管道设计时,按规范上排1/3下排2/3,排烟时由消防中心控制关闭下排风口,上排风系统作排烟用。但全部风量由上 排风管道通过时排烟风速太大,因此设计时适当加大了上排风管道的断面,即平时排风时上排风增加到总风量的2/5~1/2。通过考查一些已建的地下车库,多数因下排风困难,增 加了上排风量,经运行表明是可以使用的。

武进市行政中心暖通空调设计。

武进市行政中心位于新建市区的中央,总占地面积约15万㎡,建筑面积约11万 ㎡,由5幢建筑和一座地下停车库组成。本工程设置了集中式空调机组,空调系统的热源由来自热电厂的蒸汽直接提供,冷源采用双效漠化锂吸收式制冷机组。

1.工程概况。

武进市行政中心是武进县改市后,中共武进市委、市人大、市政协以及各政府有关行政 部门的办公场所,位于新规划市区的中央。一期工程共有5幢地上办公建筑、地下停车库以及中心广场等组成,占地面积约15万㎡,建筑面积约11万㎡。

为了适应未来办公的需要,根据建设单位的要求,本工程的5幢办公建筑设置集中式空 调系统,冬季供热、夏季供冷。

由于本工程是一个行政办公中心,所以房间以办公室为主,另外配备了一些与办公用户 有关的会议室、接待室、计算机管理中心及档案馆等用房。

本工程于1994年上半年开始设计,当年投入施工,于1996年年底已竣工。本工程的设计在1995年被评为南京市优秀设计。

除101号楼为高层建筑外(地下1层、地上12层,地面上的总高度约为50m),其余4幢均为5至6层的多层建筑。

2.设计标准。

3.空调冷、热源的选择。

(1)冷、热负荷

根据我们的计算,本工程的总冷负荷约为9540kW(即820万kcal/h),空调总热负 荷约为8640kW(即743万kcal/h),各建筑物的负荷分布见下表。

另外,地下汽车库约12000㎡,不要求空调。

(2)冷、热源的选择

采用集中式空调系统首先要确定采用什么样的热源。由于燃煤锅炉提供热源的造价及运 行能耗费都比较低,这往往是工程设计中的首选方案,但是采用燃煤锅炉往往会对空气和环境产生污染,且要求布置高空放烟气的烟囱。由于武进市区是新规划的城区,各级给予了高 度的重视,联合国环境规划署也给予了资助,要求将新规划的城区建设成为没有烟囱、没有污染的绿色城市,所以采用燃煤锅炉是不允许的,由于没有城市供热及城市煤气供应系统, 那么,可供选择的供热方案有:

①采用热电厂锅炉提供的蒸汽;

②单独设置燃油锅炉房;

③采用直燃式溴化锂冷热水机组:

④用电(热泵或电热锅炉)。

而集中供冷的方案有:

①采用热电厂锅炉提供的蒸汽设置双效溴化锂制冷机组;

②采用直燃式溴化锂冷热水机组;

③采用水冷电力式制冷机组;

④采用空气源制冷机组。

那么,接下来的问题就是整个小区的冷、热源集中设置,还是分成单体建筑设置呢?这 个问题是比较简单的,很多资料也有过介绍。若采用空气源热泵机组,由于单机容量比较小,选择的机组台数较多,分开设置比较合理。其他情况,无论从初投资,还是从运行费用方 面考虑,均是集中设置比较合理。

方案1 采用热电厂提供的蒸汽供热与采用双效溴化锂制冷机组供冷;

方案2 采用热电厂提供的蒸汽供热与采用电力式制冷机组供冷;

方案3 采用直燃式溴化锂冷热水机组;

方案4 采用燃油锅炉供热与采用电力式制冷机组供冷;

方案5 采用燃油锅炉提供热源冬季直接供热与采用溴化锂制冷机组供冷;

方案6 采用空气源热泵机组(每幢建筑分开设置);

方案7 采用电力式锅炉供热与采用电力式制冷机组供冷。

那么,在本工程中究竟采用什么方案最为合适呢?我们必须进行全面的技术经济比较。 经济比较主要有初投资与运行管理费用两部分。为了减少比较的工作量,我们仅比较了方案的不同部分(如冷水系统均相同,就不比较了)。初投资仅比较设备费与电力集资费,另外运 行管理费我们仅比较能耗费。经济比较的几个假定条件:

