高层办公楼VRV空调系统设计的探讨

摘要：本文以一个改造工程案例为例，对高层办公类建筑空调系统设计的探讨以及VRV空调系统在该类建筑的运用及注意事项.

关键词：高层办公楼 VRV空调系统 空调室外机的热岛效应

一、前言

近年来，办公楼的市场急剧增长，众多公司、企业纷纷搬进了办公楼办公。由于对办公环境要求的不断提高，空调系统成了办公楼不可或缺的一部分，围绕着办公楼空调系统的形式、空调系统的能耗、空调系统对建筑的影响以及空调系统的管理问题，在此做个探讨。

二、空调系统分析

由于高档办公楼内部一般按开敞式大空间设计，自用办公楼常规做法多采用大型中央空调系统，但用于出租的办公楼，在出租时，面积需要按照用户的使用要求重新进行分割。由于各用户所占用的面积不同，很难保证用户都能在一个单独控制的空调单元内，再加上各单位的进住时间、日常办公模式、办工时间、环境温度要求等均有所不同，集中空调系统管理控制起来十分困难。因此，必须更新传统的设计理念，打破高档办公建筑一定使用大型中央空调的观念，紧紧围绕高档办公楼的使用功能及特点，根据市场上现有的空调设备，量体裁衣，定制出适合高档办公写字建筑的空调系统形式。

在对开发商及物业管理公司调研过程中发现，他们希望有一种适合独栋式办公楼建筑、可灵活地进行空调面积划分、可分区域单独控制温度和计量收费的中央空调模式，这种空调模式既便于办公楼的营销或者租赁，又便于日常维护和管理，还必须满足办公人员加班情况下对空调的使用要求。空调系统作为办公楼建筑的能耗大户，业主希望能尽量降低空调的运行费用。在与建筑配合时，所设置的空调系统尽量少的影响建筑的外立面效果。

考虑到开发商的需求，风机盘管+新风的空调系统、风冷式热泵空调系统以及VRV空调系统均能满足要求。其中风机盘管+新风的空调系统比较适合自用的大空间的办公场所，如果是销售或者租赁的办公楼，考虑到办公场所的特殊性及经常会有人员加班的情况，风机盘管+新风的空调系统就不太适合了，目前市场上普遍采用的空调系统为VRV空调系统，该系统安装方便，占地面积小，日常维护和管理比较方便，但目前该空调系统有一个比较突出的问题是如果设置的不合理会对建筑的外立面效果产生很大的影响，而且还会由于空调室外机摆放集中，行成热岛效应，从而影响到空调的制冷效果，严重的会引起过热保护而经常停机。

针对上述问题，我们以某办公楼建筑的空调系统为例，对使用这种户式集中空调系统的办公建筑进行全面解析.

三、案例分析

工程概况：本建筑为广东的一个商业建筑，由3层地下室，4层裙楼，两栋25层的塔楼组成，建筑高度96m，其中两栋塔楼为办公楼，办公楼层为5～25层.开发商将其定位为高级写字楼.

空调系统设计方案：采用VRV空调系统.

空调室外机的摆放如下图：

空调运行出现的问题：在实际运行过程中发现7层以上的室外机经常会在中午天气比较热的时候出现自动停机的情况，后来经过现场测试发现，自动停机的时间段内空调室外机的进风温度比较高，超过46℃.

问题分析：经过现场分析发现，因为空调室外机摆放在一个凹形空间里面，空气的流动和散热情况不太理想，且没有单独做排风导管，因为楼层较高，空调室外机的摆放位置比较集中，就形成了一个热岛效应和烟囱效应.导致了上层空调的进风温度偏高，从而引起了空调室外机的高温保护，导致空调室外机死机.

问题解决方案：结合对上述问题的分析及现场的实际情况，我们拟对该空调系统室外机的摆放做如下调整 ：

通过温度场的模拟，得出如下温度场：

从模拟的温度场分析来看，调整后的方案基本上能满足空调的使用要求，如果空调室外机不是摆放在凹形空间里面的话，模拟出来的温度场可能效果会更好些。

四、 VRV空调系统在设计时应注意的问题：

4.1常用VRV空调系统与建筑存在的矛盾问题；由于现在市场上的办公楼多采用玻璃幕墙，而且业主也很在意建筑的外在形象，而VRV空调很多情况下需要设置外墙百叶，这样或多或少的对建筑的外立面产生印象。一般来讲，在条件允许的情况下，尽量把空调室外机集中设置，设置于设备夹层、屋顶或者裙房屋顶，但很多情况下，这些条件都没法满足要求，这就要求我们必须每层设置空调室外机。在这种情况下，要和建筑配合好，尽量不要或者减小对建筑外观的影响.

4.2 VRV空调系统自身存在的缺陷；由于存在回油问题，所以VRV空调系统辐射面积不能过大，虽然目前市场上空调厂家规定的是室内外机最大落差不超过90米（室外机在上时不超过50米），第一分歧管以后最大长度不超过90米。但现实中一般尽量减小这个长度范围，并且管道越长，衰减的越严重，且回油能力越差。

五、 VRV空调系统在施工过程中应注意的问题：

室外机的安装，既要不影响建筑物的美观，还要注意集中安置室外机对周围气流产生的影响，尽量避免因室外热气流引起的温度随楼层升高而形成的温度场对空调效率的影响。以上述案例为例，建筑专业较好的解决了室外机的安装位置，但我们发现，集中设置室外机的地方，如果楼层较多，就很容易形成热岛效应.越往高层，室外机的进风温度越高，这将会影响上部空调系统的制冷效率。因此，尽量避免室外机外设置不必要的遮挡，在凹陷式露台设置室外机组时，还应当设置必要的导流措施。

6.结论

VRV空调系统对于办公类型的建筑来说是一个不错的选择，但是该空调系统有优点也有缺点，我们在设计的过程中尽量避免缺点，发挥优点，处理好空调室外机与建筑的配合问题，VRV空调系统自身的回油问题以及室外机的冷却问题，处理好上面的三个问题，这样做出来的空调设计才算是一个合理的设计.