上海威岭实业有限公司 200433
摘要：上海作为国内一个重要的金融中心，近年来发展越来越快速，对于大型综合性办公项目的需求越来越旺盛。本文笔者结合实际工程案例，对于暖通系统的设计和工程项目管理进行探讨，就如何优化暖通系统设置，节约工程成本，减少暖通系统能耗，提高办公环境舒适性进行深入探讨和分析。
关键词：暖通空调工程；优化设计；项目管理
引言
大型的办公项目往往在建设周期中需要大量的资金投入，在项目实际运行中需要大量的能量消耗，如果不能在建设周期中选择合适的系统，不能在项目管理中把握好每个安装、调试环节，那不仅将会给项目运营者带来沉重的经济负担，也给国家能源供应部门带来不必要的消耗，违背绿色、节能、环保的要求，所以提高暖通系统的效能需要从项目设计初期开始，并且贯穿整个项目生命周期。
1项目总体概述
上海凌空搜候商务广场项目总建筑面积35万平米，地上约21.6万平米，地下约13.8万平米，限制总建筑最高为40米，地上部分主要由四栋弯曲板式建筑构成，通过天桥连接，自西向东分别为一号楼、二号楼、三号楼和四号楼，一、四号楼分别分为2个单元，二、三号楼分别分为4个单元，功能布局为一层餐饮和商业，二层至十一层为办公，地下一层中心区域设置商业以及一个具有IMAX影厅和多个放映厅的影院，地下一侧其他区域和地下二层为汽车库、自行车库、设备用房和人防区域。本项目由扎哈哈迪德建筑设计事务所设计，与虹桥枢纽相呼应，建筑整体造型与高铁列车相似。
2暖通系统设计和工程探讨
2.1冷热源机房选址
本项目占地约8万平米，场地南北方向约240米，东西方向约480米，一号楼约3.2万平米，二号楼约5.8万平米，三号楼约6.7万平米，四号楼约3.7万平米，夏季总冷负荷约为31000KW，冬季总热负荷约为21000KW，冷热源中心选址有如下两个方案：
方案一：在二三号楼中间的地下室设置一个冷冻机房和锅炉房，优点是紧邻能耗最大的两个建筑单体，能够有效减少管路长度。缺点是①主机房设置在办公楼正下方会带来噪音和震动，为了解决这些问题会增加减震消音的成本；②二三号楼地下一层规划为商业餐饮等区域，地下二层规划为主要停车区域，在此设置主机房会降低项目经济效益。③在此设置锅炉房，泄爆口将会设置在主要人员活动区域，会成为重大安全隐患。
方案二：将冷冻机房和锅炉房拆分成两个，分别设置在项目的东北角和西南角，优点是①这两个区域均远离办公和人员密集区域，噪音、震动和安全隐患较低；②这两个区域均在地下室角部，属于经济效益较低位置，设置主机房较合适；③这两个区域靠近地下室外墙，冷冻机和锅炉吊装比较方便。缺点是这两个区域离负荷中心较远，增加空调水管路和水泵扬程，最终经综合考虑选择了方案二，不仅充分利用了建筑空间，也降低了噪音、震动、安全等隐患，冷却塔也与冷水机房相对应，分别设置在西南角和东北角的绿化带中。
2.2空调主机选型
本项目的业态以办公为主，配套少量商业和餐饮，预计办公营业时间是上午八点至晚上六点，商业和餐饮营业时间是上午十点至晚上十二点，影院营业时间是上午十点至凌晨两点（影院按独立冷热源考虑）。预计空调供冷最低负荷将出现在春季末和秋季初的晚上十点至晚上十二点，此时只有部分商业和餐饮营业，一层及地下一层商铺和餐饮总面积约为3.3万平米，冷负荷估算约为850冷吨，过渡季按制冷量60%考虑，同时商业和餐饮按一半营业计算则冷负荷需求约为255冷吨，冷水主机配置时按“大小机”配置，兼顾供冷高峰和低谷，经技术比较确定，西南冷水机房按“四大一小”配置，东北冷水机房按“三大一小”配置，根据《全国民用建筑工程设计措施（2009）/暖通空调?动力》的建议，将制冷量较大的冷水机组定在1100冷吨左右，将制冷量较小的冷水机组定在550冷吨左右，均选择采用离心式冷水机组。
本项目夏季供冷负荷很大，所以高效、节能显得尤为重要，将会对今后物业运营投入产生较大影响，所以将冷冻水供水温度设置为6℃，回水温度设置为12℃，采用6℃大温差供水，以减少冷冻水流量，从而减少系统管路和水泵的投资和运行费用。原设计要求冷水机组的COP为大于5.6W/W，在设备招标过程中为了实现节能运行，同时考虑到本项目已配建了35KV变电站，选择了10KV高压冷水机组，COP国际工况达到6.0W/W，能够在运行过程中更加节能，采用10KV电缆直接供电也减少了电路损耗，最终冷水机房和锅炉房配置如下：
西南冷水机房设置四台1100冷吨10KV电驱动离心式冷水机组和一台550冷吨380V电驱动离心式冷水机组。
东北冷水机房设置三台1100冷吨10KV电驱动离心式冷水机组和一台550冷吨380V电驱动离心式冷水机组。
影院按风冷热泵系统考虑，预留DN50空调水管，后期由影院运营单位自行安装。
西南锅炉房设置三台3700KW燃气承压热水锅炉供空调供热使用，一台300KW燃气真空热水锅炉供淋浴使用。
