超高層綜合樓暖通空調(diào)的方案設(shè)計(jì)

文｜深圳市建設(shè)科技促進(jìn)中心 許媛媛

引言

隨著城市化進(jìn)程的加快，在建設(shè)生態(tài)文明的號召下，建筑設(shè)計(jì)的理念以生態(tài)環(huán)境為出發(fā)點(diǎn)，尋找蘊(yùn)藏于大自然中的靈感和啟發(fā)。本案基于項(xiàng)目的功能特點(diǎn)及其所處的環(huán)境特征，“百里柳江，千里畫廊”是城市戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃的重要區(qū)域，不僅是最具時代的氣息，擁有最先進(jìn)和成熟的技術(shù)，最具感染力和親和力的典型代表，更是新區(qū)未來的區(qū)域中心，作為新區(qū)的標(biāo)桿，指引著社會經(jīng)濟(jì)、政治、文化建設(shè)未來發(fā)展的方向。本案的建成必將為這幅宏偉的城市畫卷增加濃墨重彩的一筆。

1.建筑工程概況

本項(xiàng)目是一棟超高層綜合樓，位于城市新區(qū)，北面比鄰一類居住用地，西面臨濱江路、與風(fēng)景區(qū)隔江相望；南臨城市快速路大道，與濱江城市休閑帶交相呼應(yīng)。其中地上47層、地下三層，建筑（消防）高度200.00米?？偨ㄖ娣e為150834.5m2，其中地上建筑面積為107210.0m2，地下43624.5m2。主要功能包括：房地產(chǎn)交易服務(wù)功能，行政部門辦公、檔案、食堂及配套服務(wù)功能，商務(wù)辦公及配套服務(wù)功能，準(zhǔn)四星級酒店及配套服務(wù)功能，以及配套服務(wù)商業(yè)、銀行等功能。地下室為全人防，兼設(shè)停車位1200個。主樓避難層兼設(shè)備轉(zhuǎn)換層設(shè)置在第16、32層。各單位規(guī)模及樓層分布詳見表1。

2.設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 室外空氣計(jì)算參數(shù)

（1）夏季室外濕球溫度27.5℃；干球溫度為34.8℃；日平均溫度為31.4℃；通風(fēng)室外平均風(fēng)速1.6m/s，溫度32.4℃；相對濕度65%。室外大氣壓力：93.2hPa。

表1 各單位規(guī)模及樓層分布表

（2）冬季時空調(diào)室外溫度為3℃，通風(fēng)室外計(jì)算溫度為10.4℃；風(fēng)速1.5m/s；相對濕度75%；室外大氣壓力：1009.9hPa。

2.2 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

房間名稱 夏季 冬季 新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)［m3/（h?p）］ 噪聲標(biāo)準(zhǔn)［dB（A）］溫度（℃） 相對濕度（%）溫度（℃） 相對濕度（%）辦公 26～2840～6518～2030～6030 ≤45會議25～2740～6516～1830～6020≤45紙質(zhì)檔案庫 22～2445～6014～1645～60— —配套商業(yè)26～2850～6516～1830～5020≤55客房24～2740～6518～2230～6050≤40

3.冷、熱負(fù)荷的估算數(shù)據(jù)

本工程地上建筑面積為107210m2，空調(diào)冷負(fù)荷估算值為12552kW，冷指標(biāo)為117W/m2；空調(diào)熱負(fù)荷估算值為7531kW，熱指標(biāo)為70W/m2。

4.空氣調(diào)節(jié)的冷源、熱源選擇及其參數(shù)

