1993-1999年筆者承接了武漢經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區三角湖外國專(zhuān)家公寓一期、二期和武漢新世界康居發(fā)展有限公司常青花園2號西區常青金苑的空調設計任務(wù)。

　　1　三角湖外國專(zhuān)家公寓一期工程空調設計

　　三角湖外國專(zhuān)家公寓一期工程共建有14幢2戶(hù)獲4戶(hù)的2層聯(lián)體別墅，共神龍汽車(chē)工40戶(hù)法國專(zhuān)家居住，總建筑面積6400㎡，位于武漢經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區風(fēng)景秀麗的三角湖畔，由武漢經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區建設開(kāi)發(fā)總公司投資建設。

　　根據建設方和使用方簽訂的有關(guān)協(xié)議，一期工程的入住率為100%，設置中央空調和24h生活熱水供應系統�？照{室內設計參數夏季為24℃，相對濕度為 60%，冬季溫度為22℃，相對濕度為50%，A聲級噪聲35db.當室外溫度下極高與28℃，冬季低于18℃是空調系統開(kāi)始運行�？照{系統使用保證率為 100%，檢修只能在過(guò)渡季節不是用空調系統是進(jìn)行。

　　鑒于上述使用要求，中央空調系統設計時(shí)經(jīng)過(guò)多方案的技術(shù)經(jīng)濟比較和使用可靠性的論證，最后與建設方達成一致建議，制冷（熱）水主機冷水泵、冷卻水泵、玻璃鋼冷卻塔均設置2臺，一用一備。生活熱水供應采取在主機放置保溫混合水箱的方式，直燃型溴化鋰冷溫水機組的熱水供至生活水箱，生活熱水系統的回水和補水混合后也進(jìn)入生活水箱混合加熱，方式比較簡(jiǎn)單但實(shí)際使用效果挺好，甚或熱水箱得出水量始終能夠保證生活熱水系統充足而穩定地供應熱水，水溫的波動(dòng)幅度也 不大。

　　公寓空調系統的末端設備均采用風(fēng)機盤(pán)管機組，全部為臥式暗裝，利用走道、房間局部吊頂進(jìn)行隱藏布置。每臺風(fēng)機盤(pán)管均設有電動(dòng)二通調節閥，冷熱水供水回水總管上設有壓差旁通控制器，以實(shí)現個(gè)房間的個(gè)性化舒適要求和整個(gè)空調系統的節能經(jīng)濟運行�？照{系統室外管網(wǎng)采用半通行地溝敷設方式，與生活熱水管同溝敷設，室外管網(wǎng)為機械循環(huán)通稱(chēng)式系統，系統膨脹水箱設置在鄰近的外國專(zhuān)家服務(wù)中心3層屋面要求。

　　2　三角湖外國專(zhuān)家公寓二期空調設計

　　三角湖外國專(zhuān)家公寓建成后，為滿(mǎn)足更多人入住開(kāi)發(fā)取得外國專(zhuān)家和商務(wù)需要，于1994年底進(jìn)行了二期擴建，二期共建有各式公寓式別墅24幢共30套。 二期公寓分別為不同公司的外國專(zhuān)家承租并且入住時(shí)間和使用性質(zhì)也相差較大，還預留有部分別墅作為商務(wù)會(huì )議場(chǎng)地出租使用，因此同建設方協(xié)商后決定各幢別墅分別設置獨立的空調系統。

　　根據每幢別墅的使用面積（220－260㎡）分別采用35一42 kw的空氣源熱泵機組設置在1層車(chē)庫內或室外雨蓬下，機組內置循環(huán)水泵。別墅內仍采用臥式暗裝風(fēng)機盤(pán)管機組，系統膨脹水箱設置在樓梯間斜坡屋面處，風(fēng)機盤(pán) 管只設三檔控制開(kāi)關(guān)。生活熱水的供應原采用的是電熱水器。滿(mǎn)足不了公寓人員較多時(shí)洗澡、熱水的使用要求，后全部改用燃油型熱水爐。

　　選用的空氣源熱泵機組總的使用后況不錯，空調效果也能夠滿(mǎn)足使用要求。存在的問(wèn)題是：①機組的故障率偏高有一臺機組的壓縮機燒機，控制系統也不是十分 可靠；②機組夜間供暖除霜時(shí)間長(cháng)，供水溫度過(guò)低（低于40℃），不能保證供暖效果，后在機組供水管上增加6-8kw的輔助電熱管，供水溫度低于45℃時(shí)電 熱管開(kāi)始工作，保證空調供水在45-50℃之間以滿(mǎn)足夜間空調供暖需要③機組的容量調不能很好地滿(mǎn)足不同住戶(hù)的個(gè)性化使用要求，屋內人員只開(kāi)一間房的空調 時(shí)，空調機就得開(kāi)啟，造成很大能源浪費。在武漢地區目前能源供應種類(lèi)公的情況下，既保證建筑的供冷供暖又保證生活熱水供應設計方案的選擇確實(shí)是需要仔細斟酌的，上述的燃油熱水供應方式對已有燃油供應的公寓或小區來(lái)說(shuō)是可行的，對一般的家庭來(lái)說(shuō)則既不安全又很麻煩。

