深圳某超高层办公塔楼电梯机房通风空调设计.pdf
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1、深圳某超高层办公塔楼电梯机房通风空调设计谭晓君王思懿(悉地国际设计顾问(深圳)有限公司,深圳;西安工业大学,西安)摘要:电梯机房内的环境温度控制十分重要,尤其是超高层办公建筑的高速电梯机房,因为负载大且运行频率高,发热量很大。本文通过对普通住宅和超高层电梯机房通风空调系统的研究对比,介绍了机械通风、空调冷却降温方案的计算方法及利弊。着重对深圳地区某超高层办公电梯机房暖通设计方案及运行策略进行分析,得出机房需设计通风及空调套系统,根据室外温度的不同,为降低能耗需灵活运行通风系统或空调系统,为类似项目的设计及后期运行提供参考。关键词:电梯机房;发热量;机械通风;空调降温;运行策略谭晓君,男,年生,
2、硕士研究生,工程师,主任工程师 深圳市劲嘉科技大厦楼悉地国际设计顾问(深圳)有限公司 :收稿日期:引言超高层办公建筑由于体量大功能复杂,暖通设计的难度也较大,需要考虑的方面较多,电梯机房的通风空调设计常常不被暖通工程师重视,但电梯机房内温度的控制对电梯的正常运行尤其重要,对整个大楼的正常运转举足轻重。电梯机房一般设置于建筑物顶层及避难层,里面设置有电梯主机、控制屏、曳引机、变频器等设备。为了确保电梯机房内设备的正常运行,一般电梯设备厂家要求其室内温度保持在 。为了达到这一温度要求,暖通专业可以采用通风降温和空调冷却的方式来实现。不同方式有其各自的特点和适用性,初投资和运行费用也各不相同。本文通
3、过对不同降温方式及其运行策略进行分析,以常规住宅电梯机房的通风空调设计为例,着重介绍超高层办公建筑电梯机房通风空调系统的设计及运行策略的选取。电梯机房内的主要热负荷来源于变频器、制动电阻及其电动机,一般情况下,电梯机房室内温度通常较高,围护结构传热量比较小,围护结构得热相对于电梯机房内设备发热量很小。对于住宅项目的电梯机房,由于其室内设备发热量较小,在实际的工程设计中,暖通设计师一般考虑种解决方案:)当室外空气温度较低时,根据 民用建筑供暖通风及空气调节设计规范(简称民规)中推荐的换气次数计算,取 的换气次数即可达到室内降温的要求;)当室外空气温度相对较高时,设置分体空调对电梯机房进行冷却降温
4、。目前许多工程项目,统一给电梯机房设置机械排风及安装分体空调的现象越来越多,但对于超高层办公建筑中的高速电梯机房,其散热措施仅按民规中推荐的换气次数及设置分体的方案不太合理,分体空调的制冷量也不能有效抵消设备散热,故针对该类型项目,其机房的暖通设计需进一步分析研究。机械通风降温方式自然通风由于不需要安装动力设备,是最节能的处理方式,但由于电梯机房的窗户少,自然通风效果差,实际工程中基本不采用。机械通风是设置通风风机,强制将室外自然冷风与室内热空气进行热量交换,从而达到降温的目的。电梯机房负荷基本为显热负荷,其通风量计算公式如下:()式中为通风量,;为室内电梯设备的显热负荷,;为空气比定压热容,
5、一般取 ();为空气密度;一般取 ;为室内最高设计温度与室外通风计算干球温度之差,。机械通风的风机设置形式常分种:)对于住宅项目,因室内设备发热量相对较小,安装壁式换气扇其通风量、风压即可满足降低室温的要求;)对于超高层办公项目,因室内设备发热量大,一般的壁式换气扇风量、风压较小,其负压排风产生的气流组织不足以有效排除室内余热,故一般会选择噪声较小且风量、风压能匹配的离心风机,同时设置风管及末端风口,通过机械排风形成合理的气流组织有效排出室内的余热。本文重点分析离心风机、风管及风口组成的通风系统。超高层办公建筑电梯机房机械通风系统的优点是通过该系统能使室外空气与室内热空气进行交换,无需人工冷源
6、,系统相对简单,投资低,运行方便。缺点是要达到电梯机房要求的温度,特别是对于室内散热量大的设备,若机房外的取风温度相对较高,则计算的通风量大,导致风机功率增大、风管尺寸增大。尤其当室外温度很高时,室内外温差很小,极端天气甚至出现室外温度高于室内设计温度的情况,此情况会导致通风系统无法满足机房室内温度要求,引起电梯电气系统故障,影响电梯正常运行和人员安全,室内温度过高甚至会导致火灾发生。为此,当电梯机房外环境空气温度较高时,若采用机房外空气跟室内空气交换,不能有效排除室内热量。此时,对于超高层办公建筑,若室内空调区域(含公共区)的空气温度为 (后文具体计算取空调区空气温度为 ),可考虑从电梯井道
7、引入室内空气进入电梯机房,避免出现上述室内外温差很小,或极端天气等不利情况;或者,此时关闭机械通风系统,考虑直接增设空调系统对机房内空气进行内循环降温。暖通空调 年第 卷增刊 空调制冷空调冷却降温空调冷却降温是通过安装空调室内、外机,依据空气冷却的原理,使空调机组产生的冷风抵消电梯设备产生的热量(因室内没有湿负荷,电梯设备对湿度要求不太高,本文仅从显热角度考虑)。电梯机房考虑显热负荷,其空调降温的计算公式如下:()式中为通过空调室内机的循环风量,。空调降温的优点主要为:)本系统为内循环系统,与通风系统相比,较不受室外空气温度影响,即使室外温度相对较高时,也不用送入温度较高的室外气体,而是直接降
8、温来达到室内环境控制温度;)在一定的设计工况下,空调系统自身的制冷量可充分抵消室内电梯设备的散热量,有更高的保证率。缺点是初投资较高,需设置室外机设备位置,需注意冷凝水产生,常规空调冷水系统的冷水不能进入机房,因为冷水泄露可能会导致电气设备的损坏。为此,虽说空调室内机类型颇多,但建议室内机不选用吊顶式,因为在送风温度低于露点温度时,室内机风口可能会产生水滴,同时对于常规的冷水空调系统,只能采用全空气空调系统,且送风温度建议不能太低,否则会对电梯设备带来安全隐患。对于住宅项目,因室内设备发热量相对较小,设置分体空调即可有效消除室内热量,分体空调室内机建议采用立柜式或侧壁送风式;对于超高层办公项目
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