①夏季空调机组的运行时间按4个月,每月30天计算,平均每天运行9小时,平均负 荷率按0.6计算。冬季空调系统的运行时间与负荷率同夏季。

②电力集资费按1300元/kW考虑。

③空调用电按0.9元/度、柴油按2.4元/升、耗用蒸汽按150元/t考虑。

④空调机组的寿命按15年计算,所以运行费用按15年考虑。

采用方案1,即利用热电厂提供的蒸汽,冬季直接供热、夏季采用溴化锂吸收式制冷机 组供冷的方案是最节省的,所以本工程选用方案1。

4.空调方式及系统设计。

(1)水系统。

工程共有5幢地上建筑组成,101位于中央,基本呈对称布置。因此制冷机房设于1 01的地下室。101至102的距离约155m,102至104的距离约110m。室外空调供 、回水管道采用不通行地沟敷设,其中102与104为一路,103与105为另一路。本工程的供、回水管道,室内基本上布置成同程式,室外布置成支状(异程式,每幢楼的入口设调节 装置)。

(2)空调系统。

本工程除了101的门厅、接待室、大中型会议室等采用低速风道空调系统外,其他均 采用风机盘管机组加新风系统。

全空气空调系统采用组合式或柜式空气处理机组处理空气,系统按使用功能划分。室内 采

风机盘管机组基本上都是采用卧式暗装机组。新风管与空调水管水平敷设在中间走道的 吊顶内。新风系统分层设置。风机盘管机组安装在与室内家具组合设计的进入房间后的局部低下来的吊顶内。

卫生间、会议室及地下机电设备用房均设置机械排风系统。

5.小结。

(1)关于空调系统的冷热源,本工程利用电厂提供的蒸汽设置漠化钾吸收式制冷机组是最为经济的,但是不同的地区,不同的能源价格(如蒸汽价格的不同),比较的结果是不相同 的,所以必须具体工程具体分析。

(2)关于自动控制系统。

由于造价的限制,本工程除了制冷机组,换热器本身配带的自动控制装置外,其他均未 设置自动控制系统,室内风机盘管机组根据室内温度进行手动三档控制。制冷机组开启的台数将根据回水温度手动控制。风道系统将根据室内温度手动调节供、回水的流量。

(3)关于风管的材料。

设计时要求风管采用镀锌铁皮制作,但由于武进市是国内玻璃钢生产的主要基地之一, 市委为了支持地方产品的发展,决定风管采用无机玻璃钢制作,由于管道采用夹心保温,所以风管拐角处和法兰处保温无法做得严密,非常容易出现冷凝水结露现象。

(4)本工程的冷却塔设在101号楼三层报告厅的屋顶上,为了不影响建筑的立面和减少运行时噪声对环境的影响,所以冷却塔四周的女儿墙高出屋面一层(约6m高),起了一个 吸声屏的作用,收到了极好的效果。

天柏大厦空调设计。

天柏大厦位于桥头街,高61.3m,建筑面积33315㎡是集商住、娱乐、餐 饮为体的综合性建筑。地下1层为设备用房和汽车库地上12层。其中1-4层为商场,5层为快餐厅,6层为保龄球、台球、游艺室。7-12层东半部分为办公,西半部分为公寓。6 -7层之间设一个设备层。地上部分全部有空调。

1.空调系统。

本工程空调为舒适性空调,涉及到标准与卫生要求的室内计算参数有5项,即空气干球 温度、相对湿度、新风量、风速、噪声及含尘量。这些参数的选取对设备投资,运行管理等 方面均有影响。部分设计参数如下表:

另一个很重要的因素是空调负荷。对于大型商场来说,人员和照明负荷占到总负荷的8 0%左右。而人员和照明均是不可预知的,属动负荷。因此人员和照明负荷的选取对空调设 计有着很大的影响,设计时查阅了许多资料,亦结合太原市的实际情况,取值如下:一层1 .0人/㎡标准层0.8人/㎡,餐饮1.5人/㎡照明一层80W/㎡,标 准层40W/㎡。

