1 地板送風系統介紹

提高室內空氣品質、降低建筑能耗，以及進行大空間局部熱濕環境的控制，逐步成為當今辦公樓建筑空調發展的重要方向，同時也對辦公樓傳統空調系統的設計提出新的挑戰。傳統的辦公樓中央空調系統為：風機盤管加新風機組空調系統，集中式定風量空調系統，以及變風量空調系統。這些系統通常采用頂棚送風（上送風）的空調方式，它強調送風氣流與室內空氣的充分混合，由吊頂送出的空氣吸收室內產生的全部余熱、余濕并稀釋污染物，這樣使室內所有空間的溫濕度基本一致。此種控制方式不能很好地滿足同一使用空間中不同使用者對溫度和通風的不同要求。而且，一旦系統安裝后，就不便于以后根據需要更改風口的位置。

地板送風的送風口一般與地面平齊設置，地面需架空，下部空間用作布置送風管或直接用作送風靜壓箱，送風通過地板送風口進入室內，與室內空氣發生熱質交換后從房間上部（頂棚或者工作區之上）的出風口排出。20世紀70年代以來，歐洲開始應用到辦公樓建筑。特別是80年代中期，英國倫敦的Lloyd，s大樓和香港匯豐銀行采用下送風空調系統的成功，引起各國空調技術界的關注。目前，地板送風系統在我國的研究和應用處于起步階段。

2 地板送風系統與傳統送風系統的主要區別

就冷熱源設備和空氣處理設備而言，地板送風系統與傳統的上送風空調系統是相似的。地板送風系統主要的不同在于：它是從地板下部空間送風；供冷時的送風溫度較高(一般為17～18℃)；在同一大空間內可以形成不同的局部氣候環境；室內氣流分布為從地板至頂棚的下送上回氣流模式。

3 地板送風系統的優點

3.1 便于建筑物重新裝修和現有建筑的翻新改造

當辦公室用途改變，需要重新布置、裝修時，設置在活動地板上的送風口易于變動，且地板下部空間可方便電力線路、通訊線路、水管等的重新安裝，這可大大地降低重新裝修的費用。據日本經驗，僅勞動力就可節約32％。地板送風系統可以用于建筑物翻新改造，雖然加高地板會遇到樓層高度、樓梯和電梯停靠位置的調整、衛生間地面的抬高等問題，但是這些問題可以得到解決。另外，靜壓箱的安裝過程是一個相對干燥的過程，對其他建筑結構的破壞可以減小到最小。

3.2 局部氣候環境的個人控制

采用靜壓箱送風后，送風口一般與地面平齊設置散流器直接送風至工作崗位。使用者既能控制風量也能控制出風的方向，很明顯地提高了個人的舒適度。使用靜壓箱送風使混凝土樓板變成了一個蓄熱層，因此減少了溫度的波動和峰值冷負荷。

3.3 提高工作區空氣品質

由于回風口設于吊頂上，下送上回的氣流組織形式，有利于從使用空間中排除余熱、余濕和污染物，從而保證工作區較高的換氣效率和空氣質量。

3.4 節能

地板送風系統的能耗是傳統空調系統能耗的34％，其節能效果可以體現在如下幾個方面：

（1）靜壓箱送風系統使用較高的送風溫度，有關研究表明，在達到相同的工作區溫濕度環境時，地板送風系統比傳統空調系統的送風溫度高約4℃，這就允許在空氣較為干燥的季節，采用較高的盤管冷卻溫度和蒸發器蒸發溫度，提高了冷水機組的COP。

（2）由于地板送風系統的熱力分層特性，所以空氣的混合區只要在人員停留的區域即可。對于該系統，大部分從安裝在天花板的燈具所產生的熱量還未到達地面就被排出，提高了排風溫度，減少了總冷負荷，減小了制冷機組的容量。文獻表明，地板送風系統僅需處理整個空調房間顯熱得熱的64％。

（3）由于地板下送風橫截面較大，所以壓力損失較小，從而減小了空氣輸送動力，減少了風機能耗；

（4）在過渡季節，使用較高的送風溫度延長了使用室外新風的時間，減少了冷凍機的開啟時間。

（5）建筑物使用地板送風系統，雖然需要送風靜壓箱，但不需要較大的頂棚空間來容納送風管路及末端裝置，與傳統上送風全空氣空調系統相比，地板送風系統可降低5％～10％的樓層高度。

