2011全国优秀工程勘察设计建筑环境与设备行业奖

世博中心一等奖

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世博中心

　　世博中心是2010 年上海世博会重要的永久性核心场馆，位于上海浦东滨江绿地南侧，紧邻黄浦江。基地东西长约440 m，南北长约140 m，总用地面积6.65 hm2，总建筑面积约142 000 m2，地上7 层，约100 000 m2，地下1 层，约42 000 m2，建筑高度40 m。建筑功能以会议接待、公共活动为主，包括大会堂、政务厅、宴会厅、多功能厅和入口大堂五大核心功能，以及与之相关的中小会议区、公共餐厅、贵宾区和新闻发布区等辅助配套功能。

　　世博中心在建设和运营过程中均广受关注，其引人瞩目之处不仅在于世博会期间肩负了接待、交流、会务、展示等多项重要职能，世博会后将成为高标准的国际性会议中心，更在于项目建设过程中始终贯彻了绿色、节能、环保的理念，节能幕墙、太阳能发电、雨水收集利用、LED 照明、自然通风等节能环保技术得到大规模采用，而空调和供暖系统的技术应用也对最终实现项目的绿色目标起到了举足轻重的作用。目前该项目已成为国内首批获得中国绿色建筑三星级评价标识和世博会有史以来首个得到美国LEED 金奖认证的绿色建筑。

　　经过2010 年世博会期间连续184 天稳定运行、成功举办2011 年初上海"两会"以及后续多次国际性会议论坛的全面检验，世博中心基于包括空调系统在内的多项绿色技术的集成应用，实现了大型公共建筑的舒适性环境效果和绿色节能运营效果，证明了绿色建筑系统运行的可靠性和稳定性，得到政府有关部门及技术权威机构的认可和称赞，在国内绿色建筑技术应用方面起到了典型示范作用。

　　该项目在科研及创新方面也取得多项优异成果，其工程设计获得2010 年上海市优秀工程设计一等奖；包括《多种能源空调冷热源系统的集成运用》在内的《世博中心智能化生态建筑技术集成研究》的专项科研课题获得了达到"国际领先水平"的专家鉴定结论，目前正在申报上海市科学进步一等奖。此外，基于项目空调系统的设计在国家核心专业刊物上发表论文2 篇，在全国空调年会上发表讲演2 次，获得业内人士的好评并引起良好反响。

