超高層商業(yè)綜合體暖通設(shè)計探討

摘要：超高層商業(yè)綜合體通常集中多種商業(yè)形態(tài)，是綜合性的商業(yè)體。其暖通設(shè)計也比常規(guī)建筑要求更高，難度更大。本文結(jié)合自己多年的暖通設(shè)計經(jīng)驗，以超高層商業(yè)綜合體為例，對其暖通設(shè)計中的要點進行分析。

關(guān)鍵詞：超高層商業(yè)綜合體；暖通設(shè)計；問題；節(jié)能

1超高層商業(yè)綜合體暖通設(shè)計

1.1 項目實況

某工程是一座超高層商業(yè)綜合體，總建筑面積為105180.63m2，地上建筑面積為77323 m2。設(shè)有停車場，設(shè)備用房，商業(yè)用房，主要功能為商業(yè)，塔樓部分為辦公。根據(jù)與甲方協(xié)商確定初步設(shè)計成果，本套中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計為溫濕度獨立控制的空調(diào)系統(tǒng)，采用預(yù)冷式熱泵型溶液調(diào)濕新風(fēng)機組處理新風(fēng)負荷及室內(nèi)潛熱負荷，干盤管處理顯熱負荷，實現(xiàn)室內(nèi)溫度、濕度獨立調(diào)節(jié)，提供空調(diào)系統(tǒng)效率及人體舒適度。

1.2冷源系統(tǒng)設(shè)計

本工程空調(diào)系統(tǒng)冷源選用電制冷冷水機組制備高溫冷水，共選用3臺水冷冷水機R-1～3，其中R-1、2為離心式冷水機組，制冷量為（2461KW*2），R-3為螺桿式冷水機組，制冷量為1406KW。冷水進出水溫度均設(shè)計為14攝氏度到19攝氏度，冷卻水進、出水溫為32攝氏度到37攝氏度。與冷水機組R-1、2選配選用三臺冷水泵B-1～3（兩用一備），三臺冷卻水泵b-1～3（兩用一備），兩臺方形鼓風(fēng)型逆流冷卻塔CT-1、2；與冷水機組R-3配備選用兩臺冷水泵R-4、5（一用一備），兩臺b-4、5（一用一備），一臺方形鼓風(fēng)型逆流冷卻塔CT-3。本工程冷水機組、空調(diào)水泵均設(shè)于地下五層制冷機房、冷卻塔均設(shè)于九層避難層。

為了保證建筑裙房屋面室外空間的設(shè)計理念和使用效果，根據(jù)同類項項目經(jīng)驗以及本項目的需求和特點，本項目的冷卻塔設(shè)置與塔樓的9層避難層，局部挑空，冷卻塔室內(nèi)布置，冷卻塔進風(fēng)采用塔樓冷卻塔機房東西部及背面低位的百葉窗，排風(fēng)采用冷卻塔機房北面高位的排風(fēng)百葉窗，冷卻塔選用專門設(shè)計的鼓風(fēng)型逆流冷卻塔5臺，為了防止高濕度室外環(huán)境下冷卻塔排風(fēng)出現(xiàn)霧氣，冷卻塔由廠家配置防霧加熱盤管，采用電加熱，提高排風(fēng)溫度，減少白色霧氣。

1.3水系統(tǒng)設(shè)計

本工程的空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計為一次泵變流量系統(tǒng)，冷水泵及放冷冷水泵均變頻控制，為防止水系統(tǒng)底部超壓，在22層（避難層）設(shè)有板式換熱器HR-01～02隔絕壓力，將水系統(tǒng)分為高區(qū)及地區(qū)兩部分，與板換配套設(shè)有二次空調(diào)冷水泵B2-1、2、3（兩用一備，變頻控制）。二次側(cè)供回水溫度設(shè)計為15.0攝氏度/20.0攝氏度?？照{(diào)的冷水系統(tǒng)采用兩管制布置，根據(jù)建筑布局，使用功能及管理方便的要求劃分為如下3個環(huán)路：低區(qū)預(yù)冷式熱泵型溶液調(diào)濕新風(fēng)機組及空調(diào)機組、地區(qū)干式風(fēng)機盤管、高區(qū)空調(diào)末端。本工程的空調(diào)機組、新風(fēng)機組各環(huán)路豎向及水平均按異程設(shè)計，空調(diào)機組及新風(fēng)機組支路設(shè)有靜態(tài)平衡閥、風(fēng)機盤管各環(huán)路豎向設(shè)計異程、水平設(shè)計為同程、每層水平支路均設(shè)置靜態(tài)平衡閥。

