高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

曾應(yīng)賢　吳全勝

（中機(jī)國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司湖南長(zhǎng)沙　410007）

高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

曾應(yīng)賢吳全勝

（中機(jī)國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司湖南長(zhǎng)沙410007）

高層建筑的垂直高度較高、樓層多、人口密度大，需通過(guò)安裝暖通空調(diào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)人們的工作、生活環(huán)境的有效改善。本文首先介紹了高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的基本類型和設(shè)計(jì)原則，然后對(duì)高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)探究。在高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，必須嚴(yán)格把關(guān)所有的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，促進(jìn)高層建筑使用性能和質(zhì)量的提高。

高層建筑；暖通空調(diào)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1　引言

隨著人們生活水平的提高，高層建筑的使用功能要求也日益增加。在此背景下，暖通空調(diào)在高層建筑中得到了十分廣泛的應(yīng)用，由于暖通空調(diào)能耗較多，因此，需不斷優(yōu)化其設(shè)計(jì)，推動(dòng)高層建筑的可持續(xù)發(fā)展。

2　高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的基本類型

①高層建筑全空氣暖通空調(diào)系統(tǒng)。全空氣暖通系統(tǒng)主要適用于大型高層建筑中，例如商業(yè)大廈或者高級(jí)酒店，其工作原理是通過(guò)空壓機(jī)對(duì)空氣加溫、加濕或者降溫、除濕，以此調(diào)節(jié)建筑內(nèi)部的環(huán)境。②高層建筑空氣—水暖通空調(diào)系統(tǒng)。該暖通空調(diào)系統(tǒng)在各類高層建筑中都有應(yīng)用，其工作原理是通過(guò)交換水和空氣，釋放出空調(diào)中的熱量，并且通過(guò)水循環(huán)作用調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和濕度，利用空氣確保室內(nèi)氣體的流動(dòng)，由于該空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式比較簡(jiǎn)單，制冷速度較快，因此應(yīng)用范圍比較廣泛。③高層建筑全水暖通空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是通過(guò)水循環(huán)的作用調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境，具有結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，基本可以滿足大部分高層建筑的暖通要求。

3　高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1循環(huán)水泵的選型

對(duì)暖通空調(diào)循環(huán)水泵進(jìn)行合理選型是高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，如果循環(huán)水泵的容量較大，則會(huì)增加設(shè)備運(yùn)行成本。在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該依據(jù)不同時(shí)間段產(chǎn)生的不同揚(yáng)程以及冷負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，合理控制定速泵數(shù)量，根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)變頻泵速度，盡量降低能耗。

3.2合理設(shè)計(jì)供暖系統(tǒng)

高層建筑空氣調(diào)節(jié)、采暖、通風(fēng)都有相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該據(jù)此合理設(shè)計(jì)暖通系統(tǒng)的入口入戶設(shè)備。對(duì)于熱水暖通空調(diào)系統(tǒng)，在其設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該在入口管道位置安裝溫度計(jì)、除污器和壓力表，并根據(jù)高層建筑的設(shè)計(jì)要求設(shè)置熱量計(jì)。對(duì)于高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的入口數(shù)量的設(shè)置，應(yīng)該綜合靠暖通設(shè)備的施工便捷性、合理性，以及高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的管線布置形式。在高層建筑的樓梯間，可以使用獨(dú)立的散熱器進(jìn)行供熱，對(duì)于相鄰的房間，可以使用一根立管連接房間內(nèi)部的散熱器。但是樓梯間散熱器的密閉性較差，因此，很容易導(dǎo)致暖通空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，影響暖通空調(diào)設(shè)備的正常工作。如果高層建筑的地層設(shè)置有商鋪，則應(yīng)該嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)于公共區(qū)域設(shè)置單獨(dú)的熱計(jì)量設(shè)備以及暖通空調(diào)裝置。

