中银大厦的空调设计

建 设 地 点：苏州市

设 计 时 间：2010年10月～2012年12月

工程竣工日期：2013年12月

设 计 单 位：启迪设计集团股份有限公司

（原苏州设计研究院股份有限公司）

主 要 设计人：钱沛如、庄岳忠

本 文 执笔人：庄岳忠

获 奖 等 级：二等奖

作者简介

庄岳忠，高工。目前就职于启迪设计集团股份有限公司，任机电三院院长助理、暖通所所长。主要设计作品有苏州市轨道交通控制中心大楼、中国太湖文化论坛总部、苏州独墅湖高等教育区教育发展大厦、西交利物浦大学科研楼、苏州龙湖狮山路综合体、铁狮门苏华路北项目等。

一、工程概况

中国银行苏州分行大楼（中银大厦）项目为美国贝聿铭建筑事务所与我院合作，在国内设计的又一标志性建筑。项目坐落于苏州工业园区金鸡湖东，位于旺墩路北，万盛街东。总用地面积25096平米，总建筑面积99640.47平米，容积率3.18%，绿地面积6400平米，绿化率25%。建筑物由主塔楼及东侧裙房、中庭连廊组成。主塔楼地上22层办公用房，顶部2层机械用房，采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系，地面以上总高度为99.72米；裙房地上四层，局部一层夹层，采用混凝土框架剪力墙结构体系，地面以上总高度20.75米；主塔楼及裙房之间为3层挑空的中庭连廊，中庭连廊4层为餐厅和设备机房，5层为景观屋面，采用大跨度钢桁架结构。大楼主要功能为财富中心、餐饮、办公等，地下一层平时为汽车库、设备用房及金库场所；战时分为四个六级二等人员掩蔽所及一个移动电站。

二、工程设计特点

本工程塔楼办公部分空调末端采用变风量空调系统，变风量空调系统60年代起源于美国，自80年代开始在欧美、日本等国得到迅速发展。塔楼标准层办公区域进深为10~12米，且具有较大的外窗面积，经过计算，将靠近外围护结构3~5米的范围划为外区，其余区域划为内区。外区采用串联风机动力型（配再热盘管）变风量末端装置，内区采用单风道变风量末端装置。

串联风机动力型 单风道

采用变风量空调系统可极大的降低风机运行功耗（变静压控制系统可节约风机动力耗能70%以上）。在过渡季节变风量系统可大量采用新风作为天然冷源，能大幅度减少制冷机的能耗，亦可改善室内空气质量。变风量空调系统是全空气系统，避免了风机盘管系统中令人烦恼的冷凝水滴漏和污染吊顶问题。

由于VAV变风量系统控制较为复杂，项目实施的成功关键，很大一部分取决于系统控制，因此在设计过程中我们就要求系统在控制、调试中至少采用定静压控制和变静压控制两种方式。定静压控制在送风系统管网的适当位置（常在离风机2/3处）设置静压传感器，在保持该点静压一定值的前提下，通过调节风机受电频率来改变空调系统的送风量。

定静压控制原理图

变静压控制保持每个VAV末端的阀门开满在85%-100%之间，即使阀门尽可能全开和使风管中静压静可能减小的前提下，通过调节风机受电频率来改变空调系统的送风量。

变静压控制原理图

在业主和空调施工单位的积极配合下，最终两种调试方案均通过测试。在实际运行过程中，VAV空调末端送风量和噪音水平也取得了平衡，整体空调运行平稳、安静，为业主提供了舒适的室内空气环境和优良空气品质。

大楼及数据中心均采用了冷却塔免费供冷技术。我们在常规空调水系统基础上适当增设部分管路及设备，当室外湿球温度低至某个值以下时，关闭制冷机组，以流经冷却塔的循环冷却水间接向空调系统供冷，以达到节能的目的。而随着过渡季节及冬季的到来，室外气温逐渐下降，相对湿度降低，室外湿球温度也在下降，冷却塔出口水温也随之降低。而此时建筑室内湿负荷及冷负荷也在不断的下降，免费冷却系统完全能满足空调系统舒适性的要求。

