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住宅建筑中的五恒系统设计
陌肖      2024-07-05 00:00     来源: 山西省建筑设计研究院有限公司     浏览量:3649

一、五恒解读

恒温、恒湿、恒氧、恒静、恒洁

“恒温”不是指室内全年保持在一个温度,而是指室内温度满足人体舒适温度要求;是指设计温度冬季不低于20℃,夏季不高于26℃,是指一定范围,冬季20~22℃,夏季24~26℃。

“恒湿”是指室内相对湿度满足人体舒适需求。指室内相对湿度冬季不低于30%,夏季不高于70%,全年相对湿度保持在30%~70%。

“恒氧”指的是室内氧气含量,同时又是以室内二氧化碳指标来约束。根据世界卫生组织定义的健康住宅标准,室内二氧化碳浓度不高于1000ppm,《室内空气质量标准》GB/T18883-2002规定的人均新风量30m³/h。

“恒静” 不是说室内没有噪声,指的是室内的声环境满足安静的标准,即室内噪声分贝数不超过35~40dB。

小区内外交通环境;外门窗的密封性;墙体的声传导性能;室内楼板的隔声性能;同层排水系统;空调通风系统的消声降噪声等。

“ 恒洁(净)” 既是对室内空气的要求,也是对饮用水的要求,是指室内空气中PM2.5的浓度,全年保持在35μg/m³以下,其实如果 PM2.5能达到比较低,其它的颗粒物如PM100,PM10就很少了。恒洁也可以理解为对全屋净水设备的要求。

二、项目概况

该项目位于太原市小店区晋阳街以北,经管北街以南,唐槐路以东,总建筑面积约117800㎡,项目包含四栋住宅楼、三栋商业及幼儿园、会所等配套设施。项目整体为现代主义建筑风格,塔楼体块整体错动消减压迫感,流畅优美的横向线条效法自然流水,圆角的运用增强项目辨识度的同时,更带来柔和的视觉效果。在建筑色彩材质上,横向线条采用金属质感古铜色铝板,突出细节品质,深灰色玻璃与金属漆外墙在视觉上高度干净整合,使得建筑简约典雅,美观时尚。小区景观设计引入独一无二的山水中庭,收纳山水脉络,一条环形走廊串联起各大景观节点与归家路线,形成多重洄游,外围环绕森林绿带,将山光林语带入城市人居环境,致力于打造宜居的高端楼盘。

三、五恒系统空调配置理念

基于该楼盘定位的高端性,项目采用科技空调系统。科技空调系统是为人体舒适健康而打造的暖通智能系统,它利用毛细管辐射冷暖来控制温度,配合独立的新风系统,通过智能控制系统感知室内外空气环境,为居住者提供更加健康、智能和绿色的居住环境。该系统主要由冷热源、辐射末端、新风系统及控制系统等组成。冷热源是科技系统的核心设备,可采用多种组合形式,常用的有热泵、市政、锅炉等,它产生的冷热水通过末端的毛细辐射管网与室内空气进行换热,以保持室内温度适宜,同时,新风系统将室外空气经过过滤、除湿、加湿等处理后24h不间断地送入室内。控制系统能够对系统的各个组件进行控制,根据室内外环境和用户需求来确定系统的水温以调节室内温度;它还可以监测各个房间的空气环境,并通过新风机进行加湿和除湿,使室内湿度保持在人体最舒适的范围内。科技空调系统辐射供冷及供热采用人体仿生学原理,将毛细管网均匀紧密布置在房屋吊顶及侧墙上,与传统空调相比,科技空调的舒适性更高;房间内无空调室内机设置,摆脱了机组运行噪音的影响,且新风风口风速控制在0.5m/s以下,人们基本感觉不到有吹风感;温度湿度可实现独立控制,除湿效果好,正常运行状态下,相对湿度可控制在冬季大于 30%,夏季小于70%。

四、本项目设计思路

1、负荷测算

负荷计算是项目设计的基础及设备选型的依据,本项目依据太原市室内外设计参数及建筑热工参数通过天正软件对各个单体进行了详细负荷计算,以1#为例设计参数如下:

太原市室外设计参数如表 4.1.1 所示。

表4.1.1室外设计参数


室内设计参数如表4.1.2所示。

表 4.1.2 室外设计参数


建筑热工参数如表4.1.3所示。

表 4.1.3 建筑热工参数


本项目各单体负荷计算汇总如表4.1.4所示。

表 4.1.4 负荷汇总


2、能源系统配置

本项目冷源采用地源热泵系统。其它空气调节系统相比优点突出。由于地层深处温度常年维持不变,远远高于冬季的室外温度,而又明显低于夏季的室外温度,因此地源热泵克服了空气源热泵的技术障碍,且效率有很大的提高,此外大地蓄存冬季系统排放的冷量、夏季排放的热量,在地源热泵系统中起到蓄能器的作用,进一步提高全年的能源利用效率。这种一机多用的系统还包括节省建筑空间、无需冷却塔和室外风冷部分、对建筑外观影响小、运行费用低、投资回报快、全年运行均衡用电负荷以及低噪音、占地面积少、无污染物排放、不抽取并破坏地下水、寿命长等诸多的优势。