3.3空調(diào)通風(fēng)方面

在對(duì)高層建筑暖通空調(diào)的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)暖通空調(diào)裝機(jī)容量過(guò)大的問(wèn)題，主要原因有兩點(diǎn)：①在設(shè)計(jì)階段，綜合考慮到各類安全系數(shù)，因此單位空調(diào)面積的制冷劑裝機(jī)容量比手冊(cè)中的冷負(fù)荷概算大；②在對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，有些設(shè)計(jì)人員會(huì)使用負(fù)荷指標(biāo)的估算方法，而通過(guò)這一估算方式得出的制冷劑裝機(jī)容量偏大，很容易造成資源浪費(fèi)的問(wèn)題。

3.4在設(shè)計(jì)過(guò)程中要注重其調(diào)節(jié)性以及操作性的提升

在高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該盡量采取有效措施提升系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性能以及可操作性能，盡量發(fā)揮暖通空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際作用，提升暖通空調(diào)系統(tǒng)價(jià)值。良好的調(diào)節(jié)性能以及操作性能能夠促使暖通空調(diào)設(shè)備根據(jù)氣候、環(huán)境的變化調(diào)節(jié)自身負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

4　高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)實(shí)例分析

本次高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)工程處于某市核心地段，該寫字樓建筑面積為341101m2，地上面積251201m2，地下89901m2，用地面積小、體量大、容積率高。地下室設(shè)有兩層停車場(chǎng)，地上設(shè)有日用百匯、辦公寫作樓、KTV娛樂(lè)場(chǎng)所、室內(nèi)等等。各場(chǎng)所空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

4.1冷熱源設(shè)計(jì)

根據(jù)綜合體的建筑規(guī)模、特征、氣像條件、所在地能源結(jié)構(gòu)以及相關(guān)政策、價(jià)格等確定綜合體暖通空調(diào)系統(tǒng)冷熱源。為便于后期的運(yùn)行管理工作，在設(shè)計(jì)階段將冷熱源劃分為數(shù)個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)。

表1　綜合樓室內(nèi)空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)

4.1.1空調(diào)冷、熱負(fù)荷

該綜合樓主要分為日用百貨、公寓辦公、商務(wù)酒店等幾個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，制冷機(jī)房設(shè)置在低下二層。項(xiàng)目地區(qū)的電力資源和燃?xì)赓Y源豐富，因此，冷源熱方案選擇采用電制冷加燃?xì)忮仩t的聯(lián)合形式。超市制冷方是指兩臺(tái)400USRT水冷螺桿機(jī)組；百貨冷機(jī)房設(shè)置兩臺(tái)750USRT水冷離心機(jī)組；A/B塔樓分別設(shè)置兩臺(tái)550USRT水冷離心機(jī)組；連鎖經(jīng)營(yíng)酒店設(shè)置兩臺(tái)154USRT水冷螺桿機(jī)組，冷卻水溫設(shè)為6/12℃。

整個(gè)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)選用內(nèi)置換熱器的燃?xì)庑驼婵諢崴仩t，鍋爐設(shè)置在地下鍋爐房?jī)?nèi)，且與制冷裝置分開設(shè)置。連鎖經(jīng)營(yíng)酒店采用衛(wèi)生熱水與空調(diào)結(jié)合性，其他為單空調(diào)熱水型?？照{(diào)熱媒水為60/50℃。

4.1.2綜合商業(yè)的冰蓄冷設(shè)計(jì)

由于整個(gè)綜合樓配備了大量商業(yè)寫作間，因此，空調(diào)負(fù)荷較大，且主要集中在白天運(yùn)行，若采用單獨(dú)的電制冷方式，則容易對(duì)市政用電造成很大的沖擊作用，且運(yùn)行費(fèi)用極為高昂?；诖?，采用暖通空調(diào)冷水制冰且依據(jù)蓄冷量大于總制冷70%以上進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，滿足電網(wǎng)高峰條件下的制冷量。

4.1.3免費(fèi)供冷設(shè)計(jì)

