某超高層建筑的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)

【摘 要】 介紹了某超高層建筑的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要包括冷熱源、通風(fēng)系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、室內(nèi)游泳池及商業(yè)辦公區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】 超高層 空調(diào)系統(tǒng) 防排煙系統(tǒng)

一、工程概況

青島財(cái)富中心位于青島金融街，總建筑面積89000平方米，建筑高度228米，是超高層建筑。它綜合了銀行辦公、商用辦公、公寓式酒店和俱樂部等功能。地下五層為車庫和設(shè)備用房；地上四十六層，一、二層為商業(yè)用房；三至二十二層為辦公用房；二十三、二十五層為會(huì)所；二十六至四十五層為公寓；其中，十三層、二十四層及三十五層為避難層（設(shè)備層），四十六層為設(shè)備層。

二、暖通專業(yè)設(shè)計(jì)范圍

3.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱設(shè)計(jì)參數(shù)

四、空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)冷、熱負(fù)荷及指標(biāo)

4.2 空調(diào)系統(tǒng)的選擇及冷熱源的配置

根據(jù)該建筑內(nèi)部各功能區(qū)域的使用特點(diǎn)，并充分考慮業(yè)主的使用要求，該工程的商業(yè)辦公區(qū)和公寓式酒店區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)采用雙熱源單冷源系統(tǒng)。夏季空調(diào)均采用變冷媒流量熱泵型（變頻多聯(lián)機(jī)VRV）中央空調(diào)方式，兼過渡季制冷（制熱）使用；冬季空調(diào)均采用低溫?zé)崴P管（安裝于VRV室內(nèi)機(jī)出口端，與室內(nèi)機(jī)共用送風(fēng)機(jī)）送風(fēng)方式，此時(shí)統(tǒng)一關(guān)閉VRV系統(tǒng)。

消防控制室、電信機(jī)房、安監(jiān)機(jī)房及大樓值班室等需要全天候使用的房間，均設(shè)置單元式分體空調(diào)。

4.3 商業(yè)辦公區(qū)空調(diào)設(shè)計(jì)

VRV室外機(jī)分兩個(gè)區(qū)分別設(shè)置于十三層避難層及二十四層避難層，各自負(fù)擔(dān)一至十二層及十四至二十三層的空調(diào)室內(nèi)機(jī)，利用設(shè)于外墻的百葉風(fēng)口通風(fēng)散熱，室外機(jī)選用高靜壓（78.4Pa）機(jī)組，冷媒管采用側(cè)接方式連接，以便降低其基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)高度，減小對(duì)建筑和結(jié)構(gòu)的不利影響。各個(gè)房間的氣流組織均采取上送上回的方式。

空調(diào)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)整體控制和分室控制，既可進(jìn)行全樓集中監(jiān)控，又可使每個(gè)房間進(jìn)行獨(dú)立控制。在過渡季節(jié)，用戶可以根據(jù)需要使用VRV系統(tǒng)進(jìn)行供冷或供熱。每套房間均設(shè)有分戶計(jì)量裝置。

在節(jié)能設(shè)計(jì)上，選用了轉(zhuǎn)輪式熱回收送排風(fēng)空氣處理機(jī)組。轉(zhuǎn)輪式熱回收就是利用排風(fēng)與新風(fēng)的溫差和蒸汽分壓差來進(jìn)行熱濕交換而回收能源的設(shè)備，其全熱回收效率可達(dá)70%以上。冬季室內(nèi)排風(fēng)的焓值高于室外新風(fēng)，排風(fēng)經(jīng)過轉(zhuǎn)輪時(shí)，由于能量交換，轉(zhuǎn)輪焓值升高；當(dāng)其運(yùn)轉(zhuǎn)到新風(fēng)側(cè)時(shí)，向低焓的新風(fēng)放出能量，新風(fēng)升溫。在夏季轉(zhuǎn)輪式熱回收機(jī)組可以將新風(fēng)預(yù)冷及除濕。新風(fēng)經(jīng)過轉(zhuǎn)輪式熱回收機(jī)組的預(yù)熱加濕（預(yù)冷除濕），降低了空調(diào)運(yùn)行中冷/熱負(fù)荷和耗電量。同時(shí)，新風(fēng)參數(shù)得到改善，濕度溫度波動(dòng)相應(yīng)減少，因此空氣容易調(diào)節(jié)和控制。