设计地源热泵系统的地热换热器需要知道地下岩土的热物性参数。本项目采用直接测量的方法对两口试验井进行热响应测试,两口试验井的安装数据如表4.2.1所示。

表 4.2.1测试井埋管的施工和安装数据

实验分两个阶段进行:首先是热响应测试,以恒定的加热功率测出地埋管换热器进出口温度随时间的变化情况,通过曲线拟合求出岩土的热物性参数;其次分别模拟空调的夏季制冷试验和冬季的制热试验,测量地埋管换热器的放热能力和取热能力。

通过对实验数据的分析总结,得出这两口试验井的实验数据如表 4.2.2所示。

表 4.2.2测试井埋管的实验数据


根据试验井的实验数据并结合项目总负荷,本项目共设计650口地埋井。热泵主机为1934kW制冷量、1990kW制热量定频离心土壤源热泵主机两台及1159kW制冷量、1186kW制热量变频螺杆土壤源热泵主机一台;会所选择110kW制冷量、128kW制热量三位一体热回收热泵主机一台;冬季采用市政热力供热。

3、空调水系统

本系统采用一级泵变流量系统,新风机组采用一次空调水,夏季供回水温度为6-13℃,冬季供回水温度为45-35℃;辐射空调水系统采用二次空调水,夏季供回水温度为16-19℃,冬季供回水温度为35-30℃,与一次冷热源水系统采用换热器间接连接,其中住宅部分地板辐射供冷供暖系统分高低区,一至十一层为低区,十二层至二十二层为高区,系统主立管采用下供下回双管异程式系统,单元立管安装在管井中。户内采用地板辐射供冷供暖系统,管井内的共用立管在每层引出供,回水支管至各户户内分集水器,室内加热盘管选用 PE-RT(耐热聚乙烯),管径为De20*2.3。

4、空调风系统

本项目住宅为温湿度独立控制空调系统,新风夏季承担去除全部室内湿负荷的任务,冬季则承担给室内加湿的任务,新风系统竖向分区,一至十一层为低区,十二层至二十二层为高区,低区新风机组设置于地下一层新风机房内,高区新风机组设置于屋面。新风机采用双冷源机组,一级表冷器为水冷表冷器,由冷热源夏季提供6/13℃的冷水,冬季提供 45/35℃的热水,二级表冷器为直膨式表冷器。户内采用地面送风,顶面集中回风的通风方式,与传统的上送上回通风方式相比,此做法气流组织更为合理,新风利用率更高。新风机组设置板翅式显热热回收装置,集中收集的回风与新风进行热量交换,夏季回收排风的冷量,冬季回收排风的热量,热回收装置的温度回收率大于等于60%。新风过滤采用初中效过滤,可对室外空气的有害物质进行有效的去除;新风取风口处配置双极离子净化设备,可消灭空气中的细菌和病毒等微生物,同时该设备还可提供大量的负氧离子,可以加速空气中氧气的活跃性,有利于自身吸收足够的氧气,同时还能改善空气品质,帮助神经兴奋,缓解疲劳。

5、控制系统

空调冷热源系统采用群控方式实现系统自动-手动控制运行,热泵机组自配自控系统,随末端所需负荷的变化完成压缩机的卸载、加载、关机、停机,监视机组的运行状态并进行故障报警,统计各台冷水机组的累计运行时间并根据系统能效最高的原则,调节主机、水泵开启台数,同时调节水泵变频控制。空气处理机组均配备电机变频装置,以便根据控制要求改变风机转速,达到改变风量及节能的目的。空调机组加湿器进水管设电磁阀,根据送风相对湿度控制加湿水量。室内设置智能控制系统,并设分室温控器,可对各个房间温湿度进行单独控制。各空调房间设置温度露点开关,温度露点开关联动水系统各支路上的热电阀通断,实现房间温度控制和辐射表面及管路的防结露保护。卫生间和厨房的环路冬季开启,夏季关闭,两者间自动转换。

五、节能环保理念

地源热泵、空调机组均选用运行平稳、噪声低、振动小的产品,在制冷机基座、水泵基座设横直纹橡胶剪切减振垫,动力设备与管道的联接采用避振接头,风管上设置消声设备等措施,以减少对周围环境的影响。热泵机房内管道均采用支架,不影响上部建筑物和房间的使用;制冷机房、空气处理机房内壁由土建做消音处理,单机噪声均不超过 80dB。风管在穿越防火分区、穿越空气调节机房的房间隔墙及穿越重要或火灾危险性大的场所的房间处均设70℃关闭的防火阀,孔隙采用不燃防火材料进行封堵。



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