某高層建筑空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計

何思鳳

摘 要：高層建筑空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)關(guān)系高層建筑的運行安全、穩(wěn)定水平，同時也決定高層建筑的舒適性水平?？諝庹{(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計需要以高層建筑實際情況為出發(fā)點，從多個方面入手，提高設(shè)計的科學(xué)性。文章結(jié)合某高層建筑實際情況，主要探討在空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計方面的關(guān)鍵問題與注意事項，望能夠引起各方關(guān)注與重視。

關(guān)鍵詞：高層建筑；空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)；設(shè)計

某高層建筑總面積為4820.0m2，共設(shè)置A/B塔樓以及A/B配樓，兩座塔樓地上層高為32層，整體高度為96.0m，地下2層，兩座配樓地上層高為3層，整體高度為10.0m，地下2層。現(xiàn)結(jié)合該高層建筑實際情況，詳細(xì)探討空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵要點。

1 冷熱源設(shè)計分析

對于高層建筑而言，室內(nèi)區(qū)域分工不同，所對應(yīng)的環(huán)境溫度、濕度設(shè)計參數(shù)存在一定的差異性，同時對于新風(fēng)量也有不同的需求。本高層建筑中，主要室內(nèi)分工及其設(shè)計參數(shù)可概括如下：（1）對于辦公室而言，夏季環(huán)境溫度參數(shù)要求控制為26.0℃，相對濕度參數(shù)要求控制為55.0%，冬季環(huán)境溫度參數(shù)要求控制為20.0℃，相對濕度參數(shù)要求控制為40.0%，新風(fēng)量控制標(biāo)準(zhǔn)為30.0m3/（人·h）；（2）對于會議室而言，夏季環(huán)境溫度參數(shù)要求控制為26.0℃，相對濕度參數(shù)要求控制為60.0%，冬季環(huán)境溫度參數(shù)要求控制為20.0℃，相對濕度參數(shù)要求控制為40.0%，新風(fēng)量控制標(biāo)準(zhǔn)為30.0m3/（人·h）；（3）對于展廳而言，夏季環(huán)境溫度參數(shù)要求控制為26.0℃，相對濕度參數(shù)要求控制為55.0%，冬季環(huán)境溫度參數(shù)要求控制為19.0℃，相對濕度參數(shù)要求控制為40.0%，新風(fēng)量控制標(biāo)準(zhǔn)為20.0m3/（人·h）；（4）對于走道而言，夏季環(huán)境溫度參數(shù)要求控制為27.0℃，相對濕度參數(shù)要求控制為50.0%，冬季環(huán)境溫度參數(shù)要求控制為18.0℃，相對濕度參數(shù)要求控制為40.0%，新風(fēng)量控制標(biāo)準(zhǔn)為10.0m3/（人·h）。

同時，A/B塔樓及配樓在計算設(shè)計冷熱負(fù)荷的過程當(dāng)中，根據(jù)勘察設(shè)計所計算得出的地上面積參數(shù)進(jìn)行整個建筑室內(nèi)的冷熱源配置設(shè)計工作：首先，對于A/B塔樓而言，水冷離心式冷水機(jī)組配置標(biāo)準(zhǔn)為：3516.0KW（額定制冷量）*3（臺）以及1934.0KW（額定制冷量）*1（臺）?？偱渲弥评淞繛?2482.0KW，該方案下滿足6.0～11.0℃供回水溫度。燃?xì)庹婵諢崴畽C(jī)組配置標(biāo)準(zhǔn)為：2093.0KW（額定制熱量）*3（臺）?？偱渲弥茻崃繛?279.0KW，該方案下滿足50.0～60.0℃供回水溫度。其次，對于A/B配樓而言，按照建筑樓層設(shè)置獨立運行系統(tǒng)，系統(tǒng)標(biāo)配為VRF多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)，共設(shè)置系統(tǒng)12套，總額定功率為220.5KW。

2 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

兩座塔樓大空間區(qū)域（包括會議室、門廳、以及餐廳在內(nèi)）所選取運行系統(tǒng)為全空氣低風(fēng)速變頻送風(fēng)系統(tǒng)，系統(tǒng)集中設(shè)置空調(diào)機(jī)房。同時，兩座塔樓小空間區(qū)域（包括辦公室、以及包廂在內(nèi)）所選擇運行系統(tǒng)為基于風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)結(jié)合新風(fēng)空氣以及水處理系統(tǒng)的綜合系統(tǒng)。而兩座配樓則均采取基于VRF多聯(lián)空調(diào)以及新風(fēng)空氣的處理系統(tǒng)。

結(jié)合現(xiàn)階段的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來看，對于高層建筑而言，由于其對于建筑外立面的要求較高，進(jìn)而百葉無法直接設(shè)置于建筑外立面，受到這一因素影響，導(dǎo)致新風(fēng)無法直接送往各樓層，而需要在避難層設(shè)備區(qū)中進(jìn)行集中處理。同時，由于本高層建筑門窗的密封性能源高于規(guī)范要求水平，空氣通過門窗縫隙滲透的難度較大，因而，若不及時對排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計與優(yōu)化，可能無法保障進(jìn)入室內(nèi)新風(fēng)量負(fù)荷設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。同時，結(jié)合當(dāng)前建筑節(jié)能設(shè)計的相關(guān)要求，本工程中，分別要求A/B塔樓在1～2層避難層以及屋頂設(shè)置組合式轉(zhuǎn)輪全熱回收機(jī)組，該機(jī)組正常運行狀態(tài)下，可以豎向管井為載體，對各層排放進(jìn)行收集，經(jīng)由表冷器處理后，再經(jīng)由豎向管井傳輸至室內(nèi)各個區(qū)域。

