超高層商用建筑暖通空調(diào)設(shè)計管理研究

宮金平

暖通空調(diào)是超高層房屋建筑的重要設(shè)施，其設(shè)計關(guān)系到暖通空調(diào)洞使用壽命以及節(jié)能效果。為此，文章結(jié)合超高層商用建筑特點以及暖通空調(diào)使用情況，從設(shè)計流程、設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計理念幾個方面探究超高層商用建筑暖通空調(diào)設(shè)計管理優(yōu)化對策，旨在能夠為房屋使用者創(chuàng)設(shè)舒適的居住環(huán)境。

城市化進程的加快促進了我國建筑行業(yè)的發(fā)展。超高層商用建筑是當(dāng)前我國社會范圍內(nèi)的主要建筑形式，也是人們辦公、消費、休閑娛樂的重要場所。和一般的建筑相比，超高層商用建筑在房屋設(shè)計上有著更高的要求，對工程施工設(shè)計人員的能力是一種挑戰(zhàn)。暖通空調(diào)設(shè)計是超高層商用建筑設(shè)計的一個重要內(nèi)容，這項設(shè)計工作的開展關(guān)系到建筑的使用壽命和最終質(zhì)量。為了能夠優(yōu)化超高層商用建筑暖通空調(diào)設(shè)計管理，文章結(jié)合超高層建筑特點，從設(shè)計思想、設(shè)計流程、設(shè)計內(nèi)容幾個方面分析超高層建筑暖通空調(diào)的設(shè)計要點[1]。

一、超高層商用建筑特點

建筑采暖主要是指通過使用恰當(dāng)?shù)姆绞絹硐蚍课萁ㄖ?nèi)部輸送熱量，在熱量的支持下能夠?qū)崿F(xiàn)對房屋建筑內(nèi)部環(huán)境的協(xié)調(diào)處理，最終打造出適合居住的環(huán)境。采暖是現(xiàn)代建筑建設(shè)的一個重要內(nèi)容，也是體現(xiàn)建筑功能的重要關(guān)鍵。根據(jù)房屋建筑結(jié)構(gòu)的不同，工程所使用的采暖方式也不同。和采暖相關(guān)的另外一個因素是建筑通風(fēng)，通過合理的建筑通風(fēng)能夠?qū)崿F(xiàn)房屋建筑內(nèi)外部空氣的順利交換，為建筑內(nèi)部引入新鮮的空間，置換其中污濁的空氣，最終保障房屋建筑內(nèi)部環(huán)境的健康。在超高層房屋建筑施工中，空調(diào)暖通設(shè)計直接關(guān)系到房屋建筑的舒適度，為了能夠滿足人們對房屋建筑的需求，需要密切關(guān)注超高層商用建筑暖通空調(diào)設(shè)計管理。

為了能夠提升超高層商用建筑暖通空調(diào)設(shè)計管理成效，需要相關(guān)人員對超高層建筑的特點進行全面的分析，具體如下。第一，房屋建筑室內(nèi)環(huán)境差異大，噪聲大。超高層房屋建筑的樓群高度超過100m，樓層越高，其內(nèi)部的容積率就會越低，相應(yīng)地，房屋建筑所需要承受的風(fēng)速也會提升，在室內(nèi)外環(huán)境變化的影響下房屋建筑施工會出現(xiàn)安全隱患。第二，缺乏公共交流空間。超高層的容積率相對較低，雖然超高層建筑有效地節(jié)省了土地，緩解了人口居住壓力，但是超高層公共空間較小導(dǎo)致使用者舒適度降低，為此，只有通過有效的空間設(shè)計才能夠保證整個超高層建筑工程的施工質(zhì)量。

二、超高層商用建筑暖通空調(diào)設(shè)計管理內(nèi)容

（一）設(shè)計思想

暖通空調(diào)設(shè)計是房屋建筑設(shè)計的一個重要組成部分?；诳沙掷m(xù)發(fā)展理念，暖通空調(diào)設(shè)計要注重建筑自身結(jié)構(gòu)、周圍景觀布置、建筑裝飾等內(nèi)容的結(jié)合?；诳沙掷m(xù)發(fā)展理念的超高層商用建筑暖通空調(diào)設(shè)計管理表現(xiàn)如下。第一，節(jié)能設(shè)計。在暖通空調(diào)設(shè)計中要盡可能地使用高性能冷熱源設(shè)備、熱回收空調(diào)機組，通過使用這些設(shè)備來達(dá)到節(jié)能設(shè)計的目的，降低工程建設(shè)成本，滿足人們對房屋的建設(shè)需要。第二，消聲設(shè)計。消聲處理體現(xiàn)在避難層水泵、屋面冷卻塔減震處理、辦公區(qū)域末端設(shè)備的噪聲控制。通過消聲處理能夠提升建筑的商業(yè)價值。第三，客戶需求。在客戶需求層面，超高層建筑的開發(fā)商需要考慮客戶對房屋的現(xiàn)階段使用需求和未來使用需求，站在長遠(yuǎn)的、可持續(xù)發(fā)展的角度來進行暖通空調(diào)設(shè)計。

