淺談超高層建筑的暖通空調設計管理

任文娟 張建兵

摘要：隨著社會經濟和城鎮(zhèn)化進程的持續(xù)推進，我國的建筑業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。超高層商用建筑在國內越來越多的出現，成為人們辦公、消費、娛樂的重要場所。超高層商用建筑體的出現，對從事建筑設計的人員提出了切實的要求。任何一座超高層建筑的設計都是開發(fā)商、建筑設計師、結構工程師、機電工程師、裝飾設計師、景觀設計師和相關專業(yè)共同協(xié)商的結果。暖通空調設計師，作為設計團隊的重要組成部分，在保障產品品質的前提下，必須首先考慮工程的造價、設備的運行費用、建筑的運營費用、建筑物使用者現有和將來的所有需求以及節(jié)能與環(huán)境問題。因此，在保障設計質量、設計進度的基礎上，業(yè)主對于項目設計管理整體的把控，運用可持續(xù)的設計理念貫穿于設計的整個生命周期內有其現實的意義。

關鍵詞： 暖通空調，可持續(xù)設計，管理

1 設計流程的管理

1. 1 方案設計階段

暖通空調方案設計是整個設計過程的基礎，是暖通空調系統(tǒng)全生命周期關鍵的一環(huán)，為深度設計提供方向。在方案設計階段的開始，業(yè)主或開發(fā)商需要認可項目設計的目的和規(guī)模。在業(yè)主自用建筑或明確租售的建筑項目中，建立一個完整的設計方案需要詳細列明項目各個方面的需求。很多超高層商用建筑都是企業(yè)總部或者國際公司的辦公場所，業(yè)主需要根據發(fā)展規(guī)劃對設計團隊提出具體的要求。例如，該建筑內是否包含企業(yè)自建的計算機數據運營中心，如果有，需設置多大面積，是否有除公共衛(wèi)生間外的行政衛(wèi)生間，含有什么樣的餐飲設施，有沒有從普通職工餐廳分離出來的行政餐廳或特色餐廳區(qū)域，除數據中心外，還有哪些區(qū)域需要延時工作或不間斷工作。業(yè)主需要進行整體控制，對于上述或者類似規(guī)劃問題的回答將對暖通空調的方案設計有直接的影響。主要技術方案需要經過方案比選，以空調冷熱源方案為例，需結合當地的氣候環(huán)境及市政條件提出合理的方案，經過設備購置費、設備運行費等經濟性的比較確定可實施的冷熱源方案。暖通方案設計說明書需要包含充足的信息，以作為最初的工程預算基礎。

1. 2 深度設計階段

深度設計作為方案設計的實施及擴展階段，暖通空調設計師即按照空調系統(tǒng)的詳細方案進行深入、細節(jié)的設計。業(yè)主單位設計師需明確設計院、前期、顧問單位等各單位間的責任分工，協(xié)調好各方面的利益關系，在控制設計進度、保障設計質量、保證項目具體特殊要求的情況下開展好設計管理工作。如在設計施工圖階段，進行過程管控，分階段審查設計院圖紙的完成度，保證設計圖紙在滿足國家規(guī)范、地方規(guī)范及業(yè)主建造要求的情況下有條不紊的進行。業(yè)主單位設計管理人員需要及時就設計當中出現的問題與設計總承包方設計人員進行有效的溝通，給予設計院設計人員具體指示以方便進一步的工作推進。

1. 3 施工階段

施工階段開始于施工圖技術交底，項目施工階段的設計管理工作主要是審核施工單位二次深化設計圖紙，根據現場施工狀況協(xié)調設計院提供設計變更圖紙，在施工進行過程中隨時在現場與設計院、施工單位共同解決設計中未能考慮到的問題，如各專業(yè)管線交叉位置的管綜排布導致的吊頂高度不足、高大空間氣流組織考慮欠佳導致的熱風無法下送的問題等。在預留預埋階段，審核施工方提供的預留預埋圖紙，特別注意的是地下室部分外墻的給排水套管、雨污水套管、電信進出套管等。在管線施工前，確認管線綜合布置圖、剖面圖按圖施工的有效性； 明確施工單位按照設計階段預留的外墻新風口、排氣口安裝，發(fā)現現場百葉未能按照設計預留需現場協(xié)調。

