南方地区开敞式大空间空调设计

南方地区开敞式大空间空调设计广州市设计院h t t p ://w w w .j z c k t .c

o m

以长隆月亮演艺广场为例子，说明南方地区开敞式大空间空调设计的关键技术。如：室内外设计参数的确定、围护结构负荷的确定、气流组织等。

h t t p:/

/w w

w.j

z c k

t.c

o m

一、项目简介

月亮演艺广场为大空间开敞式建筑，其底部和屋顶均有大开口，气流组织复杂，

围护结构传热大，蓄热系数小，有一定的特殊性，

此类建筑的空调系统设计尚无先例。

在过渡季节以及夏季的一些时段可以不开空调,靠自然通风也能满足室内要求，相比封闭建筑的全年或全年大部分时间的供冷，该建筑的空调系统全年具有节能性。

建筑的围护结构造价大大低于封闭式大空间建筑围护结构的造价，具有一定的经济性。 对类似建筑的设计具有推广意义。h t t p ://w w w .j z c k t .c

o

m

图1-1 长隆月亮演艺广场剖面图

h t t p ://w w w .j z c k t .c

o

m

二、设计的目标：

采用全空气分层空调直流系统设计，将冷风送入观众区域，只保证室内底部热

舒适性，冷空气消除余热，变热后从室

内上部排出。

h t t p:/

/w w

w.j

z c k

t.c

o m

三、空调负荷的确定

室外参数的确定：?

长隆月亮演艺广场的表演时间段为正常每天19:30-21:00，?

依据全年正常运营日19:30-21:00这一时段的室外计算参数取全年最热月最热一周内19:00时温度最大值31.8℃为空调室外计算温度，此时湿度为73%。h t t p ://w w w .j z c k t .c

o

m

三、空调负荷的确定

室内参数的确定?

由于长隆月亮演艺广场已运营多年，受用电容量的限制不能按常规舒适性空调室内温度设计为26℃/60%，?采用PMV 评价室内热舒适性来确定空调室内设计参数，使得在满足现有用电容量的同时满足人的热舒适性。h t t p ://w w w .j z c k t .c

o

m

三、空调负荷的确定

室内参数的确定经计算，室内参数为29℃/70%时，PMV 为0.9，小于1，满足规范要求，只有22.07%的人不满意环境要求，低于规范规定的27%上限。h t t p ://w w w .j z c k t .c

o m

图1-2 PMV 和PPD 程序计算界面

h t t p ://w w w .j z c k t .c

o

m

三、空调负荷的确定

空调冷负荷的计算?

屋顶的辐射换热引起的冷负荷，?

地面传热引起的冷负荷，?

人员灯光的冷负荷等，?

空调冷负荷为1375KW （不含新风负荷），?系统冷负荷为2527KW （含新风负荷）。h t t p ://w w w .j z c k t .c

o

m

四、空调水系统的确定及其优化

系统方案的确定?

根据建筑的实际情况，没有空间建立独立的冷水机房，同时需考虑节能性，因此采用蒸发式冷却螺杆冷水机组中央空调系统，?

按业主要求，考虑假期下午加场的需要备用10%的负荷，?

采用4台720KW 蒸发式冷却螺杆冷水机组，?冷冻水泵4用1备，水泵与主机一一对应。h t t p ://w w w .j z c k t .c

o

m

四、空调水系统的确定及其优化

系统的优化?

在确定室内设计参数时已提及供电容量很有限，需尽量的提高系统的能效。?

采用高温冷水机组，供回水温度15/20℃。?设计工况下，主机COP ≥6.42。h t t p ://w w w .j z c k t .c

o

m

五、风系统的设计

空调风系统形式为直流系统。?

空调末端采用28台卧式空气处理机，放置在观众区外侧的7个平台上，每个平台4台，其中一台服务距舞台最远区域，采用布袋风管+线条缝孔送风形式。?

其余三台服务离舞台较近的区域，采用玻璃棉直接风管+鼓形可调风口送风形式。鼓形可调风口确定出风方向后,可利用风机变频在一定时间内改变送风量，从而改变风口送风射程，避免直吹人体产生不舒适感，同时可确保空调区域的范围及空调区域内有一定的风速。h t t p ://w w w .j z c k t .c

o

m

六、凝结水的回收利用

为进一步降低空调主机能耗，冷水机组蒸发冷却用水系统的补水优先采用冷凝回水，

当冷凝回水不满足水量要求时，启用自来水补水。h t t p ://w w w .j z c k t .c

o m

七、气流组织的分析 CFD 全称Computational Fluid Dynamics ，即计算流体动力学，在模拟预测高大空间建筑空调系统的气流组织以及人体热舒适性方面具有快速、廉价、直观、易于模拟真实条件的优点，在指导工程设计方面具有无可比拟的优越性。h t t p ://w w w .j z c k t .c

o

m

图1-3 晚上19:00时空调29℃/70%工况下距舞台地面2m 处水平面温度分布场

h t t p ://w w w .j z c k t .c

o

m

图1-4 晚上19:00时空调29℃/70%工况下距舞台地面2m 处水平面速度分布场

h t t p ://w w w .j z c k t .c

o

m

七、气流组织的分析

从图1-4速度场图可以看出，送风出口处速度及室内的空气流速较高，

空气流速在0.7m/s 左右，虽然高出一般的舒适性要求0.3m/s ，但是此时的室内设计参数温湿度都较大，大风速可以带走人体更多的热，故风速大反而有利于室内人员的热舒适。h t t p ://w w w .j z c k t .c

o

m

图1-5 晚上19:00时空调29℃/70%工况下某垂直剖面的温度分布场

h t t p ://w w w .j z c k t .c

o

m

图1-6 晚上19:00时空调29℃/70%工况下某垂直剖面的速度分布场

h t t p ://w w w .j z c k t .c

o

m