新風(fēng)系統(tǒng)按樓層設(shè)置，共設(shè)二十二套新風(fēng)系統(tǒng)。室外新風(fēng)通過建筑進(jìn)風(fēng)豎井，利用設(shè)于每層的轉(zhuǎn)輪式熱回收機(jī)組送入各房間，室內(nèi)排風(fēng)經(jīng)過熱回收機(jī)組排至排風(fēng)豎井。為滿足冬季濕度要求，每臺(tái)熱回收機(jī)組均設(shè)有防菌阻垢汽化濕膜加濕器，并設(shè)有一組加熱盤管段，以解決冬季加濕水溫低而影響加濕效果的問題。在過渡季轉(zhuǎn)輪式熱回收停止工作，機(jī)組進(jìn)行全新風(fēng)運(yùn)行。

4.4 游泳廳空調(diào)設(shè)計(jì)

該工程的二十五層是游泳廳，在游泳廳夾層中設(shè)置一臺(tái)組合式空氣處理機(jī)組和一臺(tái)低噪音排風(fēng)機(jī)，對(duì)整個(gè)游泳池區(qū)域進(jìn)行通風(fēng)除濕、空氣加熱處理。

送排風(fēng)系統(tǒng)：根據(jù)室外空氣條件，調(diào)整組合式空氣處理機(jī)組的最佳運(yùn)行模式，直接引入室外新風(fēng)。在二十五層高位設(shè)高速噴口上送風(fēng)，吹向玻璃屋頂進(jìn)行通風(fēng)并起到防結(jié)露的作用。在寒冷的冬季開啟泳池周邊的地面下送風(fēng)口，保證泳池室內(nèi)溫濕度并防止側(cè)窗結(jié)露。二十五層高位設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)，排除游泳池上空的淤積的熱濕空氣及氯氣，排風(fēng)系統(tǒng)與新風(fēng)系統(tǒng)同步調(diào)整風(fēng)量，以保持機(jī)組風(fēng)量平衡。

助加熱系統(tǒng)：為滿足冬季及過渡季節(jié)游泳人員足部的熱舒適需要，在游泳池周圍地面設(shè)置低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)。

4.5 其他幾區(qū)空調(diào)設(shè)計(jì)

除無機(jī)械新風(fēng)系統(tǒng)外，公寓式酒店區(qū)空調(diào)方式與商業(yè)辦公區(qū)相同，即采用VRV系統(tǒng)和熱水盤管進(jìn)行空調(diào)和采暖，通過外窗獲取新風(fēng)，VRV室外設(shè)置于三十五層和四十六層。

在一層辦公大堂入口對(duì)面的側(cè)墻中部高度處設(shè)置了VRV室內(nèi)機(jī)及熱水盤管。該大堂高度達(dá)十米，在冬季熱水盤管側(cè)送風(fēng)難以滿足大堂下部溫度要求，設(shè)計(jì)時(shí)考慮了在大堂地面設(shè)置低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)，以滿足冬季辦公大堂的熱舒適度要求。

會(huì)所空調(diào)采用VRV和熱水盤管進(jìn)行空調(diào)和采暖，會(huì)所的娛樂部分和餐飲部分各自單獨(dú)設(shè)置了一套VRV機(jī)組，新風(fēng)系統(tǒng)采用了一臺(tái)熱回收新風(fēng)機(jī)組（帶預(yù)熱盤管）。

4.6 冷源及熱源

熱水盤管、新風(fēng)機(jī)組及地暖用熱水的熱源情況如下：

利用市政提供的110℃/70℃的高溫?zé)崴?，選用板式整體換熱機(jī)組，經(jīng)換熱機(jī)組熱水循環(huán)泵輸送到建筑各區(qū)。按設(shè)備承壓能力、建筑使用功能、使用時(shí)間及負(fù)荷變化情況相似性，本工程共設(shè)5臺(tái)換熱機(jī)組，3臺(tái)設(shè)于地下一層換熱站，2臺(tái)設(shè)于二十四層換熱站。

地下一層換熱站的3臺(tái)機(jī)組服務(wù)分區(qū)為：一至十三層使用一臺(tái)機(jī)組，二次側(cè)供、回水溫度60/50OC。十四至二十二層使用一臺(tái)機(jī)組，二次側(cè)供、回水溫度60/50OC。第3臺(tái)機(jī)組作為二十三層以上公寓式酒店、游泳館及會(huì)所采暖換熱熱源，二次側(cè)供、回水溫度95/70OC， 與其配套的2臺(tái)換熱機(jī)組設(shè)于二十四層，其中二十三至四十五層使用一臺(tái)機(jī)組；三十六至六十六層使用一臺(tái)機(jī)組，三次側(cè)供、回水溫度60/50OC。

