1.項目概況
深圳國家工程實驗室大樓，總建筑面積為107891.76㎡，其中地下室建筑面積26954.34㎡。地下三層為六級人防，平時為停車庫；地下一層、二層為停車庫和設(shè)備用房；地上部分為科研辦公、實驗室及配套用房，建筑面積為80666㎡。大樓A座地上23層，建筑面積為47398.64㎡，建筑高度為99.30m，使用性質(zhì)為研發(fā)辦公；大樓B座地上16層，建筑面積為29197.52㎡，建筑高度為70.25m，使用性質(zhì)為國家重點實驗室，均屬于一類高層公共建筑；裙房建筑面積為4069.84㎡，使用性質(zhì)為配套商業(yè)及多功能廳。
2. 空調(diào)方案選擇
空調(diào)方案有以下幾種方案供選擇:
集中的空調(diào)系統(tǒng)，采用水冷機組+風(fēng)機盤管末端+新風(fēng)機組的形式，
變制冷劑流量多聯(lián)分體式空調(diào)系統(tǒng)。
國家工程實驗室大樓建成后以出租或出售為主，使用單位比較分散，建設(shè)單位要求在空調(diào)方案的選擇上要考慮到每個用戶開啟、關(guān)閉的時間不同，并兼顧到節(jié)假日、晚上個別樓層或個別辦公室的加班問題。集中的空調(diào)系統(tǒng)方案很難滿足上述建設(shè)單位的要求，而多聯(lián)機空調(diào)(熱泵)系統(tǒng)則以其安裝便捷、使用靈活、維護簡便、便于獨立計量、占用空間小、可不設(shè)專用機房、可分期投入、可以實現(xiàn)“想用就用，想停就停”的個性化使用等特點，更能滿足建設(shè)單位和用戶的要求，也受到了建設(shè)單位的青睞。
針對以上情況，選擇了兩種空調(diào)方案分區(qū)域采用的方式。裙樓（含A座一、二層，B座一、二層）采用集中的空調(diào)系統(tǒng)。A座、B座采用多聯(lián)機系統(tǒng)。這樣既可以滿足裙樓公共區(qū)域統(tǒng)一管理的要求，也能滿足A座、B座辦公、研發(fā)、實驗室在使用時間上的差異性，靈活方便的要求。
另外，在B座三層，建設(shè)單位規(guī)劃了IDC數(shù)據(jù)機房，數(shù)據(jù)機房空調(diào)選擇3臺冷水機組（2用1備）+12臺恒溫恒濕空調(diào)末端（10用2備）的空調(diào)方案。
3. 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計
3.1集中的空調(diào)系統(tǒng)
裙樓（含A座一、二層，B座一、二層）區(qū)域選用2臺360RT螺桿式水冷冷水機組，數(shù)據(jù)機房選擇3臺150RT螺桿式水冷冷水機組，冷媒均為R134a。制冷機房設(shè)在地下一層，冷凍水供回水溫度為7/12℃。冷凍水泵、冷卻水泵均設(shè)在制冷機房內(nèi)。設(shè)置2臺330t/h冷卻塔為裙樓服務(wù)，3臺150t/h冷卻塔為IDC機房服務(wù)，冷卻塔設(shè)置在B座16層屋面。冷卻塔進出水管裝設(shè)電動蝶閥，在制冷機房設(shè)手動控制開關(guān)，當任一臺冷卻塔停止運行時，需同時關(guān)閉相應(yīng)的電動蝶閥，在冷卻塔現(xiàn)場設(shè)置供維護檢修時的控制開關(guān)。
空調(diào)水路系統(tǒng)為變水量系統(tǒng)，冷水管路異程設(shè)置。運行時，主機側(cè)定流量，負荷側(cè)變流量。在調(diào)節(jié)過程中，管路的特性曲線將發(fā)生變化，系統(tǒng)負荷側(cè)水流量也將發(fā)生變化，如果通過冷水機組的冷凍水減少，將會導(dǎo)致冷水機組的運行穩(wěn)定性變差，甚至出現(xiàn)不安全運行的問題，所以供回水管間設(shè)壓差壓差旁通控制器，保證流經(jīng)冷水機組的水流量基本不變。當系統(tǒng)供、回水壓差增大并超過控制器設(shè)定值時，控制器講控制使閥門開打，更多的水流經(jīng)旁通閥，從而使系統(tǒng)供、回水壓差減小，反之，系統(tǒng)的壓差小于設(shè)定值，控制器將控制閥門關(guān)小，使系統(tǒng)壓力增加。供回水管上均設(shè)溫度計和壓力表。