　　三角湖外國專(zhuān)家公寓一期工程因高可靠性要求而導致空調系統工程總造價(jià)較高，近500萬(wàn)元。單位面積空調工程造價(jià)為780元/㎡；二期單幢別墅空調工程造價(jià)為11萬(wàn)左右。單位面積空調造價(jià)為 450元/㎡.一般來(lái)說(shuō)空調總面積越小。單位面積空調工程程的造價(jià)則越高。

　　3　常青金苑小區中央空調工程設計

　　常青金苑小區位于常青花園12號四區為武漢幣某單位集資興建的住宅小區，小區規劃為圍合式花園小區，占地8.6h㎡總建筑面積122090㎡，除部分 出租建筑和架空樓層，居住建筑面積為 103 910 ㎡（其中公用建筑2460㎡）住戶(hù)數488戶(hù)。根據小區的建設規模住戶(hù)情況和建設方的要求，設計小區中央空調系統和集中生活熱水供應系統。

　　3.1　冷（熱）水機組

　　冷（熱）水機組的選擇應根據當地的能源供應狀況、住宅建筑的投資使用性質(zhì)長(cháng)期運行成本和維護管理水平、建筑空調的可持續發(fā)展等進(jìn)行綜合性的技術(shù)經(jīng)濟比較，來(lái)確定其類(lèi)型和容量及系統控制方式。

　　經(jīng)過(guò)綜合性的技術(shù)經(jīng)濟比較并通過(guò)專(zhuān)家論證，決定采用燃油型直燃溴化鋰吸收式冷溫水機組。筆者根據本工程的使用性質(zhì)在確定冷（熱）水機組容量時(shí)同時(shí)使用系數控0.7選取，空調系統管路能量損耗按0.05選取，最后確定空調系統總冷負荷為9140 kw（其中公用建筑 430kW）空調系統總熱負荷為6410kW（其中公用建筑230 kw）生活熱水供應負荷為 1860kw、空調系統單位面積冷負荷指標為85.8w/㎡（共用建筑93.5 w/㎡）空調系統單位面積熱負荷指標為60.9W/㎡（公用建筑93.5W／㎡）。

　　選用冷溫水機組2臺，供冷量4625kW×2.供熱量4300kW×2，耗電量27kw×2，耗油量316kg/h×2.因冷卻水系統流量較大（1300m3/h），采用兩臺冷卻水系統并聯(lián)運行。選用超低噪聲方形橫流式冷卻塔2組。冷熱水機組采用一機對一泵一塔的系統配置方式以保證系統運行的穩定和可靠性，并設置有備用連源管路，必要時(shí)可互為備用。冷（熱）水機房設置在中心花園地下室內，所有動(dòng)轉設備均設置城根基礎管道支吊架，均采用減振支吊 架，機房土建設等消聲措施，室外臥式金屬貯油罐（體積30㎡）直埋于花園地下，并采取可靠的消防安全措施，直燃機組的煙囪出地面后采現統一的景觀(guān)處理措施。

　　3.2　室外空調管網(wǎng)

　　小區由A，B，C三個(gè)組團圍合中心花園組成，既靈活通透又完整統一�？照{系統室外管網(wǎng)設計時(shí)充分利用這一有利條件，設計3個(gè)環(huán)狀管網(wǎng)系統通過(guò)冷（熱） 水機房?jì)鹊姆�、集水器�?lái)進(jìn)行各管網(wǎng)系統的流量分配和調節。這樣既能夠較充分地保證3個(gè)環(huán)狀管網(wǎng)和各幢住宅流量分配的均勻穩定性減少流量失調現象和系統的相 互干擾，又能夠更好地滿(mǎn)足施工要求，否則空調系統室外管網(wǎng)的供回水干管將會(huì )因為管徑過(guò)大而無(wú)法敷設。以小區內每幢住宅單元為單訪(fǎng)設置室內空調立管系統，單元內立管系統接入空調室外管網(wǎng)時(shí)均設有空調人口裝置，供水管上設有鋼質(zhì)蝶閥、Y形過(guò)濾器，回水管上設有鋼質(zhì)蝶閥和空調水系統流量平衡閥。供回水管上設有溫度計、壓力表、壓差測孔。系統調試時(shí)可以根據測得的供回水壓差來(lái)調整流量平衡閥，以保證每個(gè)單元的空調系統均達到設計流量。