盡管地板送風系統較傳統送風系統具有上述諸多優點，但是也有一些缺點，例如不舒適的吹風感，得不到滿意的熱力分層等。文獻提到，距地板散流器0.8m的區域會產生不適的吹風感。

4 地板送風系統及送風風口的分類

4.1 按照送風房間的類型分

（1）大面積區域送風。在大面積送風中，采用地板下空間作為靜壓箱。由于地板下空間的壓力分布均勻，地板風口上無需再加靜壓箱。如該區域內氣流分布均勻，則風口可不用附加調節閥。

（2）分室送風。對單個房間的控制需用到靜壓箱，以此做到分別控制各房間的送風量。而風管系統應有許多支管，風口上帶調節閥使氣流分布均勻。

（3）混合式送風。對于既有大面積區域送風又有分室送風要求的場合，房間內的地板風口由風管將氣流送入其靜壓箱。而區域送風則通過地板下空間作為靜壓箱將空氣送人。

4.2 按照地板下的設置分

（1）地板下設風管的送風方式：早期曾采用(如香港匯豐銀行工程)，送風量控制可靠。啟動時間短．但風口位置固定、靈活性差。

（2）地面壓出式直接送風(靜壓箱內為正壓)：地板下向上送風，通過對送風量和送風溫度的控制，調節工作區溫度，啟動時間長（因結構熱情性）。

（3）地板下設混風箱和風機（靜壓箱內不需要正壓），即部分空氣通過地面回地板下與一次空氣混臺(相當于二次回風方式)，將風機動力型末端設在地下，如不設混風箱，則一次空氣和回風的混合不易控制，使送風溫度不穩定，這種方式雖AHU風量可減小．但地板下裝置復雜。

（4）地面與吊頂送風相結合方式：照明等穩定的負荷由頂棚送風承擔，辦公機器的負荷由下送風負擔。回風均從吊頂回風口吸入。采用這種方式時，如將下送部分空氣的送風進一步局部化(如利用中空的分隔板出風)，以及由上進風提供要求較低的背景空調．而下送風充分滿足人體需要，這種方式即所謂的“工作與環境”相結合的空調方式(Task ambient air conditioning TAC)。

4.3 地板送風的風口形式

按氣流方向分

（1）旋流型風口：依靠較大的誘導此，隨氣流送出時，溫差射流迅速衰堿；

（2）指向性風口：出口格柵構成一定的射出角度，具有指向性強的軸線方向型送風口，適用于TAC送風，方向和流量均可依照個人需要調整。

按裝置高低分

（1）與地面相平的送風口；

（2）伸出在地面上的送風口，如用于TAC的風口，通常安裝在辦公桌附近。

按送風口的分布分

（1）分散布點型：是指按風口的特性(作用范圍、風量等)及辦公設備布置，按一定間隔布置送風口。并且按照服務區域的不同選擇風口的類型，是目前應用最廣的型式；

（2）全面出風口型：是指從下而上空氣經透氣的阻尼層或穿孔板送鳳．整個出風面具有均勻的氣流。

5 地板散流器的形式

按照靜壓箱的結構形式和散流器的工作狀態，將地板散流器分為主動式和被動式散流器，主動式散流器通過風機將送風氣流從靜壓箱送入室內空調區域，被動式散流器通過靜壓箱內的正壓將送風氣流從靜壓箱送入室內空調區域。在被動式散流器的下方簡單安裝一個風機動力箱，就可以將被動式散流器變為主動式散流器。下面是三種常用的地板散流器。

5.1 旋流地板散流器

對于這種散流器，氣流送出時速度和溫度衰減快，具有較好的擴散性，在地板送風系統中應用最廣泛。從這種旋流型散流器中送出的氣流迅速與工作區的空氣混合，使整個空調區域很快達到其設計溫度。用戶可以通過在散流器上安裝風閥來控制局部送風量，也可以直接使用自控系統調節送風量。

5.2 VAV地板散流器

這種散流器是為VAV系統設計的，它采用自動末端風閥的開啟，以保證當送風量增加或減小時，送風速度保持不變。方形地板格柵以射流形式向室內送風，用戶可以通過改變格柵的方向，來調整送風的射流方向。送風量可以通過溫控器調整，或者用戶自己調整。

5.3 條型地板格柵

條型地板格柵以射流形式向室內送風，它通常安裝在靠近外窗的周邊區域，起到很好的裝飾效果。盡管流線型格柵通常帶有風閥，但是在實際設計及使用中很少調節風量，所以通常不用于建筑物人流密度大的內區。