冷凍水系統(tǒng)采用閉式機械循環(huán)，冷水豎管采用兩管制。裙樓和IDC機房各設(shè)膨脹水箱一個，設(shè)置在裙樓屋面。裙樓采用冷凍水泵3臺，流量245m3/h，2用1備；IDC機房采用冷凍水泵3臺，流量105m3/h，2用1備。冷卻水系統(tǒng)采用開式機械循環(huán)，裙樓配置冷卻水泵3臺，流量287m3/h，2用1備；IDC機房配置冷卻水泵3臺，流量122 m3/h，2用1備。
空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)和風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。裙房商業(yè)部分為大空間格局，由于人員密度較大，冷負荷和潛熱負荷大，為了使空間內(nèi)溫度分布均勻且保證系統(tǒng)較強的出濕能力，需要有一定的送風(fēng)量，因此采用全空氣系統(tǒng)。一層大堂采用組合式空氣處理機組低風(fēng)速單風(fēng)道全空氣系統(tǒng)。四層報告廳空調(diào)采用座椅送風(fēng)，上部回風(fēng)的氣流組織形式；送風(fēng)溫差為5℃，送風(fēng)溫度為20℃，系統(tǒng)采用二次回風(fēng)進行再熱；空調(diào)機組設(shè)裙樓屋面。其它區(qū)域采用風(fēng)機盤管或者吊頂風(fēng)柜加新風(fēng)系統(tǒng)。
IDC機房按照B級計算機房設(shè)計，冷凍機組、冷凍冷卻泵、冷卻塔、機房專用空調(diào)按照N+1冗余，機房空調(diào)南北兩側(cè)設(shè)置兩組空調(diào)機組，分別設(shè)置6臺精密空調(diào)（5用1備）。空調(diào)送風(fēng)由高架地板送入冷通道，冷卻IT服務(wù)器，熱排風(fēng)經(jīng)由熱通道頂部設(shè)置的回風(fēng)口，回至精密空調(diào)機組。
3.2變制冷劑流量多聯(lián)分體式空調(diào)系統(tǒng)
3.2.1多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)室外機的擺放及冷媒管布置的設(shè)計
高層建筑如何布置多聯(lián)機的室外機，保證每臺室外機進進、排風(fēng)氣流組織合理，從而保證空調(diào)系統(tǒng)運行的能力和能效意義重大，原因：1）室外機的運行環(huán)境對空調(diào)耗能有著直接的影響；2）系統(tǒng)冷媒管的增長也引起系統(tǒng)能耗的增加，并增加系統(tǒng)的初投資。因此室外機的擺放要滿足：1）盡量做到多聯(lián)機的室外機分層擺放，有條件做到每兩層設(shè)一個室外機平臺；2）擺放室外機的平臺不要朝向夏季主導(dǎo)風(fēng)向一側(cè)；3）要有足夠的檢修、安裝空間及氣體流通通道，以便日后的維修及室外機充分散熱；4)如果建筑立面采用百葉窗來隱蔽室外機，百葉的傾斜角度應(yīng)小于20°，且開口向下，百葉開口率應(yīng)大于75%；5)如果室外機數(shù)量較多，需要多排擺放，建議一般不超過兩排，否則，靠里面室外機散熱效果較差。如果出現(xiàn)上述4）、5）條的情況，各室外機的排風(fēng)扇上應(yīng)分別設(shè)排風(fēng)導(dǎo)管，排風(fēng)導(dǎo)管不能合用，直接將熱氣接出室外。排風(fēng)管安裝時一定要與百葉連接緊密，不能出現(xiàn)縫隙，確保進、排風(fēng)*分開，并留有足夠的進、排風(fēng)面積。
多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)的冷媒管過長，其管路的沿程阻力加大，總阻力損失也越大，其直接后果是系統(tǒng)效率的進一步降低。在設(shè)計過程中，應(yīng)嚴格根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的隨著等效配管長度的增加，室內(nèi)機與室外機相對位置的高、低差對制冷（熱）容量進行修正。為降低等效配管的長度，安裝時應(yīng)盡量將管路鋪直，減少彎頭，避免過多管路搭接現(xiàn)象，以減少局部阻力。另增加主汽配管和主液配管（室外機-支管段）的直徑，可以按生產(chǎn)廠家修正系數(shù)重新計算總等效管長。一般生產(chǎn)廠家會建議等效配管和主液配管總長為90m以上或高低差50m以上時，必須增加主汽配管和主液配管（室外機與管段）的直徑，同時補足制冷劑。