一、暖通空调系统设计
1、空调冷、热负荷
本建筑夏季集中空调总冷负荷为13023 kW（3704RT），空调冷指标为91.7W/m2；冬季集中空调总热负荷为8860 kW，空调热指标为62.4W/m2。
2、空调冷热源及水系统
2.1 空调冷源
空调冷源由冰蓄冷系统、江水源热泵机组和水蓄冷系统组成，空调冷水温度采用6/13℃。
2.1.1 冰蓄冷系统
系统采用分量蓄冰方式，主机与蓄冰装置串联，主机上游。设计工况为主机优先的供冷运行策略，部分负荷时可按融冰优先甚至全量蓄冰模式运行。
蓄冰装置采用8 台成品钢制蓄冰槽，内为不完全冻结式内融冰钢盘管，总蓄冰量为7104 RTh。主机采用2 台双工况螺杆式冷水机组，循环冷却水冷却，单台空调工况
（6.5/11.5℃）制冷量为690 RT，制冰工况（-2.3/-5.6℃）时为440 RT。载冷剂采用容积百分比浓度为25％的乙二醇溶液。乙二醇泵变流量运行，与制冷主机一一对应。
2.1.2 江水源热泵
采用3 台500RT 的螺杆式冷水机组，向空调系统提供6℃的空调冷水。机组冷凝器侧直接采用黄浦江水进行冷却，黄浦江水夏季工况设计温度为30/35℃。
2.1.3 水蓄冷系统
利用已有的江水源热泵机组、消防水池及供冷、供热水泵等组成水蓄冷系统。蓄冷主机可由任一台江水源热泵机组承担；蓄冷槽为900m3 的消防水池，蓄冷方式采用温度分层
法，总蓄冷量约为2150RTh。
2.2 空调热源
空调热源包括江水源热泵机组和燃气锅炉供热，空调热水温度采用50/40℃。江水源热泵机组冬季供热运行时，通过阀门切换使黄浦江水接入蒸发器侧，黄浦江水冬季工况设计温度为7/4℃，机组供热水温度为46/40℃，单台机组供热量为1780kW。
当江水源热泵不能满足空调系统供热需求时，应开启锅炉进行补充供热。锅炉一次热水为90/70℃，通过板式换热器可把46℃的空调热水提升至50℃。
2.3 空调加湿水源
空调系统加湿采用高压微雾（等焓）加湿器，加湿水源为软化自来水。
2.4 空调水系统
空调水系统采用二管制异程式，地下室部分区域单独设置冬季供冷水环路。系统采用闭式膨胀水箱定压，并设置加药、脱气排污装置。空调箱回水管上均设置电动两通动态平
衡调节阀；风机盘管和变风量末端回水管上设置动态平衡电动两通阀，支管路水力平衡采用动态压差平衡阀。
3、空调系统及设备形式
3.1 大厅、中庭、大会议厅、中会议厅、多功能厅、宴会厅、公共餐厅等大空间场所采用单风道定风量全空气空调系统。
上述区域均设置多台空调箱，以适应不同占用情况的使用要求。
3.2 会议室、办公室、贵宾室等采用单风道变风量全空气空调系统。空调箱一次风经过变风量末端送至房间，吊顶集中回风。必要时，空调一次风可常年供冷，适应空调内区
常年的冷负荷，外区热负荷由再热装置解决。变风量末端均采用压力无关型，并按空调内外区进行布置。内区采用单风道节流型末端；外区采用风机动力型末端，均带热水再热盘管。
3.3 全空气系统空调箱均采用组合式，置于各自区域的空调机房内。系统一般采用双风机，过渡季可采用全新风运行及冬季自然供冷。
3.4 地下厨房加工间、司机休息间及车库管理等采用风机盘管加新风系统，风机盘管一般为卧式暗装型。
3.5 电梯机房、地上部分弱电机房等采用风冷型直接蒸发式的分体空调器；消控中心、信息机房等设置双冷源（冷冻水及自带冷源）的机房专用空调机组。
4、室内气流组织
多功能厅、宴会厅、中会议厅、中庭等高大空间场所采用喷口侧送、下回风的分层空调方式，顶部设置排风。大会议厅结合建筑空间采用座椅下送风、上部侧回风方式，顶部
设置排风。其它空间一般采用顶送顶回或侧送顶回方式。
5、通风系统
5.1 地下汽车库按防火分区设置机械进排风系统（兼消防排烟系统），排风量满足房间6 次/h 换气，送（补）风量满足5 次/h 换气。
5.2 地下各设备用房均设置独立的进排风系统。
5.3 建筑物内所有卫生间均设置机械排风系统，排风量为35 m3/h.m2。
5.4 餐饮厨房设置油烟排放系统，烟气通过在炉灶上方设置的油烟排气罩收集，经过垂直管路排出屋面，烟气排放前经油烟净化装置处理。
6、防排烟系统
6.1 排烟系统
（1）地下汽车库设置机械排烟系统及其补风系统，与平时通风系统兼用，排烟量为房间6 次/h 换气，补风量大于排烟量的50％。
