华东建筑设计研究总院 上海市 200011
摘要：随着科技的发展，弱电智能化系统已由传统的总线型架构形式向IP架构形式迈进，特别随着物联网的技术应用，相应放置于弱电间的网络中转设备由散热需求量少较为简单的转换模块转变成了散热需求量高的网络交换设备，本论文通过基于前述的技术转换，对弱电间的散热需求进行分析，以提供最佳的空调处理形式。
关键词：弱电间 散热 空调 排风
1、技术比选前提
1.1 设计标准
《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）
《民用建筑电气设计规范》（JGJ_16-2008）
《多联机空调系统工程技术规程》（JGJ_174-2010）
1.2弱电井设置及需求
标准层设置一个弱电间，每个弱电机房暂按两台19U标准机柜（一台为通讯所用，一台为智能化系统所用）放置，每台散热负荷按配置6台交换机计算，共计需求散热为2.5KW，合计为5KW。
按《民用建筑电气设计规范》（JGJ_16-2008）表23.3.3中要求弱电间（有网络设备）室内温度要求为18~28℃，综合考虑运行能耗及设备运行需求，弱电间设计温度按28℃提供解决方案。
2、弱电间散热方案研究
2.1方案介绍
方案一：VRF多联机
VRF系统是一台室外空气源制冷或热泵机组配置多台室内机，通过改变制冷剂流量能适应各房间负荷变化的直接膨胀式空气调节系统。它也是一个以制冷剂为输送介质，由制冷压缩机、电子膨胀阀、其他阀件（附件）以及一系列管路构成的环状管网系统。系统室外机包括了室外侧换热器、压缩机、风机和其他制冷附件；室内机包括了风机、电子膨胀阀和直接蒸发式换热器等附件。一台室外机通过管路能够向若干台室内机输送制冷剂液体，通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内各个换热器的制冷剂流量，可以适时地满足冷热负荷要求。
方案二：直接膨胀式空调机组
空调通风方案利用直接膨胀式空调机组，从弱电井吸取热量通过冷凝器传递到室外空气中的空调。
方案三：集中排风风机
排风系统方案利用设置于避难层的节能低噪音风机箱集中排风。弱电井为负压，通过空气渗透，从外办公区域吸取空调风再经由排风立管排出室外。排风量按5次换气次数考虑。
2.2系统配置及系统设计影响
根据上述三种方案的介绍，方案系统设备配置及造价分析如下：
类型 | 方案一：VRF多联机 | 方案二：直接膨胀式空调机组 | 方案三：集中排风风机 |
系统描述 | 冷源：多联机； 末端形式： VRF室内机； | 冷源：直接膨胀式空调机组； 末端形式：送回风口； | 冷源：无； 末端形式：排风口； |
系统配置 |
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初投资 | VRF机组：10万/台 总投资：60万元 | 直接膨胀式空调机组：12万/台 总投资：72万元 | 排风机：2.5万/台 总投资：15万元 |
由于不同的方案，在制冷形式及系统设计上均有不同，相关分析如下:
类型 | 方案一：VRF多联机 | 方案二：直接膨胀式空调机组 | 方案三：集中排风风机 |
弱电管井温度 | 可满足设计温度28℃的要求 可控制设定所需温度 利于弱电设备运行 | 可满足设计温度28℃的要求 温度波动较大 利于弱电设备运行 | 无法满足设计温度28℃的要求，但不超过设备承载温度50℃； 温度波动大 不利于弱电设备运行 |
系统效率 | 系统效率高 无需控制风平衡 | 系统效率低 风平衡难以控制 | 系统效率低 风平衡难以控制 |
冷凝水影响 | 安装于专用管井 无冷凝水影响 | 无冷凝水 | 无冷凝水 |
通过上述两表总结如下：
系统配置及造价方面，方案三优于方案一，方案一优于方案二
系统技术实现方面，方案三无法达到设计温度，设备需长期处于极端环境下工作，减少寿命，相对而言，方案一最优，方案二其次，方案三最为不利。
2.3机房占用面积及对建筑影响
类型 | 方案一：VRF多联机 | 方案二：直接膨胀式空调机组 | 方案三：集中排风风机 |
核心筒管井占用面积 | 冷媒管与冷凝水管井面积约0.1m2
| 送回风管井面积约0.8m2
| 排风管井面积约0.1m2
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避难层机房面积 | 以300m超高层为例 VRF室外机布置于各设备层 VRF室外机布置于各设备层占用面积约4m2（暂不考虑备用机组面积翻倍） 合计占用面积24 m2。 | 以300m超高层为例 直接膨胀式空调机组与排风机布置于各设备层 直膨式空调机组布置于各设备层占用面积约7m2（暂不考虑备用机组面积翻倍）。 合计占用面积42 m2。 | 以300m超高层为例 节能低噪音风机箱布置于各设备层 排风机布置于设备层占用面积约3㎡（暂不考虑备用机组面积翻倍）。 合计占用面积18 m2。 |
通过上表所示，以超高层办公楼，从机房的占用避难层面积及核心筒管井来看，方案三优于方案一，方案一又优于方案二。
结论与建议
根据上述多维度的分析比选，以300m超高层塔楼为例，相关利弊总结如下：
类型 | 方案一：VRF多联机 | 方案二：直接膨胀式空调机组 | 方案三：集中排风风机 |
设计影响 | 确保弱电间的设计温度 效率高 无需控制风平衡 利于弱电设备运行 | 确保弱电间的设计温度 效率低 风平衡较难控制 利于弱电设备运行 | 无法保证弱电间的设计温度 效率低 风平衡较难控制 不利于弱电设备运行 |
机房管井面积 | 一般 管井：0.1 m2 机房：24 m2 | 较大 管井：0.8 m2 机房：42 m2 | 小 管井：0.1 m2 机房：18 m2 |
初投资 | 一般 总投资：60万元 | 大 总投资：72万元 | 小 总投资：15万元 |
运行费用 | 一般 42.7万元 | 大 53.6万元 | 小 2.2万元 |
注：阴影部分区域为特别关注之事项。
由上表总结可见，
方案一：VRF多联机方案较为折中，可根据不同项目使用需求进行分析;方案二投资较大，且占用土建及净高空间较多；方案三相对来说初投资和运行费用最少，但从弱电间散热的需求来说，弱电设备长期处于极端的工作温度下，易折损弱电设备的寿命，不利于弱电设备的稳定运行。
参考文献：
[1].瞿二澜 .楼层电信间的合理布局规划方法[J].计算机网络世界. 2009，36.
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