原则上空调系统设计成分散式系统,商场部分以全空气低速定风量风道系统为主,辅助 用房辅之以风机盘管系统。办公及公寓部分为风机盘管加独立新风系统。冷热水设计成集中式系统,在地下室空调机房集中制备冷热水。

(1)商场部分。

商场空调系统的划分,主要考虑商场使用功能的要求,同时兼顾节能和管理方便,因此 分层设置空调机房和空调系统。

1-4层为大型售货厅,每层均设两个空调机房,每间机房内设一台组合式空调机组(Z K45—WCZ—B5(10排)型空调器),其中设混和段、过滤段、表冷段、加湿段、送风段。为了便于货柜及风管的布置,气流组织采用上供上回式,回风管沿墙布置。考虑到商场投入 使用后,有些商品货柜需要重新布置组合,有的需要设置隔墙,送回风口的布置均采用模数方式,即尽可能在每个开间内都布有送回风口以适应日后的需要。送风口采用方形散流器, 回风口采用单层百叶风口。送回风管在进出机房处均设消声器,以减少机房传出的噪音。风管尽量选用扁宽型,最大风管2400×600mm,这样大大缓解了大断面风管与其它专业争空间 的矛盾,同时也降低了层高和造价。1~4层商场每层还设有两套排风系统,用于排除污浊空气,商场换气次数n=2次/h。另外一层,入口门厅处,还设置了GM型空气幕共30台 ,冬季通过电热送出热风隔绝室外冷空气以保证门厅温度,夏季送出自然风以减少门厅冷气散失这样既防止了冬夏季门厅温度的波动,又起到了冬季节约热源,夏季节约冷源的目的。

(2)餐厅部分。

5层为快餐厅,设有四个不同特色食品的备餐间,备餐间与餐厅共处一个空间,其间只 设低矮的隔断,其特点是负荷大且集中,空调系统要兼顾餐厅与备餐间的舒适性。其空调方式同商场部分,采用低速全空气式系统。采用两个集中机房送风(ZK60—WCZ—Bs型组合 式空调器),保证每个备餐间都有相应的送风口。餐厅设回风口由集中风道接回机房。每个备餐间都有独立的排风系统,只排不回,保证备餐间为负压,以防烟气窜入餐厅。这样餐厅 的气流一部分回风,一部分流入备餐间餐厅的换气次数为3

(3)娱乐厅。

6层为保龄球室,两侧各设一个空调机房(ZK45—WCZ—B5(8排)型组合式空调器) ,负责本层所需的新风补充和空气循环、气流组织为上送上回,送风由39个450×450 mm的方形散流器送至人员休息处及助跑区。球道上方不设风口,避免气流直吹球道。回风口 沿墙布置,由集中风道送回机房。本层还设有两套排风装置,用于必要时排风。考虑到附属用房与商场、餐厅、保龄球室的使用时间不同,1~6层的附属用房均采用风机盘管系统, 便于管理及灵活调节。

(4)商住部分。

采用风机盘管加独立的新风系统。东侧办公部分与西侧的公寓部分在使用时间上不尽相 同,加之结构形式不同,办公部分的梁大于公寓部分的梁,为了避免风管压低层高,设计中将办公部分与公寓部分的新风系统分开,设置两套独立的新风装置。新风机组选用BFPX—2 0WD型吊顶式薄型机组,这样可保持室内一定的正压,防止室外空气渗入而破坏室内温度的 均匀性,并可以保证室内的卫生条件。为避免主要房间层高太低,也为便于建筑装修,风管应尽可能布置在走道及穿卫生间吊顶处。

(5)水系统。

冷热源集中设在裙房地下一层。从初投资、运行费用、机房占地面积及日常管理等方面 考虑,本设计选用了两台BZ200VIBH1型澳化惶直燃机,配三台IS200-150—400A型冷 水循环泵。机组的冷却选用冷却塔方式,配有两台LRCM—LN—700型超低噪声冷却塔及五 台IS200—150—315A型冷却水循环泵。冷水系统供回水温度为7℃~12CCCCC C,热水系统供回水温度为50℃~60℃,空调机房送出的冷热水集中至集水器,由集水器分出三个出口,经管道井分送至各个系统。系统I:1~6层东侧机房及附属用房 盘管水系统。系统Ⅱ:1~6层西侧机房及附属用房盘管水系统。系统Ⅲ:7~12层风机盘管水系统。其中系统I、Ⅱ因管线较短,采用异程式系统,系统Ⅲ采用同程式系统,供水 立管由中部管井引入,回水分别由两侧管井下至设备层,在设备层集中后通过中部管井接至空调机房。