（二）設(shè)計流程

1.方案設(shè)計

暖通空調(diào)方案設(shè)計是空調(diào)設(shè)計的基礎(chǔ)。在方案設(shè)計階段需要工程的業(yè)主、開發(fā)商能夠充分明確工程項目方案設(shè)計的目的和規(guī)模，進而在完整的設(shè)計方案中詳細(xì)列清各個項目的建設(shè)需求[2]。從實際應(yīng)用情況看，多數(shù)超高層商用建筑都是企業(yè)總部的辦公場所。于此，工程建筑的業(yè)主需要根據(jù)使用需求來對建筑暖通空調(diào)設(shè)計團隊提出對應(yīng)的要求，包含暖通空調(diào)方案設(shè)計中是否包含了自建的計算機數(shù)據(jù)運營中心，如果包含了，那么計算機空調(diào)運營中心的占地面積是多大;除公共衛(wèi)生間之外還會擁有怎樣的餐飲設(shè)施;是否需要從普通職工的餐廳中分離出來特色餐廳、行政餐廳。在了解以上信息的基礎(chǔ)上，工程業(yè)主從總體上把握工程空調(diào)暖通設(shè)計，購買相應(yīng)的材料和設(shè)備，并就這些材料、設(shè)備購買成本消耗進行計算。

2.深度設(shè)計

深度設(shè)計是方案設(shè)計的一種擴展。在具體的深度設(shè)計中暖通空調(diào)設(shè)計者可以按照空調(diào)系統(tǒng)規(guī)劃內(nèi)容來對暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案進行深入的設(shè)計。在暖通空調(diào)設(shè)計中，業(yè)主單位的設(shè)計人員要明確設(shè)計院、顧問單位之間的責(zé)任分工，協(xié)調(diào)好各方利益的關(guān)系，在合理把控工程設(shè)計進度、設(shè)計質(zhì)量、項目發(fā)展要求的情況下開展暖通空調(diào)的深度設(shè)計[3]。

比如，在施工圖紙的設(shè)計階段要做好各階段施工的過程管控、分階段審查，確保施工圖紙的設(shè)計能夠滿足國家、地區(qū)規(guī)范要求。業(yè)主單位的設(shè)計管理者如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案中出現(xiàn)了問題，要及時和設(shè)計總承包設(shè)計人員進行有效的溝通交流，為設(shè)計院設(shè)計人員提供具體的指示，從而更好地推進暖通空調(diào)施工設(shè)計工作的順利開展[4]。另外，在暖通空調(diào)深度設(shè)計工作中為了能夠保證設(shè)計的有效性，還需要定期召開專業(yè)設(shè)計協(xié)調(diào)會，在協(xié)調(diào)會議上及時獲得設(shè)計總承包方的信息，根據(jù)總承包方提出的問題采取對應(yīng)的措施予以解決，解決工程專業(yè)設(shè)計和土木工程建設(shè)、電氣設(shè)計、給排水設(shè)計、裝飾設(shè)計之間的矛盾沖突。

3.施工設(shè)計

施工圖紙的設(shè)計是建筑工程施工階段所需要開展的一個重要內(nèi)容，這個階段的管理工作主要體現(xiàn)在對施工單位二次深化設(shè)計圖紙的內(nèi)容進行審核，根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況協(xié)調(diào)設(shè)計院來變更施工設(shè)計圖紙。同時，在整個工程施工的過程中要能夠隨時在現(xiàn)場和設(shè)計院、施工單位共同解決施工設(shè)計中所沒有考慮到的問題，這些問題包含管線位置布置不合理、高大空間氣流管理不順暢所誘發(fā)的熱風(fēng)無法下送的問題[5]。在管線預(yù)留埋設(shè)的階段需要注重審核施工方提供的預(yù)留預(yù)埋施工設(shè)計圖紙，特別是需要密切關(guān)注地下室部分外墻給排水套管、雨污水套管、電信進出套管的設(shè)計。在管線施工之前需要施工人員能夠明確各個管線的綜合布置位置、剖面設(shè)計圖。在此基礎(chǔ)上，施工單位需要嚴(yán)格按照設(shè)計階段預(yù)留的外墻新風(fēng)口、排氣口來安裝管線，如果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場百葉沒有按照設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)進行安裝要做好設(shè)計預(yù)留，要到現(xiàn)場進行協(xié)調(diào)管理。