免费冷却原理图

根据负荷计算值并结合苏州当地气候条件，大楼及数据中心分别设置了2台换热量为750kw和2台换热量为1000kw的水-水板式换热机组，当室外湿球温度低于10℃时，冷冻机组停止运行，开启塔楼冷却塔、板换机组进行供冷，此时空调供回水温度为14℃/17℃。随着室外气温的进一步降低，可提供的冷冻水温度也进一步下降，从而满足大楼和数据中心空调冷负荷需求。本项目在实际运行过程中，因数据中心一期装机容量为设计值的20%左右，冷负荷需求较小，数据中心物管人员在春夏交替时节人为延长了免费供冷使用时间。根据最终反馈的运行数据显示，免费供冷系统极限运行状态时室外气温达到了17℃~18℃，室内供水温度达到了21℃左右，仍能满足运行要求。后续随着数据中心装机容量的增加、以及板换污垢系数的增大，免费供冷使用时数将会逐步减少。

三、设计参数及空调冷热负荷

本工程空调室内外设计参数如下表：

大楼舒适性空调总冷负荷(不包括数据中心)为7733KW,总热负荷为3058KW, 建筑面积冷负荷指标为79W/m2,热负荷指标为32W/m2。数据中心总冷负荷由工艺要求定，按1000kw计。

四、空调冷热源及设备选择

大楼办公空调冷源采用2台制冷量为850RT水冷离心杆式冷水机组和1台500RT溴化锂吸收式冷水机组，过渡季及冬季采用免费供冷系统，设置2台换热量为750kw的水-水板式换热机组。空调主机设置在地下一层冷冻机房内，空调夏季供回水温度为7/12℃，当室外湿球温度低于10℃时，冷冻机组停止运行，开启塔楼冷却塔、板换机组进行供冷，此时空调供回水温度为14℃/17℃。

办公空调热源由城市热网蒸汽提供，蒸汽压力0.8MPa，减压至0.6MPa接至分汽缸，分别送至各用汽点。蒸汽总用量为6t/h，其中空调5.8t/h,生活热水0.2t/h。冬季蒸汽经2台换热量为2400kw的组合式汽-水板式热交换器换热后产生60℃热水，提供给空调末端使用，热水回水温度为50℃。

由于当地热力管网公司的相关规定，冬季使用蒸汽的同时夏季也需部分使用，因此本工程根据夏季须使用的蒸汽量并结合空调机组的容量配比，选择了1台500RT溴化锂蒸汽吸收式冷水机组，溴化锂机组夏季蒸汽用量2 t/h；

数据中心冷源按工艺要求采用2台制冷量为300RT水冷螺杆杆式冷水机组（一用一备），过渡季及冬季采用冷却塔免费供冷系统，设置2台换热量为1000kw的水-水板式换热机组。

五、空调系统形式

本工程空调冷冻水、热水采用一次泵变流量系统，根据末端负荷调整系统冷热水量。空调水管采用四管制系统,冷热水立管采用同程式布置，水平分支管上设静态平衡调节阀，空调机组回水管上设动态平衡电动调节阀。系统经调试后，保证各支路的水力失调度不大于15%。所有组合式空调机组和末端风机盘管的承压均为1.6MPa。空调冷冻水闭式循环系统采用带气压罐的定压补水装置、自动加药装置及排气集污装置；热水闭式循环系统采用带气压罐的定压补水装置、自动加药装置及排气集污装置。系统补水在供水管上设置水流量计及防污染隔断阀。

