探讨寒冷干燥地区航站楼空调系统节能设计的技术路径

3.0 闻远设计 2023-08-13 14 4 20.26KB 4 页 2光币

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探讨寒冷干燥地区航站楼空调系统节能设计的

技术路径

　　摘要：以新疆地区某机场航站楼空调系统设计为例，结合航站楼空间特性及空调冷热需求

特点，探讨了寒冷干燥地区航站楼空调系统节能设计的技术路径，归纳总结了通风系统节能的

具体技术措施。

　　关键词：航站楼；寒冷干燥地区；模拟；暖通空调设计；节能；

　　 0　引言

　　据统计，截止到 2019 年底，我国民用机场已达 236 座，未来的飞机出行，已成为人们越

来越多的选择。

　　机场能耗中，航站楼的空调系统能耗占建筑总运行能耗的 40%~60%,加上机场航站楼具有

空间跨度大、高大空间的特点，玻璃围护结构面积大、为美观设计的灯光照明系统多，机场航

站楼的空调系统设计相对于一般建筑形式更为复杂[1].

　　本文研究了我国西北寒冷干燥地区的气象参数，结合某机场航站楼项目的暖通空调设计，

探讨寒冷干燥地区机场航站楼暖通空调系统设计，以期为此类地区机场航站楼建筑的暖通空调

设计提供一些思路。

　　 1　寒冷干燥地区气象特点

　　我国西北地区的陕西、青海、西藏、甘肃和新疆纬度高，常年干旱少雨，气候冬季寒冷、

夏季温热，气温年较差大，气温日较差亦大。冬季 1月最冷，夏季 7月最热。由于干旱少雨，

造成气候干燥，空气湿度低，但是在夏季雨水稍多，湿度会有所增加。降水的年际变化大。由

于西北地区海拔较高，气压低，空气稀薄，且 PM2.5 浓度较低，因此太阳辐射透过率相对我国

其他地区较大，随着海拔的增高，太阳辐射透过率增大。表 1给出了对西北寒冷干燥地区几个

代表性城市夏季室外干、湿球温度的统计结果。

　　表1　　℃西北地区夏季室外计算干湿球温度统计结果　

　　从表 1可以看出，我国西北寒冷干燥地区夏季湿球温度相比中西部平原地区普遍较低，都

在23　℃以下，这是由西北地区干燥的气候决定的。由此带来的室外干湿球温差相对较大，西

北五省的大部分城市，室外干湿球温差都在 10　℃左右，在新疆的阿克苏地区，干湿球温差可

达16.6　℃。

　　因此，针对西北寒冷干燥地区，暖通空调设计时需要充分考虑室外新风显热大、潜热小的

特点，有时候计算结果为负值，更需要注意。

　　 2　工程概况

　　该项目所在地为新疆地区，机场航站楼总建筑面积 11.5 万m2,主楼屋面最高点 34.5　m.航站

楼地面建筑 2层：1层为旅客的行李提取及分拣大厅、进站大厅、候机大厅及办公室；2层为

安检大厅、国内国外出发大厅及商业餐饮。地下 1层，主要为设备机房、交通连廊、厨房、停

车库等。航站楼建成后预计旅客吞吐量每年将达到 800 万人次，预计高峰流量 4　350 人/h.

　　 3　负荷计算结果及空调系统设计

　　结合项目所在地室外设计参数及选取的室内设计参数，经计算，航站楼夏季空调冷负荷为

16　400　kW,冬季空调热负荷为16　075　kW,生活热水热负荷为1　965　kW.

