超高層建筑暖通設(shè)計探討

范 俊

(山西省建筑設(shè)計研究院，山西 太原 030013)

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超高層建筑暖通設(shè)計探討

范 俊

(山西省建筑設(shè)計研究院，山西 太原 030013)

以山西省太原市郊區(qū)某超高層建筑為例，介紹了其工程概況，從節(jié)能設(shè)計、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計、防排煙設(shè)計、空氣凈化系統(tǒng)及空調(diào)系統(tǒng)智能控制等方面，對超高層建筑暖通設(shè)計進行了闡述，從而保證高層建筑的施工質(zhì)量。

超高層建筑，空調(diào)系統(tǒng)，防排煙系統(tǒng)，通風(fēng)設(shè)備

隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，各地都雨后春筍般出現(xiàn)了很多超高層建筑，本文以山西太原市郊區(qū)某超高層為例，對超高層建筑暖通設(shè)計進行探討。

1 工程概況

本工程地下3層,地上部分為33層，地下3層均為車庫及設(shè)備用房。地上部分:1層設(shè)大堂,商業(yè),消防控制室等;2層設(shè)餐廳,廚房;3層設(shè)廚房,餐廳,會議室;4層以上全部為商務(wù)辦公，在15層及30層設(shè)避難層。

層高及建筑高度:地下1層、2層、3層層高為4.2 m,主樓地下1層層高為6.0 m;地上1層層高為8 m,2層～4層層高5.1 m;5層～28層，30層～32層層高4.1 m,29層及33層層高為4.8 m;樓梯出屋面及電梯機房層高為5.3 m，室內(nèi)外高差為0.45 m，建筑高度南樓為126.95 m。

項目總建筑面積為90 632 m2，其中地上總建筑面積為57 695.09 m2，地下總建筑面積為32 936.91 m2。

2 主要設(shè)計依據(jù)

GB 50736—2012民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范；

GB 50016—2014建筑設(shè)計防火規(guī)范；

GB 50189—2015公共建筑節(jié)能設(shè)計標準等。

3 設(shè)計范圍

中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計、防排煙系統(tǒng)設(shè)計、機械通風(fēng)系統(tǒng)等。

4 設(shè)計參數(shù)

4.1 室外設(shè)計計算參數(shù)(太原市)

夏季通風(fēng)室外計算溫度27.8 ℃，夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算干球溫度31.5 ℃，夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算濕球溫度23.8 ℃。

4.2 室內(nèi)設(shè)計計算參數(shù)

1)空調(diào)室內(nèi)設(shè)計計算參數(shù)，見表1。

表1 空調(diào)室內(nèi)設(shè)計計算參數(shù)

2)通風(fēng)室內(nèi)設(shè)計計算參數(shù)，見表2。

5 空調(diào)節(jié)能設(shè)計

1)選用的空調(diào)通風(fēng)設(shè)備均為節(jié)能型產(chǎn)品,空調(diào)主機能效比滿足《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》的要求。

表2 通風(fēng)室內(nèi)設(shè)計計算參數(shù)

2)空調(diào)水系統(tǒng)每個末端設(shè)備均設(shè)置自動調(diào)節(jié)水量的裝置,由溫控控制面板和電動二通閥(或電動調(diào)節(jié)閥)組成。

3)制冷換熱機房內(nèi)空調(diào)冷凍水,冷卻水和自來水均設(shè)置熱量表或水表,達到計量的要求。同時對室內(nèi)外溫濕度進行計量。

4)空調(diào)系統(tǒng)為減少能耗,節(jié)約冷熱量,冷水機組側(cè)采用定流量;空調(diào)系統(tǒng)末端采用變流量控制。根據(jù)總負荷自動確定冷水機組運行臺數(shù)，熱水系統(tǒng)采用變流量控制。

5)避難層和屋頂設(shè)置組合式熱回收式空氣處理機組,大堂,商場,餐廳及2層～4層連廊采用全熱交換新風(fēng)換氣機組。新風(fēng)入口處設(shè)風(fēng)速傳感器。

6)地下車庫排風(fēng)系統(tǒng)采用根據(jù)室內(nèi)CO2濃度進行啟停控制,以減少風(fēng)機能耗。

6 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

6.1 空調(diào)冷熱負荷

夏季計算空調(diào)總冷負荷為5 192.6 kW,冷負荷指標為90 W/m2，冬季計算空調(diào)總熱負荷為4 615.6 kW，熱負荷指標為80 W/m2。

6.2 冷熱源設(shè)計(制冷換熱機房二次設(shè)計)