本工程區(qū)位毗鄰柳江，集中空調(diào)系統(tǒng)采用水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。根據(jù)建筑物各區(qū)域的功能劃分及使用要求，設(shè)置不同的水源熱泵機(jī)組，以滿足不同區(qū)域使用的靈活性、舒適性及節(jié)能要求。本建筑辦公部分采用3大1小共4臺中溫型水源熱泵機(jī)組，其中3臺制冷量/制熱量為2852/3055 kW，1臺制冷量/制熱量為1579/1802kW的中溫型水源熱泵機(jī)組，機(jī)組夏季制冷冬季制熱。每臺機(jī)組的輸出冷量范圍為機(jī)組額定制冷量的50%～100%?？勺畲笙薅鹊暮腿珮敲總€時段的空調(diào)負(fù)荷相匹配，以達(dá)到用能的最優(yōu)化組合，最大限度地節(jié)省空調(diào)能耗。本建筑酒店部分采用3臺水源熱泵機(jī)組，其中2臺制冷量/制熱量為823/981kW的水源熱泵機(jī)組用于夏季制冷冬季制熱，另1臺制冷量/制熱量為305/480kW的水源熱泵機(jī)組用于夏季制冷及制備生活熱水，冬季制備生活熱水。機(jī)組制冷工況：冷凍水進(jìn)出水溫度6/12℃，機(jī)組制熱工況：熱水進(jìn)出水溫度40/45℃，熱回收工況：生活熱水進(jìn)出水溫度50/55℃，高溫制熱工況：生活熱水進(jìn)出水溫度50/55℃。本建筑空調(diào)冷熱源機(jī)房集中設(shè)在地下二層。

5.空氣調(diào)節(jié)的系統(tǒng)形式

5.1 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

房產(chǎn)交易大廳等大空間采用全空氣低速空調(diào)系統(tǒng)；標(biāo)準(zhǔn)辦公用房、客房等采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。檔案庫根據(jù)工藝要求，采用具有獨(dú)立冷熱源的高能效風(fēng)冷式恒溫恒濕空調(diào)機(jī)。消防控制室、電梯機(jī)房等要求24h使用的房間采用帶獨(dú)立冷熱源的分體空調(diào)系統(tǒng)。

5.2 空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

空調(diào)冷（熱）水系統(tǒng)豎向分區(qū)，結(jié)合避難層的設(shè)置，分為高、中、低3個區(qū)。其中1～15層為低區(qū)，16～31層為中區(qū)，32～47層為高區(qū)。低區(qū)采用水源熱泵機(jī)組直接供冷，中區(qū)通過在16層（避難層）設(shè)置的水-水板式換熱器及冷熱水循環(huán)泵分別提供冷（熱）量，夏季一次水、二次水供回水溫度分別為6/12℃、7/13℃；冬季一次水、二次水供回水溫度分別為40/45℃、39/44℃；高區(qū)（即酒店部分）通過在32層（避難層）設(shè)置的水-水板式換熱器及冷熱水循環(huán)泵分別提供冷（熱）量，夏季一次水、二次水供回水溫度分別為6/12℃、7/13℃；冬季一次水、二次水供回水溫度分別為40/45℃、39/44℃。高、中、低3個區(qū)空調(diào)冷（熱）水系統(tǒng)一次側(cè)、二次側(cè)均分別采用一次泵、兩管制變流量系統(tǒng)。根據(jù)二次側(cè)水系統(tǒng)最不利點(diǎn)環(huán)路的壓差變化，控制二次側(cè)冷熱水循環(huán)泵變頻運(yùn)行，從而滿足負(fù)荷側(cè)流量變化的需求。一次側(cè)水系統(tǒng)根據(jù)末端負(fù)荷變化，控制水源熱泵機(jī)組、冷熱水循環(huán)泵的運(yùn)行臺數(shù)。水系統(tǒng)定壓采用高位膨脹水箱或密閉式膨脹罐定壓。

水源熱泵機(jī)組冷卻水為柳江江水，江水經(jīng)除砂、過濾后，供水源熱泵機(jī)組使用；夏季洪水期間，江水經(jīng)除砂、過濾后，經(jīng)水-水板式換熱器換熱后，供水源熱泵機(jī)組使用。

6.通風(fēng)系統(tǒng)

6.1 平時通風(fēng)系統(tǒng)

