地送风新风系统2016-3-18 徐煜 徐煜观点

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 第1章 研究背景    室内工作环境在随着社会的不断发展进行着日新月异的变化。作为环境的使用者——人对于室内环境的要求也相应的提高了。室内空气质量和舒适性对于人的健康和工作效率有着很大的影响。目前国内大型公共建筑所采用的空调系统多为集中式全空气系统或半集中式空气——水系统,不论是全空气系统还是空气——水系统其气流组织形式基本上都是采用了上送风的形式,经过热湿处理的气流从天花板送出,将空调房间的余热、余湿带走。并通过引入新风实现空调房间的通风换气。作为目前最常见的空调系统设计方式,其在使用过程中暴露的弊端正逐步引起人们的关注,主要表现在舒适度差、空气品质差、能耗高、送回风口位置固定灵活性差等问题,针对这些弊端,一种被称为地板送风空调系统的技术近几年在国内暖通空调领域被广泛关注。    笔者是在去年参与一个杭州青山湖国家造纸化工工程技术研究中心的方案的时候接触到这种地板送风系统的。刚接触即产生浓厚的兴趣,经过查阅相关资料,学习了解多种案例,整理形成本文。    第2章 地下送风系统概述    2.1 地下送风系统定义    地板送风系统UFAC(underfloor air conditioning system)是全空气空调系统的一种新的形式。与传统的上送风系统不同,地板送风系统利用建筑结构楼板与架空地板之间所形成的空间来布置送风管道或直接作为送风静压箱,将经过空调处理后的空气通过设置在地板静压箱内的变风量末端装置或安装在架空地板上的地板送风口送入各温度控制区, 与室内空气进行热湿交换后从房间上部回风口或排风口排出。    2.2 地板送风系统分类    地板送风系统按地下设置不同主要分类有:    2.2.1地板下设风管的送风方式。    该方式具有送风量控制可靠、启动时间短等优点,但由于风口位置固定、灵活性较差,虽然早期曾有采用(如中国香港汇丰银行工程) ,但目前应用已经很少。    2.2.2地板压出式直接送风方式。    该方式从地板下向上送风,通过对送风量和送风温度的控制,调节工作区温度。该方式启动时间较长。    2.2.3地板下设混风箱和风机方式。    该方式将风机动力型末端设在地下,如不设混风箱,则一次空气和回风的混合不易控制,使送风温度不稳定。这种方式虽可减小空调箱风量,但地板下装置复杂。    2.2.4地面与吊顶送风相结合方式。    该方式中,照明等稳定的负荷由顶棚送风承担,办公机器的负荷由下送风负担,回风均由吊顶回风口吸入。采用该方式时,如将下送风部分空气的送风进一步局部化,以及由上进风提供要求较低的背景空调,而下送风充分满足人体需要,这种方式即所谓的“工作与环境”相结合的空调方式。    第3章 地下送风的发展发展趋势    3.1 地下送风系统的发展历史    地板送风空调系统的概念最早提出是在20世纪60年代的德国。20世纪80年代中期,英国伦敦的Lloyds 大楼和中国香港汇丰银行地板送风空调系统的成功设计,引起了人们的普遍关注,并纷纷对此展开了研究。目前,地板送风在德国、瑞士、荷兰、日本及加拿大等国均有应用。其中北美地区地板送风空调系统已占办公楼空调系统的40 %;在日本,近10年来就有近20所建筑空调设备工程公司和大学为此建立了实验室、设计了典型(试点) 工程。    3.2 地下送风系统的发展现状及趋势    随着电脑、数据处理和通信技术在现代化建筑中的广泛应用、信息技术的飞速发展和智能化商务的日趋繁荣, 对室内工作环境产生了深远的影响。通信、数据传输、信号处理、安全与环境控制系统的网络接线布置更需灵活。因此, 分布和设置如此繁杂的线路的一个简单方法就是应用可检修的地板空间。结构楼板与架空地板之间形成的空间除了布置电力、语音、通信等服务设施的通道外, 还可布置空调送风管道和末端装置。架空地板在现代建筑中的广泛应用, 促进了地板送风空调技术的发展。    目前,地板送风系统在我国的研究和应用该处于起步阶段。一些境外公司投资建造的办公楼如上海财富广场、华尔登广场二期等已经采用该系统。现在, 又有一些办公建筑的地板送风空调系统正在和将要设计。相信随着我国国民经济的快速发展和设计市场的更加开放, 必将有越来越多的办公建筑采用地板送风空调系统。    第4章:地板送风系统与传统空调系统的区别    4.1 地板送风系统的不同之处    地板下送风与传统的天花吊项上送风空调系统的主要区别在于:地板下送风空调系统利用地板下部空间作为送风的通道,送风的温度较高,工作区的本地化空调气体分配(配备独立空调控制设备或不配备),地板上部至天花吊项间的气流组织以及气流分布。    