1)制冷機房設(shè)置在地下1層，待甲方確定廠家后進行二次設(shè)計。

2)機房夏季制取7 ℃/12 ℃冷凍水供夏季空調(diào)使用;冬季制取60 ℃/50 ℃熱水供冬季空調(diào)使用,空調(diào)水系統(tǒng)進行劃分:1層～16層為低區(qū)系統(tǒng),17層～33層為高區(qū)系統(tǒng),采用地下1層制冷換熱機房制取的7 ℃/12 ℃冷凍水和60 ℃/50 ℃的熱水。

6.3 空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計

1)本工程空調(diào)水系統(tǒng)為雙管制,一次泵變流量水系統(tǒng),垂直立管采用同程式系統(tǒng),水平干管采用異程式系統(tǒng)。

2)空調(diào)冷熱水系統(tǒng)采用壓差旁通方式定壓，系統(tǒng)補水采用軟化水，全自動軟化水系統(tǒng)設(shè)在制冷換熱機房內(nèi)。

3)為了達到節(jié)能和調(diào)節(jié)的目的,本工程空調(diào)冷熱水系統(tǒng)采用變流量控制,風(fēng)機盤管,新風(fēng)機組和空調(diào)機組水管上均設(shè)置電動兩通閥。

6.4 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

1)1層～4層主樓:1層大堂和商場,2層餐廳,3層餐廳,以及4層休息廳采用吊掛式空氣處理機組加新風(fēng)(熱回收)系統(tǒng),送風(fēng)口采用方形散流器頂送,回風(fēng)口采用門鉸百葉濾網(wǎng)回風(fēng)口。

2)2層～4層連廊:2層和3層餐廳采用吊掛式空氣處理機組加新風(fēng)換氣機系統(tǒng),3層會議室和4層辦公室采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)換氣機系統(tǒng)。

3)2層和3層廚房由專業(yè)廠家設(shè)計。

4)5層～33層均為風(fēng)機盤管加新風(fēng)熱回收系統(tǒng),新風(fēng)回風(fēng)采用走道設(shè)回風(fēng)豎井每層集中回風(fēng)。

6.5 空調(diào)系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)設(shè)計

1)主機控制:按空調(diào)負荷與二次方面要求流量來決定合適的臺數(shù)(臺數(shù)控制),為使機組內(nèi)每臺機器運行時大致相當而自動調(diào)整運行優(yōu)先順序(自動順序控制),與主機聯(lián)動的水泵開關(guān)(水泵聯(lián)動控制)。

2)水泵控制:按空調(diào)負荷流量決定運行臺數(shù)(臺數(shù)控制),將首端壓差限制在一定范圍直通管的電動兩通閥的控制(直通控制)。

3)新風(fēng)機/空調(diào)機控制:以送/回風(fēng)設(shè)定值為基準決定動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥的開度(送/回風(fēng)溫度控制),以室內(nèi)濕度設(shè)定值為基準控制加濕器能力(加濕控制)。

4)所有配套使用的系統(tǒng)運行需設(shè)置相應(yīng)的聯(lián)鎖控制。

6.6 空調(diào)凈化系統(tǒng)

1)設(shè)備層組合式熱回收式空氣處理機組新風(fēng)入口處安裝初效過濾及加濕裝置。

2)每層組合式空調(diào)機組新風(fēng)風(fēng)總管段配置初效過濾器,凈化殺菌器及電子空氣凈化機。

3)吊掛式空氣處理機組和風(fēng)機盤管回風(fēng)管段配置復(fù)合式空氣凈化器。

4)設(shè)備層新風(fēng)入口初效過濾裝置與熱回收空氣處理機組聯(lián)動控制,同步開啟，延時停止。

5)每層空調(diào)機組新風(fēng)總管配置的初效過濾器,凈化殺菌器和電子空氣凈化機與每層空調(diào)機組聯(lián)動控制,同步啟停。

6)復(fù)合式空氣凈化器采用智能控制,具備聯(lián)動,定時,預(yù)設(shè)等多種功能。

7)室內(nèi)回風(fēng)百葉風(fēng)口均內(nèi)襯防蟲鋼絲網(wǎng),以防止鼠類及昆蟲進入空調(diào)系統(tǒng),空調(diào)通風(fēng)設(shè)備均設(shè)置有可供清洗的空氣過濾網(wǎng)。

7 防排煙系統(tǒng)設(shè)計

1)地下防煙樓梯間機械加壓送風(fēng)機設(shè)在地下2層,地下1層,2層,3層設(shè)自垂百葉風(fēng)口。

2)不滿足自然排煙條件的內(nèi)走廊也均設(shè)置機械排煙系統(tǒng)，排煙風(fēng)機均設(shè)置在屋頂。

3)地下層車庫的每個防火分區(qū)劃分為兩個防煙分區(qū),每個防煙分區(qū)均設(shè)一套機械通風(fēng)及機械排煙系統(tǒng),通風(fēng)與排煙合用一套系統(tǒng)，通風(fēng)量按換氣次數(shù)6次/h計算,排煙量按建筑層高確定排煙量,補風(fēng)量不小于排煙量的50%，送排風(fēng)機平時通風(fēng),著火時排煙補風(fēng)。