五、機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

各設(shè)備用房、衛(wèi)生間、廚房及地下車庫等，均設(shè)計(jì)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。

設(shè)備房根據(jù)換氣次數(shù)要求設(shè)計(jì)機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。

所有衛(wèi)生間吊頂式排風(fēng)扇，在每層匯集至排風(fēng)豎井，通過設(shè)置在屋面和設(shè)備層的衛(wèi)生間排風(fēng)機(jī)排出室外。

每個(gè)公寓單元設(shè)計(jì)廚房中央排風(fēng)系統(tǒng)。各廚房內(nèi)設(shè)有廚房排油煙機(jī)，油煙匯集至排風(fēng)豎井，通過設(shè)在屋面和設(shè)備層的廚房排風(fēng)機(jī)排出室外。排風(fēng)機(jī)按做飯時(shí)間分三個(gè)時(shí)段運(yùn)行，其它時(shí)段開啟電動(dòng)旁通閥（與風(fēng)機(jī)連鎖）進(jìn)行自然排煙，并在每戶排油煙機(jī)與豎風(fēng)井連接處設(shè)置止回排氣閥。

會(huì)所的廚房通風(fēng)量按熱加工間體積的40次/h換氣次數(shù)計(jì)算，廚房作機(jī)械補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)量為排風(fēng)量的80%，其余補(bǔ)風(fēng)為臨近房間的自然補(bǔ)風(fēng)。

六、防煙、排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本工程功能復(fù)雜、人員眾多，一旦發(fā)生火災(zāi)損失巨大。設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格按照《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（2005版）的要求設(shè)置。本建筑內(nèi)的防煙樓梯間、防煙樓梯間與消防電梯合用前室、消防電梯前室分別設(shè)置了加壓送風(fēng)系統(tǒng)。無自然排煙的內(nèi)走道設(shè)置了機(jī)械排煙系統(tǒng)，地下一至五層車庫共設(shè)10個(gè)機(jī)械排風(fēng)兼排煙系統(tǒng)，9個(gè)機(jī)械補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)。

防煙樓梯間、合用前室、消防電梯前室的加壓送風(fēng)系統(tǒng)以避難層為界，分段獨(dú)立設(shè)置。送風(fēng)機(jī)設(shè)置于設(shè)備層或屋面。樓梯間內(nèi)設(shè)置自垂式百葉風(fēng)口，前室內(nèi)設(shè)置常閉型多葉送風(fēng)口。

辦公區(qū)內(nèi)走道設(shè)有機(jī)械排煙系統(tǒng)，排煙系統(tǒng)豎向設(shè)置，以十三層為界分兩段設(shè)計(jì)，走廊內(nèi)設(shè)置常閉型多葉排煙口。

該工程地下車庫每層均為一個(gè)防煙分區(qū)，每個(gè)防煙分區(qū)面積均不超過2000 m2 ，防煙分區(qū)不跨越防火分區(qū)，地下車庫通風(fēng)與排煙合用一個(gè)系統(tǒng)。車庫平時(shí)通風(fēng)采用送排風(fēng)機(jī)聯(lián)合誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的方式，排煙兼排風(fēng)機(jī)均為雙速風(fēng)機(jī)。設(shè)計(jì)排煙量及通風(fēng)換氣次數(shù)均為6次/小時(shí)。

當(dāng)某防煙分區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，該區(qū)溫（煙）感器向消防控制中心報(bào)警，自動(dòng)或手動(dòng)打開該防煙分區(qū)內(nèi)排煙口，同時(shí)排煙風(fēng)機(jī)自動(dòng)切入高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行排煙，并且聯(lián)動(dòng)送風(fēng)機(jī)進(jìn)行補(bǔ)風(fēng)。排煙防火閥的開關(guān)狀態(tài)在消防控制中心應(yīng)有信號(hào)顯示。所有消防用風(fēng)機(jī)均應(yīng)設(shè)有備用電源。

七、結(jié)束語

在超高層建筑中公共建筑居多，使用要求較高，空調(diào)系統(tǒng)能耗可觀，節(jié)能潛力巨大，因此在暖通設(shè)計(jì)過程中更好地運(yùn)用新技術(shù)、新材料，從而達(dá)到既節(jié)能又舒適的目的。本項(xiàng)目是超高層建筑，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能眾多，在設(shè)計(jì)過程中需要與建筑專業(yè)多次協(xié)調(diào)，共同研究設(shè)備布局及管道走向。

參考文獻(xiàn)

[1] 陸耀慶，主編.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊.中國建筑工業(yè)出版社，1993

[2]采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50019-2003