地板送风空调系统设计及主要难点分析

李 康

武汉卓尔建筑设计有限公司　

　　摘要：通过实际工程设计案例，介绍了地板送风空调系统的设计步骤，分析地板送风空调系统在舒适度要求较高的场所中的应用，重点介绍地板送风空调系统设计中的技术要点及注意事项。

　　关键词：艺术工坊；空调；观众厅；展示馆，地板送风

　　一、工程概况

三宝蓬艺术产业园是集艺术工坊、观众厅、餐饮、展览馆等多种功能的建筑物群。总建筑面积约2.6万平方米，主要由9组1--4层公建组成，沿山势错落布置，为江西景德镇地区的文化类地标建筑园区。根据江西景德镇当地的气候及甲方要求,大楼内设置冷暖型的舒适性空调系统，园区代表性区域、要求比较高的场所空调形式采用地板送风系统。

本文仅介绍1#艺术工坊和4#大空间展览馆部分的空调通风设计。1#艺术工坊主要由观众厅和舞台构成，房间功能主要用作表演及聚会等活动，房间面积为228平方米，房间高度7.3米；4#大空间展览馆主要为展厅，房间面积为地下363平方米，高度4.8米，地上707平方米，高度8.6米。

　　二、空调系统概况

1.室外空气计算参数：

夏季空调： 干球温度:36.0°C 湿球温度:27.8°C 大气压力:99.85kPa

冬季空调： 干球温度-1.2°C 相对湿度82% 大气压力:101.86kPa

2. 空气调节室内设计参数见下表：

房间功能	夏 季		冬 季		新风量 m3/h.人	允许噪音dB(A)
	温度°C	相对湿度%	温度°C	相对湿度%
1#艺术工坊	22～26	40～65	18～20	自然湿度	30	40
4#地下工坊	22～26	40～65	18～20	自然湿度	20	45
4#首层展厅1	22～26	40～65	18～20	自然湿度	30	40
4#首层展厅2	22～26	40～65	18～20	自然湿度	30	40

　 3.地板送风系统的室内冷负荷和热负荷的计算方法与顶部混合式送风系统相同。但在确定供冷所需送风量时，考虑到地板送风系统在室内形成空气分层的特点，它与传统方法有所不同。经过计算，1#艺术工坊空调冷负荷50KW, 空调热负荷23KW；4#首层展厅空调冷负荷200KW, 空调热负荷113KW。

　　三、空调风系统和气流组织

1. 1#艺术工坊采用全空气系统，空调箱利用地板静压箱将处理后的空气直接输送到建筑物人员活动区，气流组织为下送侧回，送风采用地板送风专用条形风口和旋流风口，回风采用单层百叶风口，集中回风；新风系统采用吊顶式全热交换机，气流组织为上送上回。且在建筑物地板面以上的任何地方都达到所需的最小通风空气量。

2. 4#首层展厅采用大空间高静压风管机地板送风，利用地板静压箱与风口连接，气流组织为下送侧回，回风采用铝合金百叶风送风采用地板条形风口，空调机从室外直接引入新风，满足室内人员新风量需求。

3.在过渡季节，当室外空气温度低于要求的送风温度时，直接利用新风提供“免费供冷”。此时只运行新风机，空调箱关闭，为防止结露，空调系统采用“焓值控制”。

　　四、送风气流高度的确定

　　1. 1#艺术工坊地板旋流风口的选择：

观众总风量5600m3/h,选用36个∅200的地板旋流风口，单个风口风量为155m3/h；根据温差修正后，送风高度为1.8m左右，气流再生噪声控制在40dB(A)。

2. 1#艺术工坊和4#展示厅地板条形风口的选择：

1#舞台区总风量3600m3/h,选用4个100X200的地板条形风口，单个风口风量为900m3/h；根据温差修正后，送风高度为1.8m左右，气流再生噪声控制在30dB(A)。

4#首层展示厅总风量38000m3/h,选用38个100X200的地板条形风口，单个风口风量为1000m3/h；根据温差修正后，送风高度为2.0m左右，气流再生噪声控制在40dB(A)。

　 五、风系统阻力平衡

　 1.对于单个房间面积较大的场所，为保证房间内不同区域的空调舒适度恒定，实现均匀送风，需要保证风系统各支路、各风口的阻力平衡。首先是风口布置要均匀，整个空间不能留有通风死角。

2.利用房间的对称性，将大空间一分为二，再二分为四，以此将各支路对称布置；再对差别较大的个别环路，调整管径或增加调节阀，使各支路达到平衡。增设消声静压箱亦是很好的手段，既能将空调箱出口的动压转换为静压，使风口的吹风感不至于过强，也能起到减小噪声的作用。

3.静压箱进风口位置的数量，取决于控制区域的大小，建筑物内可获得的检视点；地板下所用的输配风管的数量和其他与设计相关问题。有压静压箱可以在一个单一的控制区域内维持相对恒定的压力。这样，可确保同样规格的被动式送风口、风阀开度一样。向房间送风相等的风量

　 五、对土建的要求

要实现地板送风的舒适性，其中与土建工种的配合也至关重要，一旦与土建工种之间协调存在疏漏，就很难达到应有的效果。

目前地板送风风道设置方案主要有2种，一种是直接采用土建风道，利用地板架空层送风，但长时间使用容易滋生细菌和积灰，不利于维持室内空气品质。还有一种则是采用风管系统送风，利用静压箱将处理后的空气直接输送到建筑人员活动区，可以确保送出所需的风量和保持要求的送风温度与湿度，但要合理的避开地板上的结构构件，同时还须保证风管及设备的放置空间足够。静压箱应密封，避免因施工质量差而渗漏，安装活动地板龙骨时，还需要注意不能对风管设备造成损坏。

地板静压箱除了承担为地板送风系统输配处理后空气的功能外。还可作为电力，语音和数据通信电缆系统的布线与维修通道。以及配置建筑的其他服务设施。如火灾探测与灭火，安保监控等。兼有送风和布置电缆、服务设施等双重功能的静压箱，从结构楼板面到架空地板顶面的静压箱高度典型值为0.3~0.45m，按照架空地板块的典型厚度。地板静压箱的净高比静压箱高度低35mm。

　　六、小结

　　1.在地板送风系统的设计过程中，需要各个专业之间的紧密配合，由于现代建筑室内的设备能耗较高以及人员变化的参差性大，可以认为内区的负荷仍然有可能波动较大。故系统设计和控制策略应考虑能适应这些情况。

2.地板送风系统，由于受热源产生的浮力的驱动，形成了自地板向吊顶流动的气流流型，这种流动能更有效地排除热量和污染物。

3.地板送风系统在房间内产生垂直温度梯度和热力分层，当散流器射程低于分层高度时，房间空气分布可划分为低（混合）区、中（分层）区和高（混合）区，当散流器射程高于分层高度时，高（混合）区已不存在，一旦房间内空气上升到分层面以上时，就不会再进入分层面以下的地区，设计时应将分层高度维持在室内人员呼吸区智商，一般为1.2~1.8m。

4. 地板送风系统通过热力分层为供冷工况提供良好的节能机会，在人员活动区，保持热舒适和良好的空气品质，而让温度和浓度高的空气处在头部以上的非人员活动区。

5.当对同一空间内不同区域温湿度要求有差异时，采用地板送风系统更能满足个性化控制。提供多样的热环境和通风环境，满足室内人员对不同热环境的选择与偏爱。