东北锅炉房设置三台3050KW燃气承压热水锅炉供空调供热使用。
2.3空调水系统设置
本项目为长条形建筑，面宽较大，进深较小，一号楼面宽约141米，进深约为25米，二号楼面宽约为250米，进深约为30米，三号楼面宽约为290米，进深约为30米，四号楼面宽约为176米，进深约为25米，办公户内实际进深约为8.4米，所以在项目运营中，冬季供热时出现内区过热而需要制冷降温的可能性较小，所以不需要采用四管制空调水系统，直接采用常规两管制空调水系统，管路形式采用异程式以节省投资。空调水泵采用冷水机组一次侧定流量运行，用户端二次侧根据使用负荷配置二次泵，变流量运行。
本项目所有办公区域均设置24小时冷却水系统，供小业主独立机房使用。
2.4空调风系统
a）大堂及首层公共区域分区域设置集中空调箱，独立处理新风，气流组织采用上送下回的方式。
b）办公、商业等小功能区域采用风机盘管加新风的半集中空气水系统。
c）所有新风机组均设置初效过滤器和中高效静电除尘装置，实现PM2.5级空气净化。
2.5暖通系统主要节能措施
a）除风机盘管、通风器外，其他空调、通风机电设备均纳入BAS自动控制系统，实施自动启停和自动控制，按需使用，避免能源浪费；
b）空调冷水采用6℃、热水采用15℃大温差，以降低管路投资和水泵能耗及运营费用；
c）采用10KV高压电驱动离心式冷水机组的COP在出水温度为6℃，温差6℃的非标工况条件下，达到6.0W/W，高于节能标准，运行效率高；
d）水系统办公楼按各办公单元设能量计量，风机盘管设电量计量；商业按建筑单体设能量计量，并按商业空调末端进行耗电量计量，以便于核算及节能。计量装置具有远传功能和离线或故障报警及相关控制功能；
e）空调冷水二次泵、热水二级泵均采用变频控制，在部分负荷时，在设定范围内变水量运行，节约能耗；
f）冷却塔风机设置双速控制，节约风机能耗；
g）办公楼新风与排风系统之间，均设置转轮热回收，热交换效率大于60%；
h）办公设可开启外窗，过渡季可进行自然通风，减少空调运行时间。
2.6项目管理措施
①在图纸设计阶段，为了提升深化设计效果，聘请了专业的BIM模型制作团队，同时为了更好的展现扎哈哈迪德大师的设计意图，我们构建了基于CATIA软件制作的全专业BIM模型，在完成建筑、结构和管线的碰撞、纠错和优化后，指导施工放线和定位。
②完成机电系统深化设计图之后，进行空调水系统、生活水系统和空调风系统的流体力学计算，复核所有水泵和风机选型。
③机电管线安装过程中首先关注样板区的施工，是否与深化设计一致，是否有需要改进或者调整的位置，如果验收合格，则允许施工单位进行大批量施工。
④冷水主机和锅炉进场吊装前，与总包等相关专业就吊装孔洞的设置和完成情况，冷水机房和锅炉房的土建施工情况，设备基础完成情况，吊装当天现场车辆运输路线，接驳叉车短驳路线，行车线路承载能力情况等进行充分的沟通，达成一致后，满足设备进场吊装条件后再启动设备吊装、就位作业。
⑤主要设备安装完成后，先进行单机调试，然后进行联动调试。
⑥空调水系统管路安装完成后，首先进行管路冲洗，在冲洗开始前使用短驳管道将风机盘管、空调箱等末端设备隔离，避免管路中的杂质和碎屑进入设备；初步冲洗完成后，进行加药循环冲洗，目的是消除管道中的铁锈和铁渣；待管道出水水质与进水水质一致后，说明管道冲洗已经完成，最后进行加药镀膜工作，以防止管道锈蚀。
⑦空调水系统和风系统进行平衡调试。
⑧最终进行BAS系统的调试，确保所有管理系统中的数据采集与实际运行情况一致，所有的自动控制功能可以实现。
3结束语
本文以上海凌空搜候商务广场为例，对暖通系统的设置、优化及工程管理进行了分析和探讨，主要对于冷热源机房的选址、设备选型、系统管路优化以及主要节能措施选择等方面进行详细叙述，随后从房地产甲方管理人员角度对于暖通系统工程管理中几个主要关注点进行阐述。任何一个大型项目都需要从项目设计之初就开始对于系统进行研究，所有的技术措施均需因地制宜，与项目今后的运行特点相匹配，并且在项目实施的过程中时刻关注项目进展，保证设计意图完全表达，每项工作开始之前需要技术准备充分，每项工作完成后采用合适的措施进行及时测试和纠偏，这样才能最大限度的实现预设功能，节约人力、物力、财力，并确保今后运营过程中的系统稳定和高效。
参考文献
【1】住房和城乡建设部工程质量安全监管司，中国建筑标准设计研究院，《全国民用建筑工程设计措施（2009）/暖通空调?动力》，北京，中国计划出版社。
【2】张小卫、陈育平、张佳佳，《山西能源与节能》，2009年第6期（总第57期），2009年12月
论文作者:王霄
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/17
标签：系统论文; 项目论文; 区域论文; 机房论文; 约为论文; 空调论文; 冷水论文; 《建筑学研究前沿》2017年第34期论文;