另外，對于任務－環境空調（TAC）系統, 按照不同的“任務”設計出安裝于不同位置的散流器。

6 地板送風系統的設計要求

6.1 送風溫度的控制

地板送風系統用于制冷時，其送風溫度保持在17～18℃。

另外，還要考慮建筑結構熱惰性及其蓄熱性能對送風溫度的影響。采用建筑結構作為送風道時，因建筑材料的熱惰性，供冷時靜壓箱不斷儲蓄冷量，這種蓄冷量的一部分在空調停止后室內釋放。另一方面，由于結構的蓄熱作用，空氣經過靜壓箱時，必然吸收四壁的熱量而使溫度升高，故要考慮空氣沿程的溫升。Fukao等人在全年需供冷的辦公樓(建筑內區)測得，空氣在送風靜壓箱的沿程溫升冬季為0.15℃/m，夏季為0．28℃/m。

6.2 最佳熱力分層高度的確定

最佳熱力分層高度不應低于工作區高度，它與送風射流特性及熱射流特性等多種因素有關。在上述條件固定時，分層高度是房間冷負荷和送風量的函數。較小房間冷負荷和較大的送風量對應于較高的分層高度。然而，當送風量較大時，地板送風口以較大速度送出的空氣射流將引起下部工作區空氣的混合，從而削弱了工作區單向流的置換作用；甚至，送風量大到一定程度時，送風射流可以達到房間頂棚，室內氣流接近混合式通風的流型。為了實現如置換通風一樣工作區較低的空氣溫度和較高的空氣品質，一般限定地板送風的送風速度不大于2m/s，分層高度通常為1.2～1.8m。

6.3 垂直溫差的控制

地板送風的室內氣流是不均勻的，存在垂直溫差。地板送風時室內水平(風口附近除外)溫度分布一般比較均勻，而垂直溫度分布比較復雜，其影響因素主要是送風射流(送風參數和送風口形式)和室內熱源(大小和位置)。隨著送風量減小，垂直溫度梯度增大，而平均室溫的增加較小。旋流型散流器能使房間空氣分布更均勻些，對減小工作區垂直溫差有利。當熱源在房間上部(如燈具)時，房間上面的垂直溫度梯度大而下面的垂直溫度梯度小；當熱源在房間下部(如人員)時，房間上面的垂直溫度梯度小而下面的垂直溫度梯度大。地面附近空氣溫度與送風溫度之差為送排風溫差的一半。

按國際標準ISO 7730，標高0.1m和1.1m之間的垂直溫差不得超過3℃(這實際上考慮坐姿情況)。美國ASHRAE 55—1992標準建議0.1 m和1.8 m之間的垂直溫差不得超過3℃(這實際上考慮站立情況)。因此，設計室內氣流時應使工作區溫度梯度小，上部區域溫度梯度大，以保證熱舒適的溫度要求。

6.4 靜壓箱高度的確定

靜壓箱占用建筑空間，如太高，則不經濟；如太低，則難以保證地板上的各個送風口均勻送風。其高度主要由下面三方面因素來確定：

（1）地板下面通風空調設備（如末端送風裝置、風機盤管、風管以及風閥等）的最大尺寸規格；

（2）敷設在地板下面通訊電纜的要求；

（3）保證地板下面空氣暢通流動的附加凈高，通常最小為76mm。

靜壓箱一般采用的是架空地板，縫隙滲漏是難以避免的，這就影響了室內氣流組織及系統能耗。所以采用合理的安裝節點也是地板送風技術不容忽視的環節。地板的漏風率應在設計風量的5％以內。

6.5 靜壓箱內風管的設計

固定在地板基礎上的風管或者其他固定裝置的最大直徑不大于560mm；對于風機箱等可移動的末端裝置，其最大直徑限制在480mm以內。

為了降低噪音，靜壓箱內的風速限定在7.6m/s之內。

6.6 地板散流器的位置確定

為了避免室內空氣通過散熱器回流，要求地板散流器至靜壓箱口的距離最小為2m。地板散流器的位置距人員不能過近，對旋流風口來說，距離應不小于400mm。

6.7 工作區風速的要求

GBJ2003采暖通風與空氣調節設計規范規定：舒適性空調冬季室內風速不應大于0.2 m/s，夏季不應大于0.3 m/s。由于旋流風口的擴散性能好，在風口附近區域(直徑0.6m)之外，一般不會有吹風感。