4)地下層配電室設(shè)置一套獨立的機械排煙,機械通風(fēng)及補風(fēng)系統(tǒng),通風(fēng)與排煙合用一套系統(tǒng)，配電室采用氣溶膠滅火,著火時,由消防控制室控制防火閥關(guān)閉，火災(zāi)撲滅后,由消防控制室操作或設(shè)在房間外部的手動控制裝置操作送排風(fēng)機運行及防火閥開啟,將房間內(nèi)的有害氣體排至室外。

5)地下1層暖通設(shè)備用房和面積大于100 m2庫房設(shè)置一套獨立的機械排煙,機械通風(fēng)及補風(fēng)系統(tǒng),通風(fēng)與排煙合用一套系統(tǒng)。

6)地上其余房間外窗可開啟面積均大于建筑面積的2%,滿足自然排煙要求,采用自然排煙。

8 空調(diào)水系統(tǒng)試壓

1)空調(diào)冷(熱)水系統(tǒng)的試壓：

a.北樓低區(qū)和南樓空調(diào)冷(熱)水系統(tǒng)工作壓力為1.0 MPa,試驗壓力為1.5 MPa，北樓高空調(diào)冷(熱)水系統(tǒng)工作壓力為1.2 MPa,試驗壓力為1.8 MPa。

b.試壓前應(yīng)用水清洗,沖洗時,將閥門全部開啟并打開回水或凝結(jié)水干管末端的排污管堵,然后再進行清洗,直到將污濁物沖凈為止。

c.在各分區(qū)管道與系統(tǒng)主,干管全部連通后,對整個系統(tǒng)的管道進行系統(tǒng)的試壓，試驗壓力以最低點的壓力為準,但最低點的壓力不得超過管道與組成件的承受壓力，壓力升至試驗壓力后,穩(wěn)壓10 min,壓力下降不得大于0.02 MPa,再將系統(tǒng)壓力降至工作壓力,外觀檢查無滲漏為合格。

2)空調(diào)冷卻水及冷凝水系統(tǒng)的試壓:

a.空調(diào)冷卻水系統(tǒng)工作壓力為1.7 MPa,試驗壓力為2.2 MPa。

b.試壓前應(yīng)用水清洗,沖洗時,將閥門全部開啟并打開回水或凝結(jié)水干管末端的排污管堵,然后再進行清洗,直到將污濁物沖凈為止。

c.在各分區(qū)管道與系統(tǒng)主,干管全部連通后,對整個系統(tǒng)的管道進行系統(tǒng)的試壓，試驗壓力以最低點的壓力為準,但最低點的壓力不得超過管道與組成件的承受壓力，壓力升至試驗壓力后,穩(wěn)壓10 min,壓力下降不得大于0.02 MPa,再將系統(tǒng)壓力降至工作壓力,外觀檢查無滲漏為合格。

3)空調(diào)冷凝水系統(tǒng)的試壓:空調(diào)冷凝水系統(tǒng)采用充水試驗,應(yīng)以不滲漏為合格。

4)系統(tǒng)試壓合格后,空調(diào)供回水管道,冷卻水管道室外部分,冷凝水管道,一次二次供熱管道等均需保溫，空調(diào)供回水管道及供熱二次管道保溫材料采用柔性泡沫橡塑保溫,管道不小于DN50,厚度&=25 mm，管徑DN=70 mm～150 mm,&=28 mm，管徑不大于DN200,&=32 mm，冷凝水管道采用柔性泡沫橡塑保冷,在空調(diào)房吊頂內(nèi)保溫厚度&=9 mm,在非空調(diào)房間內(nèi)保溫厚度&=13 mm。

[1] 朱道齡，劉 浩.超高層建筑空調(diào)設(shè)計及節(jié)能技術(shù)應(yīng)用[J].制冷與空調(diào)，2009(6):77-78.

[2] 姜海龍.高層建筑通風(fēng)空調(diào)工程施工中的常見問題研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2015(35):33-35.

Discussion on HVAC design of super high-rise building

Fan Jun

(ShanxiArchitecturalDesignandResearchInstitute,Taiyuan030013,China)

Taking a super high-rise building in Shanxi Taiyuan suburb as an example, introduced its engineering general situation, from the energy-saving design, air conditioning system design, smoke control system, air purification system and air conditioning system intelligent control and other aspects, elaborated the HVAC design of super high-rise building, so as to ensure the quality of high-rise building construction.

super high-rise building, air conditioning system, smoke control system, ventilation equipment

1009-6825(2017)18-0111-02

2017-04-11

范 俊(1980- )，男，工程師

TU831

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