綜合樓內(nèi)配置了較多的內(nèi)區(qū)，包括大量餐飲店鋪，在過(guò)度季節(jié)，一些店鋪并不需要制冷，而整個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)已停止運(yùn)行，因此，為滿足一部分用戶的制冷需求，可設(shè)計(jì)冷卻塔對(duì)這部分用戶進(jìn)行免費(fèi)供冷系統(tǒng)。利用冷卻塔作為整個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)的冷源，并采用換熱器來(lái)為部分用戶集中供冷，從而降低整個(gè)建筑群的能耗。

4.2空調(diào)水系統(tǒng)

空調(diào)水系統(tǒng)選擇使用兩管制。塔樓空調(diào)冷熱水系統(tǒng)的水平干線以及主立管部分都選擇同程式系統(tǒng)，裙房空調(diào)冷熱水系統(tǒng)的水平以及豎向主干線均選擇異程式。利用高位膨脹水箱定壓，軟化水對(duì)制冷機(jī)房補(bǔ)水。

系統(tǒng)的冷凍水選擇一次泵變流量系統(tǒng)，系統(tǒng)的供、回水主管分別設(shè)置相應(yīng)的輔助壓差旁通閥，通過(guò)進(jìn)回水總管反饋的壓力信號(hào)進(jìn)行水量調(diào)節(jié)，來(lái)滿足水量變化。冷卻水泵采取定流運(yùn)行方式，冷卻塔出水口安裝溫度傳感器進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)，維持冷卻塔出水水溫恒定。各主管和分支管理都部分自力式壓差控制閥，進(jìn)行水系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡調(diào)節(jié)。

4.3空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

針對(duì)綜合寫字樓的百貨區(qū)、會(huì)議室、休息間采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，利用熱回收新風(fēng)機(jī)組對(duì)新風(fēng)進(jìn)行集中處理，新風(fēng)口設(shè)在建筑外墻處。機(jī)組可集中布置在屋頂或設(shè)備層等位置，也可進(jìn)行分層布置。對(duì)于一部分過(guò)渡季節(jié)商業(yè)場(chǎng)所，采取免費(fèi)供冷，在空調(diào)末端選擇使用吊頂式空調(diào)器。全空氣系統(tǒng)采用變頻方式進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，氣流由上送上回，組合式空調(diào)器風(fēng)機(jī)選擇變頻風(fēng)機(jī)。

4.4通風(fēng)系統(tǒng)

整個(gè)綜合寫字樓的設(shè)備間、儲(chǔ)藏室、衛(wèi)生間、廚房等均配備相應(yīng)的通風(fēng)系統(tǒng)。酒店衛(wèi)生間設(shè)排風(fēng)系統(tǒng)，利用回收式機(jī)組排至室外。空調(diào)機(jī)組和新風(fēng)機(jī)組均加裝袋式初效過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾。空調(diào)制冷機(jī)房、鍋爐房以及廚房設(shè)置事故通風(fēng)系統(tǒng)，事故通風(fēng)的換氣次數(shù)按12次/h計(jì)算。

5　結(jié)語(yǔ)

在整個(gè)高層建筑能耗中，暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗較多，因此暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣會(huì)對(duì)建筑項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生較大影響，而且還會(huì)影響人們的日常生活。在高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該堅(jiān)持可行性原則、可行性原則以及可調(diào)節(jié)原則，嚴(yán)格把握各個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，包括循環(huán)水泵的選型、供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)、通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，確保設(shè)計(jì)方案符合實(shí)際需求，盡量做到節(jié)能減排，保障暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量。

[1]伍春艷.高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2013（18）：09.

[2]薛亞偉.高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].商品與質(zhì)量：科教與法，2014（05）：72～73.

[3]尹泉.高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015（06）：132～133.

TU83

A

1673-0038（2015）48-0195-02

2015-11-13

曾應(yīng)賢（1983-），男，工程師，本科，主要從事暖通、動(dòng)力工程設(shè)計(jì)等工作。

吳全勝（1984-），男，工程師，本科，主要從事暖通空調(diào)設(shè)計(jì)等工作。