空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計期間，為了滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中對于機(jī)組節(jié)能運行的相關(guān)要求，建議按照如下步驟展開設(shè)計作業(yè)：

第一步，根據(jù)熱回收機(jī)組新風(fēng)量對塔樓新風(fēng)排風(fēng)量進(jìn)行計算：既定新風(fēng)量為58000.0m3/h。為了防止本區(qū)域內(nèi)因空氣滲透而對新風(fēng)量產(chǎn)生影響，維持室內(nèi)微正壓水平，按照0.7h-1標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定所需風(fēng)量。同時，根據(jù)房間面積以及高度參數(shù)計算室內(nèi)微正壓水平維持下的所需風(fēng)量，具體計算方法為：

所需風(fēng)量=13750.0m2（室內(nèi)面積）×3.0m（室內(nèi)凈高）×0.7h-1；

進(jìn)而，本層熱回收機(jī)組排風(fēng)量可采取：新風(fēng)量-所需風(fēng)量方式計算，最終結(jié)果為28875.0m3/h。

第二步，確定各個狀態(tài)點參數(shù)取值：為確定室內(nèi)各個狀態(tài)點的取值標(biāo)準(zhǔn)，首先需要計算在熱回收處理下，新風(fēng)所對應(yīng)的比焓數(shù)值，具體計算方法為：

熱回收處理下新風(fēng)比焓參數(shù)=室外環(huán)境新風(fēng)比焓參數(shù)-焓交換率*質(zhì)量流量（室外環(huán)境新風(fēng)比焓參數(shù)-室內(nèi)排放比焓參數(shù)）/新風(fēng)質(zhì)量流量；

該計算式中，焓交換率取固定值為60.0%，質(zhì)量流量按照新風(fēng)與排風(fēng)數(shù)值孰低的方式計算。因此，最終結(jié)果顯示，本區(qū)域內(nèi)夏季環(huán)境狀態(tài)下所對應(yīng)比焓參數(shù)為79.83KJ/Kg，冬季環(huán)境狀態(tài)下所對應(yīng)的比焓參數(shù)為14.05KJ/Kg。

3 空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計分析

本高層建筑空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)置模式為兩管獨立運行模式，本模式主要特點為冷熱兼用，同時，以季節(jié)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行運行模式切換。首先，對于空調(diào)冷水系統(tǒng)而言，系統(tǒng)模式為二級泵模式，一級泵定額，兩座塔樓均采取二級泵結(jié)合變頻的運行模式；其次，對于空調(diào)熱水系統(tǒng)而言，系統(tǒng)模式為一級泵結(jié)合變頻的運行模式。

現(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示，由于本高層建筑A/B兩座塔樓的建筑高度均在96.0m以上，按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，均屬于超高層建筑。而對于超高層建筑而言，在空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計過程當(dāng)中，為了最大限度的確?？照{(diào)水系統(tǒng)運行的安全可靠，冷源供冷效率科學(xué)可靠以外，還應(yīng)當(dāng)盡量的控制系統(tǒng)設(shè)備的投資消耗。結(jié)合相關(guān)的實踐工作經(jīng)驗來看，除需要確保設(shè)備承壓符合標(biāo)準(zhǔn)要求，每增加一級板式換熱器，冷源所對應(yīng)的供冷效率會下降近1/5比例。與此同時，末端裝置所對應(yīng)的換熱面積會提升1/5左右比例。而同時，過多的分區(qū)不利于系統(tǒng)費用的控制以及對初始投資金額的限制要求。本建筑系統(tǒng)中的空調(diào)水系統(tǒng)豎向分區(qū)給水系統(tǒng)采用高位水箱給水方式，在樓層中間20層設(shè)備層設(shè)置高位水箱。20層的高位水箱儲存調(diào)節(jié)全樓水壓。25層以上為上部區(qū)域，20層以下是下部區(qū)域。其中低區(qū)系統(tǒng)冷水組選用工作壓力1.0Mpa的設(shè)備，高區(qū)系統(tǒng)選用2.0Mpa的設(shè)備。高區(qū)系統(tǒng)設(shè)備工作壓力提至2.0Mpa時可以對20樓以上地區(qū)進(jìn)行水壓供給。

考慮到這一問題，本工程空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，水系統(tǒng)的設(shè)置方案為：以A/B塔樓第二避難層為分界點，設(shè)置高區(qū)、低區(qū)兩個分區(qū)。在第二避難層以下位置，冷熱水供應(yīng)均直接由冷熱源機(jī)房負(fù)責(zé)，而對于第二避難層以上位置，冷熱水的供應(yīng)需要在換熱機(jī)組的換熱處理后進(jìn)行供應(yīng)。同時，由地下室消防水池為冷卻塔提供補(bǔ)水支持，通過集中立管對冷凝水進(jìn)行收集，排除消防水池，最大限度的對冷凝水內(nèi)部冷量進(jìn)行回收利用。

4 結(jié)束語

文章結(jié)合某高層建筑實際情況，分別從冷熱源與冷熱源配置、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)、以及空調(diào)水系統(tǒng)這三個方面入手，針對以上系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵問題展開探討與研究，同時可通過對冷凝水冷量的綜合應(yīng)用，確保其回收水平，促進(jìn)整個空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益的提升。