超高層建筑暖通空調的方案設計探討

文/劉佳 北京富力城房地產開發有限公司 北京 100022

超高層建筑暖通空調的方案設計探討

文/劉佳 北京富力城房地產開發有限公司 北京 100022

暖通空調作為現代化建筑不可或缺的重要設施設備，其設計質量的好壞直接影響到使用的舒適性以及功能的充分發揮。因此，做好建筑暖通空調的方案設計工作有著至關重要的現實意義。對此，筆者以某超高層建筑為例，在簡要介紹工程基本概況的基礎上，結合該工程設計分析了超高層建筑暖通空調方案設計的具體內容，并探討了超高層建筑暖通空調設計要統籌解決的關鍵問題，以供參考借鑒。

超高層建筑；暖通空調；方案設計；

引言

隨著社會經濟的快速發展以及城市化進程的不斷加快，高層建筑日益涌現，這使得人們對建筑設備的要求也越來越高。暖通空調設計方案的合理選擇直接關系到其使用的舒適性以及功能的充分發揮，直接影響到暖通空調工程項目的成敗和經濟效益的優劣，因此，做好建筑暖通空調的方案設計工作有著至關重要的現實意義。

1、工程基本概況

本建筑工程位于某市市中心，該建筑的地下4層至2層主要為車庫與配套設備用房，地下1層至地上4層為員工餐廳及商業部分，5層以上為標準層，包括了南北塔樓。其中南塔樓共30層，建筑高度121.7m，主要功能為五星級酒店客房。北塔樓共35層，建筑高度182.6m，主要功能為辦公。裙樓地上8 層，容納了銀行、商業、餐飲、會議以及康體娛樂業態等。該建筑外墻以玻璃幕墻為主，是一幢集商業、辦公和娛樂休閑為一體的綜合性建筑。

2、超高層建筑暖通空調方案設計內容

2.1空調水系統設計方案

空調水系統豎向分區是超高層建筑空調水系統設計中至關重要的環節，其設計的合理性對工程建筑的質量、安全、經濟、節能有著較大的影響。因此，在進行空調水系統設計時，要在充分考慮建筑特點以及避難層設置的基礎上，對空調冷、熱水系統進行豎向分區。以本工程為例，空調冷、熱水系統豎向分區包括高區（20-35層）和低區（19層以下）兩方面，高、低兩區冷、熱水系統均設置了變流量水系統，且為豎向異程。空調冷水系統：高區在15層進行換熱；低區主要來自冷凍機房。空調熱水系統：高區先由地下熱力站換出，再在15層進行二次換熱；低區直接由地下換熱站供出。

2.2空調循環水泵選型方案

在實際工程中，空調循環水泵往往容易出現容量過大的問題，導致投資和運用費用的嚴重浪費。因此，在進行超高層建筑暖通空調方案設計過程中，要充分重視空調循環水泵選型問題，根據相關的設計規范以及設計標準，綜合空調系統循環阻力、冷負荷、靜水壓力等各種因素，合理計算系統水力平衡，確保冷負荷等在不同時刻都能滿足不同條件變化下的運行要求，并借助有效控制定速泵臺數及合理調節變頻泵速度的方法實現節能效果。

2.3空調供暖方案設計

在進行超高層建筑暖通入口入戶裝置設計時，要嚴格遵循設計相關規范和標準要求。對于超高層建筑暖通入口數量問題，應充分考慮后續管理的方便性，室內供暖系統以及室外管線銜接的合理性；對于一些人員停留時間較長的中庭等高大空間，其暖通空調供暖系統宜以低溫水輻射采暖系統為主，這樣可以避免在冬季溫度梯度過大，室內溫度場不均勻的情況下產生能源浪費，從而達到節能降耗的目的。在本工程建筑中，在辦公區域的玻璃幕墻周邊均設置地板對流器，使熱冷輻射帶的冷熱損失得到部分補償或抵消，從而使室內環境的舒適度得到提高，達到良好的節能效果。

2.4空調制冷設備選型設計

在超高層建筑空調制冷設備選型設計中，空調裝機容量過大是其普遍存在的問題。究其原因主要是設計人員在設計過程中采用了負荷指標估算方法，或未能按照相關規范規定要求，過多地考慮空調系統各方面的安全系數，從而致使單位空調面積的制冷機裝機容量比超出相關規范中的冷負荷概算以及實際運行中單位空調面積峰值冷量。因此，在進行超高層建筑暖通空調方案設計時，設計人員要充分考慮空調裝機容量問題，合理設計，有效控制，避免空調制冷機裝機容量過大。

2.5暖通空調節能減排方案設計

在能源緊缺的今天，暖通空調節能減排設計日趨重要。在進行超高層建筑暖通空調的方案設計時，我們可采取以下節能設計措施：一、借助蓄冰+大溫差冷凍水+變風量空調系統，達到節能減排降耗的目的；二、空調器、冷凍機、水泵等設備的能效系數必須與公共建筑節能標準要求相符合；三、辦公樓首層大堂、商業、餐廳等設置全空氣變風量系統，過渡季節應采取全新風運行，人流量較小時要適當地減少新風送風量，從而有效節能降耗減排；四、對于餐飲廚房的排風及補風，要盡量安裝變頻器，并根據服務區域的相關要求對風量進行調整；而地下車庫的進、排風量，可根據停車場內的CO氣體濃度傳感器，控制調節通風系統的運行，實現節能。

3、超高層建筑暖通空調方案設計要統籌解決的關鍵問題

3.1可靠性和可行性問題

暖通空調方案設計要符合國家和當地政府相關規范要求，如供電、供氣、供水、供熱及節能環保要求。對于一些溫、濕度相關參數要求高，工藝復雜的建筑項目，應深入分析全年工況，使其在全年各種室外氣象條件下的適應性能夠得以提高。對于一些采用非標準設備的特殊情況，要制定切實可行的參數要求。

3.2可調節性與操作性問題

超高層建筑暖通空調系統應具備一定的可調節性，這樣才能夠適應全年負荷變化。另外，設計方案應具備較強的可操作性，要結合具體情況和要求，采用自動控制系統，從而減少系統管理人員的數量和勞動強度，節約成本，提高效果。

3.3安全性與經濟性問題

超高層建筑暖通空調安全性主要包括系統設備運行安全、重要設備物品環境安全、人員環境安全、易燃易爆環境安全、防火安全等方面，在設計過程中，要將這些因素充分考慮進去，并采取相應的預防措施提高其安全性，避免安全事故的發生。此外，經濟性問題是超高層建筑暖通空調方案設計中至關重要的問題，主要體現在運行能耗和運行費用上，只有通過多方技術經濟性比較，才能實現投資效益的最大化。

4、結語

總之，在進行超高層建筑暖通空調方案設計過程中，設計人員必須對方案所要涉及到的各種因素進行全面分析和綜合考慮，并在此基礎上進行合理設計，以使方案最優化，從而使建筑暖通空調的功能作用得以充分發揮，達到最佳的經濟和社會效益。

［1］史少楊.關于高層建筑暖通空調設計的研究［J］.價值工程，2013（14）

［2］徐康譯，劉媛.高層建筑暖通空調設計要點探析［J］.科技創新與應用，2013（08）

［3］王旭彤，羅景輝.高層建筑暖通空調設計探討［J］.中國科技縱橫，2015（08）