　　经过设计选型，该项目选取间接蒸发与传统制冷双温型冷水机组系统的形式，机房设置在

1层室外，夏季由间接蒸发与传统制冷双温型冷水机组提供 10　℃/15　℃的低温空调冷水和 15　

℃/21　℃的高温空调冷水。冬季由燃气热水锅炉提供 55　℃/40　℃的空调热水。

　　由于机场航站楼建筑具有如下特殊性：1 　）围护结构大都采用中空玻璃，太阳辐射得热量

大；2 　）空间高大，容易造成竖向温度冷热不均；3 　）在水平方向上，由于航站楼跨度大、进

深大，容易造成温度、气流速度梯度过大[2];4 　）不同时间段，机场人员密度差别较大，给负荷

计算带来很大的困难。因此，经过综合考虑，该航站楼的空调系统末端组织形式如下：

　　 1 　）在大空间区域，采用一次回风定风量全空气空调系统，最小新风比为 15%,过渡季采取

全新风运行。由于地处寒冷干燥地区，在地下机房内增加高压微雾加湿系统，以保证航站楼内

空气湿度。

　　 2 　）全空气空调系统及新风系统均按照单个系统服务面积不超过1　000　m2、作用半径不超

过40　m 划分。航站楼全新风空调系统末端共设置33 台全空气机组和25 台全热回收新风机组。

　　 3 　）航站楼靠近玻璃幕墙的区域采用地板辐射供暖的供热方式，供/回水温度为 50　℃/40　

℃，水系统采用双管异程式。

　　 4　通风系统设计

　　航站楼内由于有值机岛，局部有夹层，空间较为复杂，且部分区域受空间利用的限制无法

敷设风管，故采用计算机模拟仿真计算，以辅助空调气流组织设计。

　　影响航站楼内气流组织的因素有：送回风口的型式和位置、出口风速、送风量、送风温

度、房间的几何形状及大门的位置等，其中送风口的型式和位置、出口风速、送风量、送风温

度是主要影响因素。

　　该项目分别建立了A、B、C区内大空间空调区域的三维计算模型，对航站楼内气流的温

度场、速度场进行了模拟，如图 1所示。

　　图1　航站楼分区示意图

　　对于 A区来说，设计上存在下面几个问题：

　　 1 　）有值机岛，室内上部空间无受力支撑，不具备敷设空调送风管条件。

　　 2 　）有安检区，安检区域采用玻璃隔断形式，温度分布不均匀现象严重。

　　 3 　）由于值机岛与安检区隔断，照明灯具无法统一布置。

　　根据模拟计算，该项目 A区在值机岛及安检区的中间区域4　m 高度处增设 2个吊顶，在吊

顶上方设置空调送回风管，吊顶两侧设置鼓形喷口侧送风，4　m 高度处设置百叶风口上回风，

见图 2.模拟结果显示，增设吊顶后，A区内气流的温度场及速度场均能满足设计要求。此外，

增设的吊顶还解决了照明灯具较难布置的问题[3].

　　图2　A 区气流组织简图

　　对于 B区来说，候机大厅同样不具备条件敷设空调风管的区域，同时，由于高大空间竖直

方向容易产生温度梯度，室内风机盘管的送回风均存在路线短、换热效果不明显问题。

　　根据模拟计算，该项目 B区采用风塔顶部喷口送风、下部均匀回风的方式。风塔底部四周

设置高800　mm 的回风百叶，回风百叶距离地面 200　mm,　见图 3.此方案有效解决了送回风路线

太短的问题，B区内气流的温度场及速度场得到明显改善。

　　图3　B 区气流组织简图

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探讨寒冷干燥地区航站楼空调系统节能设计的技术路径　　摘要：以新疆地区某机场航站楼空调系统设计为例，结合航站楼空间特性及空调冷热需求特点，探讨了寒冷干燥地区航站楼空调系统节能设计的技术路径，归纳总结了通风系统节能的具体技术措施。　　关键词：航站楼；寒冷干燥地区；模拟；暖通空调设计；节能；　　0　引言　　据统计，截止到2019年底，我国民用机场已达236座，未来的飞机出行，已成为人们越来越多的选择。　　机场能耗中，航站楼的空调系统能耗占建筑总运行能耗的40%~60%,加上机场航站楼具有空间跨度大、高大空间的特点，玻璃围护结构面积大、为美观设计的灯光照明系统多，机场航站楼的空调系统设计相对于一般建筑...

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