高層建筑暖通空調設計要點分析

姚利廣

【摘要】只有經過嚴格的設計和篩選，才能形成既具有現實可行性，又具有經濟技術性的設計方案，才能給我們日趨發展的建筑業提供有力的實體支撐。本文主要對高層建筑暖通空調系統設計中重視的問題進行分析，并以實例介紹某超高層建筑暖通空調設計方法。

【關鍵詞】高層建筑； 暖通空調； 設計方法；

新的建筑、新的使用功能對建筑設備提出了新的、更高的要求，暖通空調已成為現代化建筑必不可少的重要設施，暖通空調產業進入了黃金時期。因地制宜的合理選擇能源資源，充分有效的用能，提高高層建筑用能系統的效率，合理設計創造舒適的室內環境而同時盡可能減少對室外環境的負面影響，是高層建筑暖通空調設計中必須解決的問題。

一、高層建筑暖通空調設計的原則

1.設計人員必須充分了解和掌握暖通空調體系在整個建筑施工圖中的具體位置、附近建筑、四周供電、供水和供熱等多方面的管線埋設方法和接口地點，并以此作為供熱入口的設計依據，這樣便能準確的計算出日照和風力，避免建筑負荷受到嚴重影響。

2.仔細觀察建筑物的層數、層高和總高度，判斷其是否為高層建筑，若為高層建筑，那么就要在設計過程中嚴格遵守有關規定的設計標準。

3.核對建筑物內所有人員的總數與工作時間，查看是否有排放廢氣等情況，為計算負荷與規劃系統提供依據。

二、高層建筑暖通空調系統設計中重視的問題

目前審圖部門對高層建筑暖通空調提出了一些問題，根據設計規范、設計規定、設計標準，需要重視下面幾個問題。

1.空調循環水泵的選型問題。循環水泵容量過大是我國空調循環水泵普遍存在的問題，造成很大的資源浪費。主要原因是，空調循環水泵設計時的冷負荷、系統循環阻力、凈水壓力等計算偏大以及不能確保系統水力平衡計算的準確性，并且空調循環水泵在正式投入使用前不進行全面的調試，致使水力失調。在對空調循環水泵具體設計時要確保冷負荷等在不同時刻都能滿足不同條件下運行的要求，主要手段是通過控制定速泵的臺數和變頻泵的速度來達到節能的目的。

2.供暖方面問題。應根據空氣調節設計規范、采暖通風規范、熱水采暖系統等設置高層建筑暖通入口入戶裝置，在熱力入口的供回水總管上應該設置除污器、壓力表、溫度計等。總之，設計人員在設計時不但要注意入戶熱力裝置的設置也要注意入口裝置的設置，這樣可以避免設計失誤。同時也需要在考慮開發商后續管理方便的基礎上設計入口數量及室內供暖系統、室外管線銜接的合理性。暖通空調設計規范規定在樓梯間或者其他具有凍結現象出現的場所，要給散熱器設置獨立的立支管供熱，并且不能裝設調節閥。如果在工程中采用公用一根立管，一端連接鄰室房間散熱器，一端連接樓梯間散熱器的做法，不能確保系統的密閉性，一旦一方發生故障，就會影響到另一方的供暖效果。所以在建筑內的公共空間，都應該設置獨立的采暖系統和熱計量裝置。

3.空調通風方面。在實際設計中，空調裝機容量偏大，致使空調通風方面不符合相關規范規定的要求。造成空調裝機容量偏大的主要原因是，一方面是在具體設計時需要考慮各方面的安全系數，導致單位空調面積的制冷機裝機容量比相關規范中冷負荷概算大，甚至遠遠大于實際運行中單位空調面積峰值冷量，另一方面是在具體設計時一些設計人員使用的是負荷指標估算方法，也會導致制冷機裝機容量偏大。

三、實例分析

1.工程概況。某高層建筑大廈總建筑面積96200m2，地上30層，地下2層，建筑總高度235m，該工程3層及以下為建筑的公共服務區域，包括共享大廳、辦事大廳、辦公、廚房、餐廳、地下車庫及設備動力用房等，4-30層為智能化科研辦公用房、會議室及其配套用房，其中10層、25層為避難層，樓面標高分別為65m和120m。