　　小區空調室外管網(wǎng)系統龐大而復雜，3個(gè)環(huán)狀管網(wǎng)系統的空調供回水管最大管徑均為DN350，生活熱水管最大管徑為DN125，空調室外管網(wǎng)采取地溝敷 設和直埋敷設的混合方式，干管均為地溝敷設，橫穿主要馬路的干管和入單元支管則為直埋敷設。地溝采用混凝土結構的半通行地溝，空調管道和生活熱水管道同溝 敷設每100m內在空調管溝最低處均設置有集水坑和排污潛水泵，以保證空調管溝不積水。

　　隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展水宅小區的功能越來(lái)越齊全。智能化小區的實(shí)現帶來(lái)住宅小區室外管網(wǎng)系統的龐雜和繁多，各種管網(wǎng)系統的合理布置和綜合協(xié)調難度越來(lái)越大，為保證各種管網(wǎng)系統在有限的地下空間內（城市排水干管的標高限制了管網(wǎng)系統標高卜延的可能）全理布置到位并預留維修改造空間，各種管網(wǎng)系統在保證使用 的前提下應該力求直埋敷設。武漢地區地下水位一般在0.8-1.2m之間，在做好空調管道保溫防水防腐的同時(shí)，采取有效的濾水措施是完全能夠實(shí)現空調管道 的直埋敷設的。

　　3.3 　室內空調方式

　　住宅建筑的室內空調方式技術(shù)上并不復雜，但必須結合戶(hù)型設計、結構類(lèi)型、裝修需要、個(gè)性化特點(diǎn)等進(jìn)行細致周到的權衡和布置。為計量查表和檢修的需要，立管管井必須布置在樓梯間并預留查表和檢修門(mén)；室內管道布置要力求集中合理隱蔽方便維修，盡量利用走道、儲物間、衛生間廚房等次要或可吊頂的空間。

　　本工程中大部分住房均為復式，1個(gè)6層單元6戶(hù)每戶(hù)空調供回水管人口均設在雙數層，立管管井布置在樓梯間，立管系統和戶(hù)內水平管道系統均為同程式布置。盡量利用走道和儲物間等來(lái)布置水平管道。房間風(fēng)機盤(pán)管的布置也盡量利用過(guò)道或壁柜等空間送回風(fēng)方式大部分為側送底回，側送側回時(shí)拉大送回風(fēng)口距離以免 氣流短路。送回風(fēng)均接風(fēng)管時(shí)采用高靜壓風(fēng)機盤(pán)管。其余均為標準型風(fēng)機盤(pán)管。室內空調水平管道均采用鋁塑復合管和銅質(zhì)管件接頭熔焊連接。因整體連接性好防滲漏可靠性高于鋼管連接。且鋁塑復合管的可塑性好，減少了管件和接頭的數量并取消了連接風(fēng)機盤(pán)的軟接頭。管道的保溫材料均選一級阻燃管套可直接穿套鋁塑復合 管，增加了保溫的整體性和防凝露功能。

　　小區內每戶(hù)均為復式住宅，居住面積較大，但住戶(hù)人數較少因限于戶(hù)型設計，沒(méi)有設置獨立的新風(fēng)系統。但衛生間（三衛）設有排風(fēng)扇、廚房設有排煙油機及雙風(fēng)道豎向排風(fēng)管井，能夠有效地排除掉室內污濁空氣和異味油煙并利用排風(fēng)負壓從門(mén)、窗縫隙引進(jìn)室外新鮮空氣能夠滿(mǎn)足人體舒適性和空氣品質(zhì)要求。

　　住宅室內空調系統布置時(shí)要密切配合建筑和裝修專(zhuān)業(yè)的要求，在保證空調設計效果的同時(shí)盡量不占用過(guò)多的建筑空間并力求美觀(guān)實(shí)用。由于層高限制，不能保證最低吊頂高度在2.2m時(shí)，空調供回水管可考慮穿梁敷設，但預埋鋼套管一定要準確到位。

　　3.4　計量和計費系統

　　空調計量和計費系統事關(guān)每家每戶(hù)的切身利益，必須做到公平、公正、合理，經(jīng)過(guò)調研和多方案比較，采取公認較為科學(xué)的用冷量計量方案，并結合小區智能化 結構布線(xiàn)系統實(shí)現計量計費（自來(lái)水、生活熱水、空調用冷）的網(wǎng)絡(luò )化遠傳。用戶(hù)可直接到小區物業(yè)管理中心查詢(xún)和交納各種費用。小區的智能化自動(dòng)計量、計費系統入圖1所示。