2.结束语。

天柏大厦属综合性建筑,其中各部分使用时间不同(如商场和公寓、餐厅和保龄球室),因此本设计选用的机组总装机容量略小于各层机组冷量之和,这样既降低了初投资又避免了 机组长期低负荷运行造成的效率降低,能耗增加。

二、电梯系统管理模式

智能大厦里的电梯,大多利用局域网络(LAN)增加钥匙管理、自动多功能电话、检测等 候人数、日常远程检查电梯、紧急管制运行等功能的界面,已经不是原来的基本结构可以涵 盖说明,所以特意补充图7-7-5表示结构关系。

1.与钥匙管理系统的连动。

钥匙放进管理室服务台的钥匙箱时,大楼里的LAN控制装置会自动响应,发出“钥匙还原信号”给住户楼层呼唤键,并且封锁登录功能。这样可以谢绝人进入“没有人在的楼层” 。

2.与多功能电话系统的连动。

在与数字电子交换机结合的多功能电话上输入密码,可以自动地点亮搭乘目的地键灯, 并且切换成VIP(贵客快捷)运转。

3.等候人数检测。

各楼电梯搭乘处的天花板上装置ITV(Image Television)录像机,以便感测计算等候人数。通过这个装置判断搭乘处的繁杂拥挤程度,用来修正电梯调度决策或指令。

4.平时远程监视诊断功能。

这个系统如图7-7-6由电梯维护监视中心、电梯维护公司服务站、电梯机械室和市用电话网构成。电梯位于终端,它的状态信息通过电梯机械室里的远程监视诊断装置,经过一般 电话线路送到监视中心,所监视的项目包括表7-7-5所列各项,诊断的项目包括表7-7-6所列各项。监视诊断交互且周而复始。诊断结果如有异常,立即发送警报给监视中心,经过技术 人员确认异常后,立即指令最靠近事故地点的服务站出动修复。

本例每秒钟扫描1次进行诊断。诊断结果按项汇总统计,根据重要程度分级后送到监视中心。这样技术人员出发前已经了解异常状况,所以能准备适当工具和零件,修复速度快, 故障时间短。

电梯里的电话机(inter phone)也和远程监视诊断装置连接,所以乘客按电梯里的电话机键,就可以自动拨号给监视中心的操作台,直接与技术人员通话。可以安慰乘客的焦虑, 减轻不安情绪。

5.紧急时候的电梯调度。

为了避免电源电力不足时乘客的不安和焦虑,必须预先根据各

(1)地震时的运行管理

地震时应该尽快让乘客逃出电梯。根据地震的大小分成两种方式:

①震级在4级以下,把运行中的电梯继续移动到最靠近的楼层,让乘客逃出电梯后关门 待机。等震动探测器没有动作(条件)后经过若干时间,就可自动恢复运行。

②震级在4级以上,把运行中的电梯继续移动到最靠近的楼层,让乘客逃出电梯后停止 运转,必须等专门技术人员进行各种机器的安全检查后,才能让它恢复运转。

(2)火灾时的运行管理。

发生火灾时,会有很多人堵塞电梯间,加上电梯里拥挤过多的人,所以关门困难(不能出发),或导致中途停下不能动弹等,可能导致危害乘客的所谓二次灾难。困此避难用的电 梯必须在发生火警时立刻赶到,而且以后的运行都将服从“火灾时控制运转用的按钮(这个 按钮设置在防灾中心的电梯监视板上)”的指挥。管理人员通过监视设备,操纵正常运行中 的一切电梯。指挥若定,秩序井然,就可以避免乘客争先恐后和慌乱造成的损失。

