關于高層建筑空調水系統設計的探究

王繼偉

摘 要：高層建筑憑借其宏大雄偉的氣勢、日臻完善的配套設備、豐富多元的建筑功能而進入人們的視野。它們的出現不僅改變了城市的建筑布局，而且很可能成為當地的地標和象征。但體型巨大、功能復雜、容納人員眾多的特點也使國內的高層建筑空調無論在設計，還是在施工、管理方面均有待完善和提高。

關鍵詞：高層建筑；空調水系統；排氣問題；沖洗方法

中圖分類號：TU831.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）24-0027-02

1 高層建筑的定義和結構體系

從廣義上來說，高層建筑就是指超過一定高度和層數的多層建筑。自2005年起，我國把超過10層的住宅建筑和超過24 m高的其他民用建筑劃分為高層建筑。

根據目前國內的平均技術水平，高層建筑的建設主要采用框架結構和框架剪力墻結構。這兩種結構的優點是抗水平負荷載能力強。

2 空調水系統的概念

空調水系統是指將熱量通過管道直接帶入房間或著是通過空調處理裝置帶入室內的水管路系統。

3 高層建筑對空調水系統的影響

超高層建筑本身具備很多人為無法改變的自然特性，因此，不可避免地會對空調水系統的設計產生極大的影響，主要表現在：①負荷承載力方面。隨著建筑層數的增加和高度的升高，大氣透明度、太陽輻射強度、風速也隨之增強，這相應地就對空調水路系統設備和管道承壓負荷提出了更高的要求。空調水系統分區問題也是高層空調水系統設計中必須著重考慮的問題，必須通過梯級板換的方式將冷熱水逐級送至最高層。②性能化設計方面。由于高層建筑自身的高度，使疏散和排煙成為主要的阻力問題。且由于建筑本身熱壓所造成的風煙作用較大，因此，對空調通風、換氣、排煙效果也提出了更高的要求。

4 空調水系統的施工方案

空調水系統的施工是一項龐大的高難度工程。要想保證系統的施工質量，就要做好施工準備工作。首先要在技術方面要做好充足、完善的準備工作。在安裝空調水系統之前，必須做好大量的準備工作，確保施工過程的萬無一失。施工前，安排相關的專業工程技術人員對工人的技術進行多次專項交底、內容交代、流程指導，使所有施工人員在進入施工現場之前，對要安裝的設備的性能、特點和要求都牢記于心，做到心中有數。其次，要做好事先考察工作，了解工程特點，以配合其特性做好施工圖紙的自審、眾審，詳細做好與會記錄，充分了解最初的設計意圖。最后，通過認真審核施工圖紙，按系統、部位、內容繪制出施工的風管加工大樣圖，并進行現場后期的加工制作。根據圖紙做好施工預算，獲得批準后采購物資、加工定貨，確保各項物資在施工前能夠按時到場，保證施工有序進行。

5 豎向分區原則

目前，我國高層建筑絕大部分空調水系統的設計都采用了這樣一種傳輸方式：在建筑的每個中間層設置水-水板式換熱器，把冷、熱水從低區逐層提升至設備層，然后經板式換熱器加熱交換后再由次級泵輸送至高區。采用這種輸送方式可以有效使低區與高區承受由各自分區高度所產生的壓力，均衡各層的壓力值，從而避免低區的設備和管路承壓過大，造成破裂。目前，鋼結構技術的進步使得超高層建筑中空調水系統的管道承載力有了進一步的提升。

6 在建造過程中可能出現的問題

空調水系統在建造過程中可能出現的問題主要有冷水機組水泵無故被推倒、冷水機組無法啟動、空調冷凍水泵進出口壓力不正常和冷水機組因水流開關不能啟動等。

7 空調水系統的排氣問題和方法

高層建筑中，空調水系統的水都是從生活水池中引出的，而生活水池中的水由于長期暴露在空氣中，其實際濃度就等于空氣中的平衡濃度，但水泵在水池中抽水時經過空調機組的處理后潛在地改變了其實際濃度，因此，在空調水系統中，空氣很容易從水中析出，造成空調水系統的管道極易累積空氣，這也是輸水不暢的主要原因。

目前為止，為了解決空調水系統中的積氣問題，使用最廣泛的就是自動排氣閥。它的工作原理就是利用空氣和氣閥的關系，當水路系統內積氣時，氣體就會聚集在閥的上部，浮子就會隨液面的下降而下降。閥芯打開時，就開始進行排氣。

8 空調水系統的沖洗

為了使水系統保持潔凈、達到安全高效的沖洗效果，系統沖洗前必須遵循以下規定：①管道試壓合格后才能進行管網沖洗。②事先對管道支吊架的牢固程度進行檢查，確保其能承受清洗時水流的巨大沖擊力。③沖洗前，應對系統內的儀器施加緊密保護，并將噴嘴、孔板、節流閥、濾網等部件小心拆除，妥善保管。防止在沖洗過程中有雜物進入空調設備，將其堵塞或破壞。沖洗前，應采取旁通或與清洗管道相隔離等保護措施。沖洗工作結束后，及時將其恢復至原位。④沖洗水應使用生活用水，清洗前先充水浸泡管道，以便使清潔工作省時高效。

9 沖洗方法的選擇

如果采用以往傳統的沖洗方法，即簡單地靠機械供水沖洗，不僅不能有效滿足高標準沖洗的要求，還會浪費人力和物力。

建議采用反向沖洗的方式，即讓沖洗水流的流向與沖洗物處于相反的方向。這種方式排除了機械動力必要性，利用建筑高度與地面的巨大落差，形成了自上而下的大排式流向沖擊力，使管內雜物可以隨著水流的方向自動向下排除。

10 結束語

本文所闡述的豎向分區原則和豎向分區方案只是一些原則性的建議，在具體施工過程中，空調水系統的豎向分區方案還需要通過更多實踐來不斷完善，具體的設計和施工方式還要根據工程的具體情況具體分析、具體對待。此外，施工的方法和流程還要與相關的標準、政策法規、施工工藝、施工水平和運行管理水平相結合，以實現節能、安全、高效、經濟、合理的設計目標。

參考文獻

[1]劉天川.超高層建筑空調設計[M].北京：中國建筑工業出版社，2011.

[2]王鈺.超高層建筑空調水系統的分區技術[J].中國建設信息供熱制冷，2007（04）.

〔編輯：王霞〕