　　系統采用分布式計算機監控結構，監控中心與區域控制器相連區域控制器各用戶(hù)監控自相連負責對各監控點(diǎn)進(jìn)行查詢(xún)并對計量數據進(jìn)行處理存儲該結構可靠性高。

　　3.4.1 SYSTEK 3000監控中心

　　由監控計算機、系統監控管理軟件、主控卡、打印機、后備電源組成。

　　系統監控管理軟件運行在Win98平臺全漢化界面，有良好的操作提示。管理人員可隨時(shí)通過(guò)該軟件以定時(shí)或手工方式查詢(xún)用戶(hù)的水在活熱水在調的使用費，并可自動(dòng)存儲于系統數據庫中，管理人員還可通過(guò)用戶(hù)地址和姓名查詢(xún)某個(gè)指定用戶(hù)的費用數據，并進(jìn)行轉存和打印。

　　3.4.2 SYSTEK 32O0區域控制器

　　通過(guò)RS485總線(xiàn)與SYSTEK4010數據采集器相連，查詢(xún)各監測點(diǎn)的監測數據，將查詢(xún)數據進(jìn)行計算處理并加以存儲。

　　通過(guò)RS4185總線(xiàn)與監控中心通訊，接收中心指令并將其所管理的用戶(hù)監測點(diǎn)的計里數據傳至監控中心。

　　3.4.3 SYSTEK4010數據采集器

　　該設備具備水、熱水脈沖數據計量接口與1個(gè)脈沖流量接口，2個(gè)溫度傳感器接口，實(shí)時(shí)采集各種計量數據進(jìn)行計算、存儲。

　　該設備提供電動(dòng)控制閥控制接口，當用戶(hù)超期沒(méi)有交費可由接口中心控制關(guān)斷空調供水。

　　通過(guò)RS485總線(xiàn)與SYSTEK 3200區域控制器相連，將其所采集數據傳至區域控制器。

　　3.4.4計量設備

　　水、生活熱水表采用脈沖計量表，空調計量采用脈沖流量計、數字溫度傳感器。溫度傳感器安裝采用插入式，測量準確。SYSTEK區域控制器通過(guò)RS485總線(xiàn)最多可以與210個(gè)數據采集器（SYSTEK 4010）連接，并控制這些數據采集器工作讀取數據采集器內的各種數據，因此此智能化結構布線(xiàn)系統可以同時(shí)實(shí)現安全防衛、用子巡更、報警、家電智能化控制、小區網(wǎng)絡(luò )系統等綜合件智能化功能，并且有擴展性，真正實(shí)現智能小區的數字化生存。

　　3.5　空調系統節能控制和運行

　　住宅小區空調系統使用的特殊性使其空調負荷參差性大，除了室外氣象參數的影響外，住宅空調使用的高峰僅集中在一天中的幾個(gè)特定時(shí)段其余大部分時(shí)間都在部分負荷下運行，因此住宅小區中央空調系統的節能控制和運行是大有可為的。

　　本工程設計時(shí)采用的變頻方式是：①兩臺主機的冷水系統并聯(lián)運行，3臺并聯(lián)冷水泵1臺備用，1臺定流量運行，1臺變頻運行；②每臺主機的冷卻水系統獨立 運行，3臺并聯(lián)冷卻水泵，1臺備用，1臺定流量運行，1臺變頻運行③冷卻塔由3臺聯(lián)成一組，其中1臺冷卻塔風(fēng)機變頻運行。冷水泵、冷卻塔風(fēng)機的控制信號線(xiàn)均接入直燃機控制柜，供回水管設置溫度傳感器，由設定的供回水溫差來(lái)實(shí)現對空調冷負荷的動(dòng)態(tài)跟蹤并控制冷水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機的變頻運行。此變頻控 制系統不僅能供提供部分負荷下空調系統的運行效率，而且能夠實(shí)現全工況的節能運行，降低空調系統的使用成本，提高系統的運行可靠性和使用壽命。

　　3.6　空調系統的造價(jià)

　　本工程空調系統1999年8月開(kāi)始動(dòng)工興建，現在已完成80%的施工工作量根據初步統計，整個(gè)空調系統實(shí)際完成的工程造價(jià)再2700萬(wàn)元左右（其中冷熱水機房部分1100萬(wàn)元，室外空調系統建設的規模和檔次的不同，單位建筑面積空調系統建設的造價(jià)一般在250～300元/㎡之間基本相符。