建筑空调系统专题介绍

空调系统专题

一、空调系统概念

空调系统形式的选用除了影响到办公大楼的空气品质、整体能耗外，对建筑空间与造型设计也产生一定影响。

空调系统一般由冷热源机组、冷量输送系统、空气处理设备、空气输送设备、空气分配设备、被调对象组成。

冷热源机组空气处理设备空气输送设备空气分配设备被调对象

空调系统有多种分类方式，其中与建筑比较相关的是按空气处理设备的设置情况分类，分为集中空调系统、半集中空调系统、分散空调

系统，其中集中及半集中空调系统亦可称为中央空调。

集中空调系统：空气集中于机房内进行处理，而空调房间内只有空气分配装置的空调系统。常见的有单风道定风量系统、双风道定风量

系统、变风量系统。

半集中空调系统：除了集中空调机房外，还设有分散在空调房间内的二次设备（又称末端装置）的空调系统。常见的有风机盘管+新风系

统。

分散空调系统：（局部机组）是把冷、热源和空气处理、输送设备（风机）集中设置在一个箱体内，形成的空调系统。常见的有单联式

分体空调及多联式分体空调。

二、空调系统与建筑的关系

针对高层建筑的经验以及对市场分析，空调系统末端（即标准层内）一般采用四种形式：风机盘管+新风系统、多联式分体空调（VRV）、VAV空调系统、单联式分体空调。

空调系统对建筑的影响主要表现在三方面：占用建筑面积、影响立面、影响层高。

空调系统对建筑立面的影响主要表现在百叶的设置上。空调机运作，带走了室内的热量，热量的排放需要直接排放到室外，或通过管井直接对外的百叶窗。

1、传统空调系统

风机盘管+新风系统——市场写字楼最普遍采用

•定风量空调系统，市场上最成熟，最普遍空调系统。各房间布置风机盘管，新风经过空气处理机处理后送

入室内。一般应用于宾馆、酒店。

优点：布置灵活，可根据不同房间不同使用功能布置，各自房间相互独立，管理方便。可以真正实现按需要

开启。新风机房占用建筑空间小。合理布置运行费用低，实现真正意义上的省钱。

缺点：房间内有冷凝水管，施工时冷冻水管、冷凝水管保温需要做好，以防漏水。

对建筑的影响：除了在地下室设置制冷机房外，还需要每层设置新风机房或空调管井，面积约每个20~30

㎡，占用建筑面积。

如华南国际港航服务中心4层至16层办公区均采用风机盘管加新风系统方式，每层需设置新风机房4.2mX2.9m，及新风井1.6mX2.9m，可实现各层独立控制空调设备的开关，方便管理，另每个避难层设置空调机房90㎡至160㎡不等；禅城绿地中心T3、T4塔楼标准层需设置空调管井，面积约9㎡，每个避难层设置新风机房、空调换热间等，面积约130不等，一个新风机房控制多层空调设备，只能多层同时开关，管理较为不便。

风机盘管+新风机房属于中央空调，顶层设有冷却塔，热量可以被带上冷却塔处理，故对于这种系统来说，只需在外立面设置约等于每层新风井面积2~2.5倍的百叶面积即可，对立面影响比较小。

根据经验，风机盘管+新风系统室内走管高度约250mm，走道约350mm。当加上电气等其他设备走管时，办公室内需要预留约600mm高度空间。华南国际港航服务中心禅城绿地中心—T3、T4