本工程空調(diào)系統(tǒng)設(shè)有空調(diào)計量系統(tǒng)，采用能量型，具體做法為：在各層水路主管上設(shè)有能量表（由一臺電磁式流量計、一臺能量積算儀及測量供回水溫度的溫度傳感器組成）用于空調(diào)計費。空調(diào)冷水機冷卻系統(tǒng)均設(shè)有綜合物化水處理裝置實現(xiàn)殺菌、滅菌、緩蝕、防垢等凈化功能，每臺冷水機組冷凝器設(shè)置一套膠球在線清洗裝置，提高冷凝器換熱效率?？照{(diào)冷水系統(tǒng)的主供、回水管之間均設(shè)置有壓差旁通裝置，空調(diào)機組及新風(fēng)機組回水管設(shè)電動二通比例積分調(diào)節(jié)閥，風(fēng)機盤管設(shè)電動二通開關(guān)閥。

1.4風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

本工程各區(qū)域的空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)使用要求分別設(shè)計低速全空氣空調(diào)系統(tǒng)及風(fēng)機盤管+新風(fēng)系統(tǒng)，分別選用熱泵式預(yù)冷型溶液全空氣機組及熱泵式預(yù)冷型溶液新風(fēng)機組+干式風(fēng)機盤管。辦公標(biāo)準(zhǔn)層采用散流器貼附頂送風(fēng)方式。散流器的型式和數(shù)量根據(jù)空調(diào)房間吊頂高度、防止噪聲值等確定。吊頂上部應(yīng)有安裝風(fēng)管和散流器風(fēng)量調(diào)節(jié)閥的足夠高度。

1.5防排煙系統(tǒng)設(shè)計

（1）排煙系統(tǒng)及補風(fēng)系統(tǒng)

地下汽車庫機械排風(fēng)（兼排煙）系統(tǒng)，采用柜式離心風(fēng)機（電機外置），排煙排風(fēng)系統(tǒng)及補水系統(tǒng)按防煙分區(qū)橫向不跨越防火分區(qū)，補風(fēng)采用機械補風(fēng)或車道自然補風(fēng)。排煙量計算：地下汽車庫按6次/h計算排煙量；其他區(qū)域排煙風(fēng)機排煙量按最大防煙分區(qū)面積每平方米不小于120m3/h計算，該防煙分區(qū)煙量按每平方60m3/h計算。未設(shè)置機械排煙的房間利用可開啟外窗自然排風(fēng)，可開啟外窗有效面積大于房間建筑面積的2%。

（2）防煙系統(tǒng)

所有樓梯間、合用前室、消防電梯前室均設(shè)置機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。樓梯間加壓送分系統(tǒng)采用只對樓梯間加壓，對前室不壓的做法，合用前室、消防電梯前室，獨立設(shè)置機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。樓梯間加壓送風(fēng)口設(shè)置為敞開百葉風(fēng)口，內(nèi)設(shè)防護網(wǎng)，防止人員能夠進去。為消防電梯前室或合用前室服務(wù)的加壓系統(tǒng)加壓風(fēng)口采用常閉口，火災(zāi)時電動打開火層及其上層常閉加壓口，聯(lián)鎖打開相應(yīng)加壓風(fēng)機。機械加壓風(fēng)機的全壓，除計算最不利環(huán)管道壓頭損失外，尚應(yīng)有余壓。所有加壓送風(fēng)機組均設(shè)置旁通管，旁通管接入大氣，旁通管上設(shè)置電動調(diào)節(jié)閥，當(dāng)系統(tǒng)超壓時開啟泄壓，防止樓梯間及前室超壓。