根據(jù)以上原則，A座在東、西兩側(cè)設(shè)室外機機房，每兩層設(shè)置一個機房，室外機的排風(fēng)扇設(shè)置排風(fēng)導(dǎo)管，機房外百葉開口率應(yīng)大于75%。B座每層在西側(cè)設(shè)兩組室外機，并設(shè)置排風(fēng)導(dǎo)管，滿足機房百葉開口率大于75%。
空調(diào)室內(nèi)機選用天花板內(nèi)置風(fēng)管式室內(nèi)機，裝修階段需配合室內(nèi)功能、天花等施工。
3.2.1多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置
采用多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)，其新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置也是一個重要方面。配合多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)補充途徑有多種，常用的有以下幾種方式：1）采用全熱交換新風(fēng)換氣機的新風(fēng)系統(tǒng)，2）采用直接膨脹式新風(fēng)處理機的新風(fēng)系統(tǒng)，3）傳統(tǒng)集中空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)，4）采用蒸發(fā)式冷凝方式全熱回收新風(fēng)空調(diào)熱泵機組的新風(fēng)系統(tǒng)。
本工程辦公區(qū)域A座、B座每層分別設(shè)置兩臺全熱交換新風(fēng)機組，全熱交換新風(fēng)機組進、排風(fēng)口在同一個方向時，水平距離須大于10米。
4. 防排煙系統(tǒng)設(shè)計
塔樓防排煙設(shè)計較為常規(guī)，A座、B座的核心筒防煙樓梯間、合用前室滿足加壓送風(fēng)要求，A座、B座內(nèi)走道分別設(shè)置了走道排煙井，層高大于6m的大堂按照中庭排煙考慮。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)送回風(fēng)管道穿越防火分隔處及豎風(fēng)道與各水平支管的連接處均設(shè)置70℃防火閥；風(fēng)管穿過空調(diào)機房、送排風(fēng)機房隔墻及未設(shè)機房的排煙、補風(fēng)風(fēng)機至風(fēng)井處均需加設(shè)兩小時防火保護層，并在兩端加280℃的防火閥。
5. 總結(jié)
1）需要為機電設(shè)備用房、管井留有一定的空間，不宜一味擠壓。IDC機房確定使用水冷機組，與裙樓制冷機房合用后，制冷機房面積過小。管井使用很緊張。
2）采用集中空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)節(jié)假日、晚上加班的問題和空調(diào)收費的問題，采用多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)能解決這些問題。通過電表及多聯(lián)機配套的智能控制系統(tǒng)配合使用的計費方式計費。多聯(lián)機系統(tǒng)使用簡單、計費合理。但是多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)能效比小于水冷冷水機組，也是存在的問題。
3）多聯(lián)機系統(tǒng)室外機位置設(shè)置的合理性很重要。
4）座椅送風(fēng)能較好的防止直吹冷風(fēng)感和揚塵，又具有較好的節(jié)能效果。