2.供暖系統。根據《公共建筑節能設計標準》中“嚴寒地區的公共建筑，不宜采用空氣調節系統進行冬季采暖，冬季宜設熱水集中采暖系統”的規定，全樓采用散熱器供暖，系統劃分為4個區：低區地下2層至3層，中一區4-15層（系統高度47m），中二區16-28層（系統高度52m），高區29-35層（系統高度52m）。供暖供回水溫度低區、中一區為80℃/55℃，中二區、高區為75℃/50℃。塔樓（4-35層）辦公區域均采用雙管下供下回系統，供暖水平管道在各層200mm高的防靜電架空活動地板內敷設。每組散熱器安裝內置溫控閥芯的H型閥，布置在柱子的側面，方便分室調節，而且不擋落地外窗，美觀大方。1-3層如共享大廳、辦事大廳、寫字樓門廳等大空間采用低溫熱水地面輻射供暖系統，有利于提高空間的美觀程度。

3.空調系統。空調水系統采用變流量一級泵系統，冷水泵設置變頻器，冷水機組出口設置電動兩通閥，也可選擇可變流量運行的冷水機組，當機組運行時，蒸發器的溫差基本恒定，蒸發側流量隨負荷側流量的變化而變化，從而使冷量達到按需供應。空調水系統設計為閉式機械循環，風機盤管采用兩管制系統，考慮到嚴寒地區的溫度狀況，空調機組、新風機組的表冷盤管、加熱盤管均分別設置。空調水系統通過空調機組、新風機組回水干管的動態平衡電動調節閥及風機盤管的電動兩通閥、供水干管的靜態水力平衡閥配合回水干管的壓差調節器、空調集水器回水干管的靜態水力平衡閥實現三級調節和平衡。

4.通風系統。塔樓公共衛生間、茶歇間、清潔間、吸煙室設置機械排風，排風經風井由設置在避難層或機房層的接力排風機排至室外。地下車庫按防火分區設置誘導風機加排風機的機械排煙兼排風系統。廚房排風由設置在廚房附近的電子空氣凈化機凈化處理后，經塔樓內襯鍍鋅鋼板風管的排風井高空排放，排風機設置在塔樓屋面，使樓內排油煙管道均處在負壓段，避免煙氣外漏。

5.防排煙系統。防煙樓梯間、防煙樓梯間前室、消防電梯間合用前室分別設置機械加壓送風的防煙設施。塔樓防煙樓梯間以避難層為分隔分段設置加壓送風系統。避難層的避難間設置獨立的加壓送風系統。

6.節能設計要點。空調水系統為變流量一級泵系統，部分負荷時通過冷水變頻水泵進行流量調整，達到節能的目的。空調冷源由三大一小共4臺電制冷水冷冷水機組提供，其中小冷水機組容量約為大冷水機組容量的1/3，在加班或小負荷狀態下使用，可節約大量能源。增大空調冷水及冷卻水的供回水溫差至6℃，比常規5℃溫差系統約減少16.5%的空調循環水流量，大量節省空調水泵的用電量。設置轉輪式熱回收機組對排風進行充分熱回收，機組總風量40500m3/h，熱回收率61%，節能效果顯著。空調、通風系統的自控系統屬于整個超高層建筑的自控子系統，對其進行集中檢測與監控，采用有效的節能控制策略，實現空調、通風系統的智化運行，運行可靠、節能。

隨著社會進步，我國的城市化進程在不斷加快，人們生活水平不斷提高，建筑行業在此形勢下迅猛發展，高層建筑中的中央空調小型化、家用空調商業化等成為了一種趨勢。暖通工程項目涉及廣泛，在對其進行設計需要考慮的問題較多，不但需要因地制宜的合理選擇資源，提高建筑用能系統的效率，也需要科學合理設計從而創造舒適的室內環境并且盡量減少對室內環境的不良影響。

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