2超高層商業(yè)綜合體暖通設(shè)計中需注意問題及創(chuàng)新設(shè)計

通過參與該項目的暖通設(shè)計工作，經(jīng)過了仔細的調(diào)查和分析之后，我總結(jié)出在進行超高層商業(yè)綜合體暖通設(shè)計過程中需注意如下問題及需不斷進行創(chuàng)新設(shè)計：

（1）功能區(qū)的確定

一般情況下，在設(shè)計階段，由于招商工作未正式開展，因而不能完全確定各個房間的功能和面積。這給設(shè)計工作帶來了一定的難度，尤其是對空調(diào)負荷的計算影響較大。因此，在這個設(shè)計階段要與業(yè)主密切配合，盡可能地將各功能區(qū)域劃分清楚并對可能的變化作適當(dāng)?shù)墓烙?，使得空調(diào)負荷計算有較準(zhǔn)確的依據(jù)并能適應(yīng)一定的功能變化。

（2）注重環(huán)保、節(jié)能設(shè)計

建筑行業(yè)的迅速發(fā)展導(dǎo)致其能耗過高，平均能源消耗量占社會總耗能的四分之一以上，有些地區(qū)甚至接近總能耗的一半，針對暖通行業(yè)的相關(guān)數(shù)據(jù)分析，其能耗也十分嚴(yán)重。所以在其設(shè)計的過程中，需要注入環(huán)保設(shè)計和節(jié)能設(shè)計，有效地降低系統(tǒng)運行中產(chǎn)生的能耗。在該超高層商業(yè)綜合體中，主要采用的環(huán)保和節(jié)能設(shè)計如下：1）采用低噪音設(shè)備，所有與設(shè)備聯(lián)接的風(fēng)管及水管均采用不燃柔性聯(lián)接，使設(shè)備震動與管道隔離；2）排煙風(fēng)機采用彈簧減震器減震，其他吊裝設(shè)備采用橡膠減震器減震；3）設(shè)備進出口風(fēng)管采用消聲器或消聲靜壓箱；4）制冷機房內(nèi)墻面做吸聲墻及頂棚，而吸聲物料具有不燃特性；5）離心或軸流風(fēng)機、水泵、制冷劑、冷卻塔等設(shè)備均采用減震臺座，通過彈簧減震或橡膠減震墊減震和降低噪；6）對有噪聲和振動源的設(shè)備作必要的消聲、減震處理，并將噪聲控制在國家標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)；7）空調(diào)系統(tǒng)采用溫濕度獨立控制、運行節(jié)能、室內(nèi)舒適度好；8）空調(diào)自控系統(tǒng)采用智能控制系統(tǒng)，根據(jù)建筑所需冷量來控制供冷量，運行節(jié)能；9）空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)域設(shè)置計量裝置；10）空調(diào)系統(tǒng)采用熱泵式預(yù)冷型溶液空氣機組，空調(diào)系統(tǒng)運行節(jié)能。

（3）有效降低暖通系統(tǒng)的設(shè)計成本

在暖通設(shè)計的過程中，要對方案中設(shè)備的市場價格，能源價格，原料價格，維護價格，運營成本，工材料和施工的相關(guān)技術(shù)等全方位多角度的了解，嚴(yán)選材料及設(shè)備，從根本上保證暖通系統(tǒng)運行的可靠性。另外，充分考慮設(shè)備在運行中產(chǎn)生的各種費用以及使用的年限等，根據(jù)不同的季節(jié)可能出現(xiàn)的差異情況，將各個時期的設(shè)計方案和施工成本展開比較，從中挑選最佳的設(shè)計方案。

3結(jié)語

在現(xiàn)代超高層商業(yè)綜合體的建設(shè)中，暖通工程的設(shè)計是一項非常重要的內(nèi)容。作為設(shè)計人員，要總體考慮在此過程中遇到的各種問題，研究如何提升高層建筑暖通設(shè)計水平與質(zhì)量，選擇合適項目自身的暖通設(shè)計方案，從而保證超高層商業(yè)綜合體暖通設(shè)計工作的順利進行。

參考文獻：

[1] 陸耀慶.實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊（第二版）.北京：中國建筑工業(yè)出版社.

[2] 季文君.高層建筑暖通設(shè)計中存在的問題———改進策略[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2012，（12）.

[3] GB50019―2003，采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范.