（2）建筑大于100m2 的无外窗房间（库房大于300 m2）、长度超过20m 的内走廊以及长度超过60m 的有窗走廊均设置机械排烟系统。
（3）大会议厅、中会议厅、多功能厅、宴会厅、地下餐厅、建筑中庭等均设置机械排烟系统，与平时排风系统合用，空调送风系统用于排烟时的补风系统。
6.2 防烟系统
所有防烟楼梯间、消防前室及合用前室均设置正压送风系统。楼梯间每隔2～3 层设百页风口，消防电梯前室及合用前室每层设常闭送风口。
7、自动控制
本工程拟考虑设置数字化的空调自动控制系统来统一协调通风空调系统及设备的运行，以实现可靠、节能、高效、便捷的运行效果。空调自控系统可以纳入建筑设备自动控
制与管理系统（BAS），实现在BA 系统平台上的综合运行管理。
二、暖通空调系统主要技术特点
　空调冷热源系统
1、空调冷源采用冰蓄冷方式，既可充分利用夜晚低谷电力，实现电力负荷的"移峰填谷"，又能很大程度地节省运行费用。
2、采用江水源热泵机组供冷供热，实现对可再生能源的有效利用。
3、利用现有设备和消防水池，仅添置少量设备实现水蓄冷，是对现有设备利用价值的深度挖掘，符合物尽其用的节能环保原则。
4、江水直接供冷系统在冬季和秋冬季可实现对地下室内区负荷和设备机房的免费供冷，节能效果十分明显。
5、集成应用了多种能源利用技术的空调冷热源系统实现了能源的梯级利用和优势互补，又兼顾了供热能效和供热品质。
6、依据江水水温、水质等实际情况优化冷水机组的选择，使双工况主机制冷工况COP=5.23，制冰工况COP=3.7；江水源热泵制冷工况COP=4.8，制热工况COP=4.04。
7、制冷机组均采用R134a 环保冷媒。
8、对冷水机组、水泵等大能耗设备进行优化配置，在部分负荷时仍可实现经济节能运行。
　空调水系统
1、空调冷水采用7℃的大温差运行，比常规5℃温差的水系统循环水量减少28.5％，提高了输送能效比，减少空调水的输送能耗和管材耗量。
2、空调水系统采用变流量控制，节省空调冷热水日常运行的输送能耗。
3、空调水系统采用动态平衡阀进行水力平衡，避免水力失调增高运行能耗。
　空调风系统
1、通用会议区采用变风量系统，提高系统运行节能潜力，改善环境热舒适性。
2、大会议厅、多功能厅等高大空间场所，针对性地采用座椅下送风、喷口侧送分层空调等方式，以提高环境热舒适性和室内空气品质，并减少系统运行能耗。
3、空调风机一般均采用变频控制方式，可大幅减少日常运行能耗。
4、对于面积较大区域，如大会议厅、多功能厅等采用多台空调箱配置，以满足不同人员占用情况的经济运行要求。
5、过渡季节及冬季，大空间人员密集场所的空调系统均可进行全新风运行，实现自然供冷。
6、在可行条件下，空调系统设置全热回收装置，充分利用能源。
7、空调区域设置CO2 检测装置，在满足舒适性标准前提下，可有效减少新风能耗。
　空调自控
空调系统全部采用自动控制，并纳入楼宇自动化系统（BAS），同时满足舒适、节能及监控要求。
三、空调设计主要创新点
1、空调冷热源系统对建筑能耗水平以及绿色建筑的等级有着至关重要的影响。集成运用多种能源技术的空调冷热源系统具有较高的可靠性，同时也具有应对能源状况变化的
灵活性，以及通过不同的组合和侧重获得系统运行的经济性，通过进行合理的系统流程组织和设备配置，设置完善的自动控制系统以及制定科学合理的运行策略，实现了复杂系统
稳定运行的目标。
2、该系统既包含了江水源热泵对可再生能源的开发，又有冰蓄冷、水蓄冷对能源的合理利用，冬季空调内区又可实现对能源的免费利用，同时注重设备及系统能效比而实现
高效用能，集成体现了空调节能的多个层面。
3、江水源热泵与锅炉补热的供热组合，既发挥了江水源热泵在对可再生能源的有效利用和节约运行费用方面的突出优势，又弥补了其供热品质不足的缺陷，实现了能源的梯
级利用。
4、充分发挥了各种能源利用技术的优势互补性，典型如空调蓄冷技术和热泵技术，各自在制冷和供热方面独具优势，两者结合可以取长补短，提升系统整体的运行特性，同
时在制定运行策略时亦充分利用各子系统的优点，发挥了集成应用的整体优势，实现了绿色、节能和环保的目的。

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