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【HVAC】超高大展厅空调通风系统如何设计?

作者:admin 发布日期: 2018-11-17 二维码分享

1 工程概况


国家会展中心(上海)位于上海市虹桥商务区核心区,紧邻虹桥交通枢纽,由展厅、商业用房、酒店、办公用房组成,平面为四叶草形状,设计效果见图1,总建筑面积147万㎡。

高大空间空调机组


国家会展中心(上海)展厅使用面积40万㎡,由13个大展厅、3个小展厅组成。13个大展厅中的3个为超高大展厅,清华院负责设计2个、华东院负责设计1个,每个展厅长270 m(局部稍小)、宽108 m、使用面积2.75万㎡;层高40~43 m(坡屋面),桁架下弦高度(沿长轴方向)中心35 m、两侧32 m。


2 会展建筑特点


1)会展期间展商通常在租展面积内自行隔断,1~3面围合而顶部开敞,普通隔断高度一般为2~5 m不等。有的隔断高度更高。


2)展厅中部不允许像飞机场、火车站等建筑设送风柱,否则给布展、观展、撤展等带来不便,送风口只能设在屋顶或侧墙。


3)会展时段人员密度大、人员散热量大、人员所需新风冷负荷大、展览设备电气散热引起的冷负荷大。


4)展览是间断性的,即使是会展期间也有布展、撤展时间,空调不连续运行。


5)围护结构、顶部照明(展览照明展商自行解决)冷负荷占比较小。展厅冬季温度不宜太高,参观人员一般不会脱掉外衣。会展建筑这些特点使得空调系统与其他民用建筑空调系统有所不同。


3 展厅空调送风方式调研、分析


3.1 空调送风方式调研


国内展厅空调送风方式中侧送风占多数,上送风占少数(近年新建大型会展中心);国外展厅空调送风方式中上送风占多数,侧送风占少数。


3.2 空调送风方式分析


鉴于展厅的特殊性,其国内展厅空调的送风方式多采用侧送风,原因有2个:一是不符合GB 50189—2005《公共建筑节能设计标准》第5.3.22条“建筑空间高度大于或等于10 m,且体积大于10 000 m3时,宜采用分层空气调节系统”的要求;二是担心冬季送热风时送不到人员活动高度。


关于分层空调(侧送风)分析:GB 50189—2005《公共建筑节能设计标准》第5.3.22条条文说明:“分层空调节能30%。冬季供暖工况下分层空调并不节能,特别提请设计人员注意。”分析认为:分层空调节能30%主要减少的是屋顶、侧送风口以上外窗、外墙、顶部照明灯的空调能耗。而对于该工程,占冷负荷绝大部分的新风、人员、展览设备和照明等冷负荷,不论采用哪种送风方式都对能耗没有影响。屋顶、侧送风口以上外窗和外墙、顶部照明3项之和占总冷负荷的比例不到10%,顶送风、侧送风设计工况能耗差异不会超过3%且差异只出现在夏季,由于展厅空调系统不是连续运行,能耗差异数值并不大。


关于冬季送热风效果分析:侧送风相对上送风,冬季送热风更加不利,侧送风无送风下沉作用,相对更容易上浮,另外新风热负荷占比较大,但新风热负荷已由空调机负担,所以送风温度并不高,送风温差较小,只要设计合理,可以解决送风送不到人员活动高度的问题。


综合以上2点,执行GB 50736—2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》第7.4.1条“空调区的气流组织设计,应根据空调区的温湿度参数、允许风速、噪声标准、空气质量、温度梯度以及空气分布特性指标(ADPI)等要求,结合内部装修、工艺或家具布置等确定;复杂空间空调区的气流组织设计,宜采用计算流体动力学(CFD)数值模拟计算”。采用CFD选择适合超大展厅空调送风方式计算夏季能耗差异,组织3个独立数值模拟计算团队采用相同的建模边界条件和输入参数、不同的软件,进行CFD数值模拟计算。



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