(3)停电时自备发电机的使用制度。

电网电源中断时,电梯可能停在楼层与楼层之间。乘客悬在半空中,电梯门不能开启。 自备发电机在此时发电,自动按照预定的工作步骤传送电力给电梯,以便它能抵达避难的楼层后打开电梯门,好让乘客逃出。这样一台接一台,按照顺序供电给各个电梯,完成人员解 救后,才变成根据自备发电机的输出容量供给特别电梯运行,使它运行如常,以便维持大楼最起码的功能。

三、照明系统管理模式

照明应该考虑“充足”、“节能”、“方便”,还要考虑“气氛”和“安全”,营造健 康、安静、舒适的环境。前四个都能够利用灯光调节控制来完成,第五个要求就需要精心设计的监控系统来完成。

计算机系统除了检查来人身份、引导进出路径等SA任务外,还进行灯光指引,调节光线来缓和驾驶员突然进入黑暗处的不适(不安全驾驶的原因),也包括大舞池、体育场等宽阔场 所的照明调节,声音综合管理等等。现在根据调光原则介绍其工作方式及适用场合,作为参考。

(1)时间控制:用于办公室,由中央监视,配合上下班时间自动按时执行明灭。

(2)无线摇控:办公室下班后到上班之前,如果需要用电,通过本装置来明灭。可以不改变办公室已经建立的时间控制制度。

(3)亮度调节:办公室靠窗部分的灯具通过亮度探测器,根据设定值明灭灯光来维持亮度。

(4)探测操控:会议室、接待室、洗手间通过探测人进出的装置自动明灭。可以避免呼吁“随手关灯”。

(5)电话遥控:利用大楼数字电话机的功能传达明灭指令,用来弥补尚未纳入集中监控的不足或纳入太多的混乱。

(6)款式控制:走廊等公用部分纳入节能模式采用综合管理。以免过于谨慎,丧失保安的意义。

(7)连动明灭:盗贼或来人行动路径上采用连动明灭,表示“闲人躲开,保安人员快追踪过去”。VIP通行也可以照此完成。

(8)调光控制:用于大会议室和主要办公厅的灯盏、大舞池、舞台和体育场等。

四、实例点评——山西日报社新闻采编大楼的供配电系统

(一)供电方式。

山西日报社新闻采编大楼地下部分为2层地上部分为28层,总高度96.0m,建筑面积30000㎡。

根据《高层民用建筑设计防火规范》按山西日报社新闻采编大楼使用性质、火灾危险性 、疏散和扑救难度划分,为一类建筑。其消防控制室、变配电室、电子计算机房、程控电话交换机房、水泵房、消防电梯机房、主要办公室、会议室、主要通道、出入口照明及其设备 配电、防排烟设施、火灾自动报警设备、自动灭火装置、疏散指示标志和电动防火门、卷帘、阀门等消防用电为一级负荷。另外一般工作照明、电梯等动力为二级负荷。因此,根据《 民用建筑电气设计规范》,一级负荷的供电电源应符合下列要求:一是一级负荷由两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源应不致受到损坏。一级负荷容量较大或有高压用 电设备时,应采用两路高压电源。二是一级负荷中特别重要的负荷,除上述两个电源外,要必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电,严禁将其它负荷接入应急供电系统。对 于以上负荷,采用两路独立的10kV高压电源,一路来自报社变电所高压柜,一路来自于城南高压干线。正常时一用一备,即当正常工作电源事故停电时,另一路备用电源自动投入 。

另外,为增加供电的可靠性应

由于大楼采用集中空调,冷冻机组为电加热,用电负荷比较大,所以又设置两台变压器 ,两台变压器的高压倒进线分别引自院内变电所高压柜。一路电源供空调主机房三台离心式冷冻机组,这种负荷的季节性变化,大夏季为高峰负荷,冬季为空负荷,过渡季节为轻负荷 ,所以在主结线方面宜由单独的变压器供电。另外一路电源供空调主机房除冷冻机组外的动力设备和各层新风机组,风机盘管、空调器、风幕等。此两路电源均为单电源供电方式。

这里,为了保证供电的可靠性,在已有三路独立电源的情况下,为了楼内人员的安全疏 散,还装设了自带电源型应急照明和疏散标志灯。此外还考虑了供电可靠性的高性能要求注重设备选型,如变压器低压开关柜及其内部元器件的选择。