多联式分体空调（VRV）

•VRV（Variable Refrigerant Volume）系统——变冷媒（制冷剂）流量多联系统，即控制冷媒流通量并通

过冷媒的直接蒸发或直接凝缩来实现制冷或制热的空调系统。VRV空调实质上是另一种形式的分体式空调，

它可以一台室外机组拖室内机组20~30台，机组可以不同规格、不同容量，而且室外机组为模块型。冷媒的

配管长度最长为100m，室内外机组高差最大可达50m，室内机组之间的最大高差为30m，但当配管过长会出

现能量衰减、能耗过大情况。

优点：使用能独立开关，方便分区控制调节室温，分户计费；

缺点：影响建筑立面；初期投资大。

对建筑的影响：不需要设置空调机房，或机房设置在屋顶，不占用计容面积。

上图白云绿地中心平面及实景图片，下图禅城绿地中心T2塔楼平面及立面多联式分体空调(VRV)不存在制冷机房跟冷却塔，故所有热量只能通过室外机组排放。室外

机组可放置于室外（如屋顶）或设备换热层内，而根据冷媒管的长度，对于高层超高层建

筑来说，一般只能把室外机组设置在避难层，为满足散热要求，避难层必须设置大面积百

叶，这将会对建筑立面造成比较大的影响。

白云绿地中心在避难层必须设置了大面积的开敞式设备区。

同样采用VRV空调系统的禅城绿地中心T2塔楼无避难层，三层至二十层每层靠外立面均设

置两处设备间放置VRV空调设备，可实现各层独立控制空调开关，但是为满足设备散热要

求，设备间对应外立面处均设置百叶，另由于每层设备经常同时运作，进出气流互相影

响，故一般此立面设置的设备间及空调百叶高度应小于75米。

VRV空调系统室内走管高度约250mm，走道约350mm。当加上电气等其他设备走管时，办公

室内需要预留约600mm高度空间。

VAV空调系统——甲级写字楼普遍采用，香港市场使用尤多

•变风量（Variable Air Volume）空调系统（属全空气系统）是一种通过改变送风量来调节室内温湿度的空调系统。变风量空调系统由空气处

理机组、新风/排风/送风/回风管道、变风量空调箱、房间温控器等组成，其中变风量空调箱是该系统的最重要部分。

优点：节能，无冷凝水烦恼，噪声低，灵活，提高建筑智能化程度，结构简单，维修工作量小，使用寿命长。

缺点：统一主机，不利于分户控制；新风作冷源，会因离风口的远近出现冷热不均现象；末端装置价格高，整个系统投资很大；实际工程中能

按实际使用状况调出静压点的工程不多，真正意义上成功案例不多。

对建筑的影响：同风机盘管+新风系统，VAV空调系统也是需要除了在地下室设置制冷机房外，还需要每层设置新风机房，占用建筑面积。以半

新风系统为例，需要25㎡的新风机房，内含1.8㎡的新风井道。如广州富力中心各层需设置两个6.8mX4.6m的新风机房及

0.9mX4.7m的管井，避难层设置新风机房等，面积约250㎡。

VAV空调系统风机与盘管+新风机房同属于中央空调，它们在顶层都设有冷却塔，故同样只需设置2至2.5倍新风井面积的百叶面

积即可，对立面影响比较小。

广州富力中心根据经验，VAV系统室内空调走管高度约400mm，走道约500mm，当加上电气等其他设备走管时，办公室内需要预留约600mm高度空

间。

单联式分体空调

•即为一个室外机对应一个室内机。多应用于住宅、公寓或小规模办公楼。

优点：机组体积小、安装容易，控制灵活方便。

缺点：设备初投资高；运行能耗大；由于室内机组湿工况运行，在使用时间长不及时清洗，就会造成空气的二次污染；送风温差大，舒适性

差；影响建筑外观。

对建筑的影响：不占用建筑面积，不影响层高，但影响建筑立面。单联式分体空调的室外机组较多联式分体空调要多很多，当使用这种形式时

候，建筑外立面则需要每层在外墙设置空调板跟百叶。右图为白云绿地中心采用单联式分体空调的公寓部分墙身大样。

2、地板送风系统

空气系统气流组织形式也是需要慎重考虑的一方面。目前国内外市场上甲级写字楼层高设置一般为4.0m~4.5m，考虑设备走管等原因做天花吊顶后净高2.7-3.0m，如何组织气流、布置空调管道影响着建筑室内净高。

传统的商业建筑中央空调系统基本上采用天花送风方式，空调末端装置和风管都安装在天花吊顶内部，占用空间大。如上文所说，传统空调系统走管加上电气等其他设备走管时，办公室内需要预留约600mm高度空间。现今商业办公楼出现了一种新的空调形式——地板送风空调系统，它是由英国AET公司经过长期系统的研发，并成功地把技术推向全球。以往这种方式一般应用于洁净要求的电脑机房内。这种送风空调形式采用下送下回送风方式，在回风部位补给新风，排放废气口设在上方。通常这种地板送风空调系统与架空活动地板、可自由拆卸的组合间墙、方块地毯及综合布线系统等现代建造业成熟的技术有机的整合，为现代商业办公楼可持续发展提供了坚实的技术平台。

每台空调机、送风机和回风口栅格全部安装在活动地板上。与吊顶式系统相比，地板送风系统取消了大部分的风管，减少了安装工序，可以迅速、便利地安装及调整更换；从下而上的送风，新鲜空气直接送至工作岗位，上升的气流带走污染物，改善了热舒适性和室内空气品质；因为地板静压箱通常比吊顶静压箱要薄，采用地板送风系统，地板架空高度一般为400mm高，若房间内没有排烟设施，此种方式要比传统的天花板送风要节省最少200mm 左右的高度。

传统通风空调的效果模拟图地板送风空调系统示意图

CAM空调

机工作示意图,

地板空调配合架

空地板安装，其

送风及回风组织

如左图所示地板送风机地板送风机的控制器，可同时

安装在同一单元内

新风处理装置