大楼一~四层裙房根据使用功能的不同，小空间采用风机盘管加新风的方式，大开间及公共区域采用组合式空调器（转轮热回收）集中处理空气。塔楼标准层办公区域使用时间相对集中，且对舒适性要求较高。为了满足业主对新风的需求和每个区域室温的可调要求，标准办公层的空调方式采用变风量空调系统。塔楼标准层办公区域进深为10~12米，且具有较大的外窗面积，经过计算，将靠近外围护结构3~5米的范围划为外区，其余区域划为内区。外区采用串联风机动力型（配再热盘管）变风量末端装置，内区采用单风道变风量末端装置。塔楼的新、排风通过设置在屋面的全热回收机组处理后通过专用的管井集中送到各层。全热回收机组热回收效率约为62%（>60%） 。大门厅、营业厅等高大空间采用全空气系统，气流组织为顶送下回方式，玻璃幕墙处设置地埋式盘管上送风，避免幕墙结露。

数据中心末端采用机房精密空调（冷冻水型），一层ATM及消控室区域采用独立多联机空调系统，室外机放置于四层设备区。值班室等采用分体空调，由业主自行采购，其能效不低于《房间空气调节器能效限定值及能源效率等级》（GB12021.3-2010）中2级能效标准。

六、通风、防排烟及空调自控设计

地下室汽车库设置机械排风，排风量按换气次数不小于6AC/h计，机械补风；地下室水泵房，冷冻机房按换气次数6AC/h设机械通风系统，变配电间用房根据设备散热量计算确定机械排风量，机械补风；变配电间用房设置气体灭火后通风系统，下部排风，上部自然补风，通风量不小于5次换气次数；厨房按换气次数不小于40AC/h设置机械排风，机械补风按排风量的80%计；各会议室及餐厅设置机械排风，排风量不大于新风量，保持微正压。

地下汽车库按建筑面积不大于2000平方划分防烟分区，每个防烟分区排烟量按换气次数不小于6AC/h计，机械补风量不小于排烟量的50%，风机采用排烟/排风两用风机。所有防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或合用前室均设置机械加压送风系统，送风量按规范值选定。

车库内设动态节流仪，根据车库内CO浓度控制送排风机转速，以节约运行费用。营业区、观众厅、多功能厅等人员密集场所设置传感器对CO2浓度进行监测，并且与该房间新风电动阀联动，调节新风量大小,减少处理的新风负荷。但对于房间内人员密度变化较大(20人/100ft2)时，应确保新风量仍大于排风量，使房间保持正压，以节约运行费用。

七、心得与体会况

整个项目从设计、施工直至竣工历时三年多，期间我们经历了与业主、代建方、建筑事务所、总包方、机电施工单位、精装设计施工单位、调试单位、监理单位等等各部门的磨合与融合，在大家的协同合作，共同努力下，项目得以顺利竣工，获得了诸多的荣誉，这是对我们设计的一种肯定，更是一种激励。我们与贝氏事务所共同探讨风口造型、布局，风口与灯具、消防设施的结合，既保证了空调效果，又兼顾造型美观；在调试初期，动力型变风量末端风机噪音过大，我们现场勘查，爬吊顶，与施工方一起从源头消音、程序自控方面找寻解决噪声的办法；我们与业主物管部门一起进行免费供冷系统的启用和监测，保持跟踪，以实际运行数据对我们设计理论值进行修正，这都为以后的设计积累了宝贵的经验通过，值得在以后项目中借鉴。

本项工程设计荣获第六届中国建筑学会优秀暖通空调工程设计奖

二等奖，收录于《暖通空调工程优秀设计图集⑥》（ISBN：978-

7-112-21147-0）。第六届中国建筑学会优秀暖通空调工程设计奖

于2016年6月启动，共征集稿件118项，由17位评审专家按照公开、

公正、公平、严谨的原则，经预评、初评、评审小组提议、全体

评审专家无记名投票表决等一系列严格程序后，最终评选出获奖

项目一等奖14项、二等奖39项、三等奖59项，淘汰6项。优秀设

计案例近期将陆续通过学会公众号发布，敬请关注。

中国建筑学会暖通空调分会和中国制冷学会空调热泵专业委员会（简称全国暖通空调学会两委会，英文缩写：CCHVAC)由全国范围内科研院所、高等院校及企业等权威专家组成，下设供暖、空调、热泵、通风、净化、计算机模拟和青年七个技术专业工作组。秘书处设在中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院。

微信公众号：cc-hvac