4.2 地板送风系统的优点    4.2.1 改善热舒适性    如今的工作环境相对较为封闭,由于人民的衣着、活动量以及个人的偏爱不同,对于热舒适的要求有很大的差别。地板送风系统的送风口设置在室内离人员较近的地板上,伸手可及。人员可以自主调节送风口的风量、方向等以满足自身局部热环境,满足自身的舒适性,提高工作效率。    4.2.2 便于建筑重新装修和改造。    在建筑功能用途改变,需要重新布置装修时,设置在活动地板上的送风口易变动,且在地板下的空间可方便电力线路、通讯线路、水管等的重新安装,这可大大地降低重新装修的费用。据日本经验,仅劳动力就可节约32%<1>。地板送风系统可以用于建筑物翻新改造,虽然加高地板会遇到楼层高度、楼梯和电梯停靠位置的调整、卫生间地面的抬高等问题,但是这些问题可以得到解决。    4.2.3 降低建筑层高,节省造价    传统的上送风空调系统的管道常在建筑中占去了很大的层高。与之相比,采用地板送分的建筑,层高可以适当降低。层高降低是通过降低服务设施静压箱的高度实现的。在头部上方用于容纳大规格送风管道和喷淋管道、电缆桥架等建筑设施的单一大静压箱, 可由一个较小的吊顶静压箱和一个高度较小的地板静压箱所代替。在吊顶静压箱内设置空调回风管和喷淋管道, 而地板静压箱可用来直接送风,且容纳电力、语音与数据通信等建筑服务设施。有资料表明, 采用地板送风加平板结构配置的建筑层高比采用上送风系统加钢梁建筑的层高低 250mm 左右。    4.2.4 改善室内空气品质    系统通过设置地板上或靠近地板的送风口送出含有新风的空气,在吊顶处或接近吊顶的高处回风和排风,形成空气的流动。向上运动的空气带走室内的热量、尘埃,送入的新鲜空气充斥整个房间。从而保证了工作区域的空气清洁。    4.2.5 降低能耗,可持续发展    地板送风系统的送风温度比上送风系统高, 可利用室外新风冷源的时间较长; 由于送风温度较高, 冷水机组的蒸发温度也较高, 机组能效比较高; 地板送风系统在空调房间内形成的热力分层, 可减少工作区的空调冷负荷; 送风系统由于不设或少设送风管, 采用地板静压箱进行送风, 系统阻力较小, 空气输送能耗较低;由于送风直接与地板和混凝土楼板相接触, 可利用混凝土结构, 在晚间采用室外空气进行预冷。所有这些因素, 使地板送风系统具有节能的潜力。    第5章 地板送风系统的应用案例(以上海财富广场办公楼为例)    5.1 工程概况    项目位于上海陆家嘴金融贸易区,富有特色的新型办公楼组成的一组融文化、科技、金融为一体的商业办公建筑群。开发商的宗旨是要将此项目建成技术领先,环境舒适的高级办公楼群。该项目基地面积近3万m2,地上建筑面积2万余 m2,占地5000余m2 ,总高度控制24m,每栋面积在2400~3400m2之间。冷热源采用空气源热泵冷热水机组,机组设于各栋办公楼的屋面。新风与回风在空调箱内混合处理后,通过架空地板静压箱送至办公区域。地板架空高度为40cm。办公区域送风采用意大利Hiross地板送风装置。    5.2工作原理    本案中的Hiross地板送风装置主要由壳体、一次风阀门、风机段、控制与电源连接四个基本部分组成。壳体上有两个带有直叶片的铝制通风格栅,一个用于送风,另一个用于循环运作时的回风。格栅的高度可以根据使用的架空地板厚度在30~50mm间调节。一次风阀门是通过一个简单的电机来驱动,该阀为双位调节阀。一次风阀门开启时可吸入架空地板中的空气,一次风阀门关闭时该装置就通过壳体上的回风格栅循环室内空气。在一次风阀门旁设有一个二次风通道,这样在一次风阀全开时,也有一部分的二次风与一次风混合,以保证送风温度不会太低,给人不适的感觉。此外,在装置循环运行时,可以通过一次风阀门旁的挡块来限定一次风阀门的最小开启度以保证循环时有一定量的一次风吸入,本工程的一次风最小吸入量为总风量的10%。    第6章 结论    地板送风技术作为一项空调设计的创新技术,具有节约能耗、降低成本、提高舒适性健康度等优点。办公楼地板送风系统已在许多国家广泛使用。而对于大多数我国的暖通专业人士来说,地板送风系统仍是一项相对新的技术。而且系统设计理念与方法,设计规范,设备研究与开发,系统管理与运行方法等各方面的工作还相当欠缺,需要广大的空调系统设计研究者在学习借鉴国外先进技术的基础上多加努力,开发出更加舒适、经济、可靠的地板送风系统,使得地板送风系统逐渐成为我国现代办公楼建筑空调的主流。

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