地下汽車庫劃分為若干防火分區(qū)。每個防火分區(qū)設(shè)置獨(dú)立的機(jī)械通風(fēng)（兼排煙）系統(tǒng)，采用雙速型消防高溫排煙專用風(fēng)機(jī)進(jìn)行平時機(jī)械排風(fēng)和火災(zāi)時機(jī)械排煙，機(jī)械排風(fēng)量采用稀釋濃度法和換氣次數(shù)法（n=6次/h）分別計(jì)算，并取兩者較大值。平時根據(jù)汽車庫汽車出入頻率情況，風(fēng)機(jī)高速或低速運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械排風(fēng)。

地下層設(shè)備用房采用低噪軸流風(fēng)機(jī)機(jī)械排風(fēng)，自然進(jìn)風(fēng)。其中制冷機(jī)房平時換氣次數(shù)n=6次/h，事故通風(fēng)時換氣次數(shù)n=12次/h；熱交換間、水泵房換氣次數(shù)n=6次/h；柴油發(fā)電機(jī)房在平時機(jī)組非運(yùn)行時的換氣次數(shù)以及儲油間的換氣次數(shù)均為n=6次/h。變配電所機(jī)械排風(fēng)量采用消除余熱量法計(jì)算，排風(fēng)溫度≤40℃。

地上建筑的衛(wèi)生間采用天花板管道式換氣扇進(jìn)行機(jī)械排風(fēng)。電梯機(jī)房在非空調(diào)季節(jié)采用低噪軸流風(fēng)機(jī)機(jī)械排風(fēng)，自然進(jìn)風(fēng)，換氣次數(shù)n=15次/h。

6.2 戰(zhàn)時通風(fēng)系統(tǒng)

地下層戰(zhàn)時為全人防地下室，抗力級別為甲類核6級常6級。戰(zhàn)時通風(fēng)系統(tǒng)按二等人員掩蔽所要求設(shè)計(jì)，劃分為若干防護(hù)單元。每個防護(hù)單元戰(zhàn)時設(shè)獨(dú)立的進(jìn)、排風(fēng)系統(tǒng)，通過閥門控制實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)時清潔、濾毒、隔絕三種防護(hù)通風(fēng)方式及其相互轉(zhuǎn)換。戰(zhàn)時人員新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)：清潔通風(fēng)：≥5m3 /P·h，濾毒通風(fēng)：≥2m3 /P·h。戰(zhàn)時隔絕防護(hù)時間τ≥3h，CO2容許體積濃度≤2.5%。濾毒通風(fēng)時最小防毒通道換氣次數(shù)n≥40次/h，清潔區(qū)超壓≥30Pa。

戰(zhàn)時柴油移動電站設(shè)獨(dú)立的進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)、排煙系統(tǒng)。貯油間設(shè)機(jī)械排風(fēng)裝置，換氣次數(shù)n=6次/h，戰(zhàn)時柴油移動電站與主體清潔區(qū)連通的防毒通道換氣次數(shù)n≥40次/h。

7.結(jié)束語

綠色建筑的設(shè)計(jì)需要各個專業(yè)的盡力配合，每個專業(yè)都應(yīng)體現(xiàn)其節(jié)能亮點(diǎn)。及節(jié)約能耗是高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中有待進(jìn)一步解決的問題。本工程包括酒店、寫字樓等，規(guī)模較大，功能多，情況復(fù)雜，集中空調(diào)冷熱源采用水源熱泵機(jī)組，充分利用可再生能源--江水；水源熱泵機(jī)組采用熱回收型，夏季制冷同時滿足酒店生活熱水需求；空調(diào)末端冷水系統(tǒng)為一次泵變流量系統(tǒng)，冷熱水循環(huán)泵變頻運(yùn)行；空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備均要求選擇高效節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品；過渡季節(jié)，空調(diào)機(jī)組全新風(fēng)運(yùn)行，充分利用室外新風(fēng)降溫，降低能耗；地下汽車庫根據(jù)車輛出入頻率高低情況，風(fēng)機(jī)采用變頻運(yùn)轉(zhuǎn)及定時啟停控制方式，盡可能地減少對室外環(huán)境的影響，本工程于6月竣工，同年9月試運(yùn)行至今，空調(diào)與通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行正常，使用效果良好。