2 設計內容的管理

2. 1 冷熱源設備

對于超高層商用建筑而言，為滿足項目空調要求，系統(tǒng)是采用中央設備間負擔多層空調，還是采用局部機房來擔負一層的空調送風，需要考慮建筑體本身的商品品質定位及建筑布局。在選擇系統(tǒng)的冷熱源設備時，需要進行詳細的經濟性分析以確定項目所要選擇的制冷供暖系統(tǒng)形式。在高層建筑中一般采用商用冷水機組，由超高層建筑自身的特點所決定。供熱設備包括燃油、燃氣或電鍋爐，其中采用油或氣的鍋爐都要受到燃料類型和燃料價格的影響。冷水機組和鍋爐設備的位置確定需要綜合考慮。

可能的位置會影響到結構造價、建筑布局、施工時間、人員空間需求的冷量和熱量等。

2. 2 空調水系統(tǒng)

超高層商用建筑水輸配系統(tǒng)的管道設計不同于低層建筑，主要是由于建筑高度產生的靜水壓力對于管道系統(tǒng)產生的影響。靜水壓力不僅影響管道、閥門和相關配件，而且影響建筑物內安裝的設備。超高層建筑的水系統(tǒng)一般需要進行系統(tǒng)分區(qū)，系統(tǒng)的分區(qū)需要充分考慮設備的承壓能力，在使用成本效益分析的狀況下綜合考慮不同承壓能力設備間的搭配，如使用板式換熱器減小作用在管道、閥門、附件和設備上的靜壓。設備水溫差的選擇在大型商用建筑中需要特別考慮，采用較大的水溫差通過減少水流量進而減小管道尺寸以減少項目初投資。

2. 3 空調風系統(tǒng)

在超高層商用建筑中，一般采用的風機盤管加新房系統(tǒng)和全空氣系統(tǒng)。全空氣變風量系統(tǒng)是目前高品質商用建筑辦公采用最多的形式。VAV 系統(tǒng)末端裝置主要有單通道、串聯(lián)風機動力型、并聯(lián)風機動力型等末端裝置。變風量系統(tǒng)存在噪聲、振動、末端裝置選擇不當、空間局部過冷等問題。設計、施工、調試、運行各個環(huán)節(jié)緊密配合是變風量系統(tǒng)成功的唯一途徑。

辦公大堂作為高大空間，其空調系統(tǒng)往往會出現采暖負荷設計計算沒有問題，但室內溫度達不到設計要求的現象；究其原因，一方面與空調系統(tǒng)的氣流組織欠佳有關，另一方面與建筑冷熱風侵入的阻擋設施設置不足有關。在氣流組織方面，可考慮采用中位送風、頂部回風的方式，同時輔以大堂靠外圍處設置地暖熱保護；在冷熱風侵入的阻擋設施設置方面，可考慮采用設置雙門斗或風幕的方式解決。

這些方面都是業(yè)主設計管理人員需要重點關注及提醒設計承包方設計人員著重設計論證的。

3 可持續(xù)的設計理念

可持續(xù)的設計理念注重的是建筑的使用者現有和將來的需求，對于超高層商用建筑這點顯得尤為重要。暖通空調設計作為建筑設計的一部分，在實現可持續(xù)的設計理念方面需要與建筑、結構、景觀、裝飾等各專業(yè)協(xié)同合作。節(jié)能、消聲、客戶需求的預判等都是可持續(xù)設計理念實現的具體內容。在節(jié)能方面，如運用高性能的冷熱源設備，采用熱回收空調機組，應用免費通風制冷技術等，這些方面不僅降低了建筑體的運營成本，還能夠滿足人對空調的舒適性的要求。消聲方面，如避難層水泵、屋面冷卻塔消聲減震的處理，標準層辦公區(qū)VAV 末端設備噪聲振動的控制，層間機房的消聲處理等，這些方面不但最大程度的利用了建筑的商業(yè)價值，而且能夠使租戶有理由持續(xù)的承租。在客戶需求方面，開發(fā)商需要充分考慮到客戶現有和將來的需求，在設計階段就需要整個設計團隊將這一理念貫徹，作為暖通設計管理人員，需要提請設計承包方設計人員在需求的基礎上將這一理念實施，在施工過程中去實現。

暖通空調設計最終的產品是為人提供舒適性的服務，在日新月異的科技變遷中，暖通空調設計本身得益于此，但也對設計提出了新的要求。暖通設計管理人員自身要精于設計，更須要精于設計管理。本文以設計管理為切入點，從設計流程、設計內容及可持續(xù)設計理念方面闡述了超高層商用建筑暖通空調系統(tǒng)設計的管理要點。

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