(二)低压配电系统。

(1)根据主楼负荷集中和楼层比较高的特点,主楼内一般工作照明、应急照明、卷帘门动力、空调风机盘管、防排烟动力等系统供电干线采用树干式配电。根据负荷大小和楼层层 数的多少各种用电负荷分为几个供电干线进行配电:一般工作照明分5路,一路由地下2层至地上7层,二路由8层至14层,三路由15层至21层,四路由22层至27层,五路供2 8层;应急照明分两路一路由地下2层至13层,二路由14层至28层;卷帘门、防排风系统为一路;空调风机盘管系统:一路由地上1层至9层,二路由10层至19层,三路由2 0层至28层。

除空调通风机盘管系统及28层工作照明系统干线采用电缆敷设在垂直竖井内,其余干 线均采用封闭母线敷设在垂直竖井内,且每层段上设一插接箱,每层负荷引线与母线呈T形引出。

(2)针对特殊的用电场所及用电设备,如地下2层人防、电梯、空调机房、消防水泵房、消防控制室电源、程控电话机房电源、计算机主机房电源则采用放射式供电。

(3)裙房部分照明采用链式供电形式。

(三)电气设备的智能化管理方案。

随着计算机网络管理系统的兴起和发展,使楼宇电气设备进行集中监视、智能化管理成 为可能。

1.智能化管理系统的设计目标及系统划分

以计算机网络管理系统为基础的电气设备智能化管理系统应具备以下条件:具有高度共 享的信息资源;能够提供舒适的工作环境,提高工作效率;有利于节约管理费用和运行费用,达到短期投资长期受益的目的;应具有可扩展性和变更性,以适应改造设备,改善工作条 件的要求。

由于大楼的设计和设备的配置主要体现在三个方面的管理内容和服务功能上,即安全性 、舒适性和便捷性。据此,系统应划分为:中央计算机管理系统;结构化综合布线信息网络系统;程控交换机语言服务系统;供配电管理系统;电梯服务运行控制系统;消防报警及联 动控制系统;保安监控系统;中央空调管理系统;给排水系统;卫星接收和有线电视系统。

2.管理系统的集成模式及组成。

管理系统采用南京消防集团公司的JA-BAS-9000型楼宇自动化系统,该系统分为四层次,通过总线网络连接而成体系结构如图7-7-7所示。

第一层主要是各种现场设备(如空调系统、给排水系统、供配电系统、消防控制系统及保安系统等)的各种传感器和执行器。传感器提供了测量手段把各种运行的物理模拟量转变 为电平信号,输入系统作为控制的依据。包括温度、湿度和流量传感器,电压及电流变送器等。执行器提供了控制的手段,如电动阀门、继电器等。

第二层是各种现场设备的控制器,如R7044Excel puls控制器Delat NetMocroCel控制 器等,负责对各种现场设备的直接控制。因此,也称作现场控制站。主要作用是采集第一层 的现场数据作为控制的依据。经相关处理后去控制各种现场设备,并把有关数据(如状态、报警等)传送给第三层的操作站。

第三层是操作站或系统控制中心,完成对整个建筑物中本系统所有现场设备的集中监视 和控制。由一台PC机来实现\主要功能包括历史数据的收集,报警信息和各种图形的显示和处理,报表的生成和打印等,并采用现场指定的图形为操作员提供直观的图形接口。

第四层是由若干个第三层的子系统组成中央管理系统。该控制系统采用集散型控制系统 ,控制模式采用目前国际上比较先进的控制器集成模式,即采用一套计算机管理系统,一套管理软件和统一的操作系统。各子系统之间是并行处理,资源和任务共享,他们全部集中到 中央管理机一级来实现整个建筑物各子系统的综合管理。即将各子系统所采集的控制信号都集成到

虽然目前高层建筑的基建经费不足,难以一步到位实现电气设备的计算机系统管理,但 在设计、规划及设备选型订货时长远考虑,已预留了现场条件,如综合布线系统的实施就为高层建筑的智能化集成管理提供了物理基础和骨架。