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(chǎn)開發(fā)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(chǎn)開發(fā)有限公司 北京 100022

暖通空調作為現(xiàn)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(fā)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(xiàn)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(nèi)容，并探討了超高層建筑暖通空調設計要統(tǒng)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(jīng)濟的快速發(fā)展以及城市化進程的不斷加快，高層建筑日益涌現(xiàn)，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(fā)揮，直接影響到暖通空調工程項目的成敗和經(jīng)濟效益的優(yōu)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(xiàn)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(yè)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(yè)、餐飲、會議以及康體娛樂業(yè)態(tài)等。該建筑外墻以玻璃幕墻為主，是一幢集商業(yè)、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(nèi)容

2.1空調水系統(tǒng)設計方案

空調水系統(tǒng)豎向分區(qū)是超高層建筑空調水系統(tǒng)設計中至關重要的環(huán)節(jié)，其設計的合理性對工程建筑的質量、安全、經(jīng)濟、節(jié)能有著較大的影響。因此，在進行空調水系統(tǒng)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(tǒng)進行豎向分區(qū)。以本工程為例，空調冷、熱水系統(tǒng)豎向分區(qū)包括高區(qū)（20-35層）和低區(qū)（19層以下）兩方面，高、低兩區(qū)冷、熱水系統(tǒng)均設置了變流量水系統(tǒng)，且為豎向異程。空調冷水系統(tǒng)：高區(qū)在15層進行換熱；低區(qū)主要來自冷凍機房?？照{熱水系統(tǒng)：高區(qū)先由地下熱力站換出，再在15層進行二次換熱；低區(qū)直接由地下?lián)Q熱站供出。

2.2空調循環(huán)水泵選型方案

在實際工程中，空調循環(huán)水泵往往容易出現(xiàn)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(huán)水泵選型問題，根據(jù)相關的設計規(guī)范以及設計標準，綜合空調系統(tǒng)循環(huán)阻力、冷負荷、靜水壓力等各種因素，合理計算系統(tǒng)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(shù)及合理調節(jié)變頻泵速度的方法實現(xiàn)節(jié)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(guī)范和標準要求。對于超高層建筑暖通入口數(shù)量問題，應充分考慮后續(xù)管理的方便性，室內(nèi)供暖系統(tǒng)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(tǒng)宜以低溫水輻射采暖系統(tǒng)為主，這樣可以避免在冬季溫度梯度過大，室內(nèi)溫度場不均勻的情況下產(chǎn)生能源浪費，從而達到節(jié)能降耗的目的。在本工程建筑中，在辦公區(qū)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(nèi)環(huán)境的舒適度得到提高，達到良好的節(jié)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(guī)范規(guī)定要求，過多地考慮空調系統(tǒng)各方面的安全系數(shù)，從而致使單位空調面積的制冷機裝機容量比超出相關規(guī)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(jié)能減排方案設計

在能源緊缺的今天，暖通空調節(jié)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(jié)能設計措施：一、借助蓄冰+大溫差冷凍水+變風量空調系統(tǒng)，達到節(jié)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(shù)必須與公共建筑節(jié)能標準要求相符合；三、辦公樓首層大堂、商業(yè)、餐廳等設置全空氣變風量系統(tǒng)，過渡季節(jié)應采取全新風運行，人流量較小時要適當?shù)販p少新風送風量，從而有效節(jié)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(jù)服務區(qū)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(jù)停車場內(nèi)的CO氣體濃度傳感器，控制調節(jié)通風系統(tǒng)的運行，實現(xiàn)節(jié)能。

3、超高層建筑暖通空調方案設計要統(tǒng)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?shù)卣嚓P規(guī)范要求，如供電、供氣、供水、供熱及節(jié)能環(huán)保要求。對于一些溫、濕度相關參數(shù)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(shù)要求。

3.2可調節(jié)性與操作性問題

超高層建筑暖通空調系統(tǒng)應具備一定的可調節(jié)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(tǒng)，從而減少系統(tǒng)管理人員的數(shù)量和勞動強度，節(jié)約成本，提高效果。

3.3安全性與經(jīng)濟性問題

超高層建筑暖通空調安全性主要包括系統(tǒng)設備運行安全、重要設備物品環(huán)境安全、人員環(huán)境安全、易燃易爆環(huán)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(fā)生。此外，經(jīng)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(xiàn)在運行能耗和運行費用上，只有通過多方技術經(jīng)濟性比較，才能實現(xiàn)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(yōu)化，從而使建筑暖通空調的功能作用得以充分發(fā)揮，達到最佳的經(jīng)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(chuàng)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）