（三）設(shè)計內(nèi)容

1.熱冷源設(shè)備

對于超高層商用房屋建筑來說，為了能夠滿足整個工程項目空調(diào)設(shè)計要求，超高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計人員需要在詳細(xì)的經(jīng)濟性分析基礎(chǔ)上實現(xiàn)對建筑的精準(zhǔn)定位，之后對采用中央設(shè)備間負(fù)擔(dān)多層空調(diào)，還是使用局部機房擔(dān)負(fù)一層空調(diào)送風(fēng)來進行選擇[6]。在選擇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)冷熱源設(shè)備的時候需要提前開展必要的經(jīng)濟性分析，通過全面的經(jīng)濟性分析來確定項目所需要選擇的制冷供暖系統(tǒng)形式。超高層房屋建筑施工中常用的供熱設(shè)備包含燃油設(shè)備、燃?xì)庠O(shè)備、電鍋爐設(shè)備等，在具體實施操作的時候油氣鍋爐會受到燃料類型、燃料價格的影響。冷水機組、鍋爐設(shè)備位置的確定則是需要考慮超高層建筑結(jié)構(gòu)造價、建筑布局、施工時間、施工人員布置等因素的影響。

2.空調(diào)水系統(tǒng)

超高層商用建筑水輸配系統(tǒng)管道設(shè)計和底層建筑相比存在較多不同。在具體實施操作的時候靜水壓力不僅會影響到管道、閥門的配置，還會影響建筑物內(nèi)部設(shè)備的安排。在具體施工管理的時候，超高層建筑水系統(tǒng)要實現(xiàn)分區(qū)域、分系統(tǒng)的設(shè)計，在實施分區(qū)設(shè)計的時候還需要注重考慮各個設(shè)備的承壓能力，在確保成本效益得到保障的情況下考慮不同承壓能力設(shè)備的搭配。設(shè)備水溫差的選擇也是商用建筑暖通設(shè)計過程中需要思考和解決的問題。比如，超高層房屋建筑在有數(shù)據(jù)中心的情況下可以提供24h的冷卻水需求。但從發(fā)展實際情況看，高層建筑和辦公標(biāo)準(zhǔn)樓層租戶冷卻水需求不同，在暖通空調(diào)設(shè)計的過程中，工程業(yè)主管理人員需要要求設(shè)計承包方的設(shè)計者對標(biāo)準(zhǔn)樓層每個租戶單元預(yù)留管道接口進行設(shè)計，目的是能夠適應(yīng)后期租戶的靈活需求。

3.空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

超高層商用建筑設(shè)計中，一般會使用風(fēng)機盤管加新房系統(tǒng)、企業(yè)空氣系統(tǒng)。在整個系統(tǒng)運作中，全空氣變風(fēng)量系統(tǒng)是高質(zhì)量商用建筑辦公采用最多的一種形式。VAV系統(tǒng)末端裝置包含單個通道、串聯(lián)風(fēng)機動力裝置、并聯(lián)風(fēng)機動力末端裝置。在各個系統(tǒng)裝置運作的時候我們會發(fā)現(xiàn)變風(fēng)量系統(tǒng)在運作的時候容易出現(xiàn)噪聲大、振動快、末端裝置選擇不恰當(dāng)、空間局部過冷等問題，為了解決這些問題，需要施工人員強化施工設(shè)計、施工管理、施工調(diào)試、施工運行等環(huán)節(jié)的設(shè)計。辦公大堂作為高大空間，其空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計的時候會出現(xiàn)采暖量設(shè)計沒有問題，但是溫度設(shè)計達(dá)不到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象。深入分析，我們會發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)這樣現(xiàn)象的原因有兩種：一種是空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部的氣流組織設(shè)計不理想，另外一種是建筑冷熱風(fēng)侵入阻擋設(shè)施不充分。為了解決這個問題，在氣流組織運作上可以使用中位送風(fēng)、頂部回風(fēng)的方式。同時，在冷熱風(fēng)侵入阻擋設(shè)施設(shè)置中的時候可以通過采取設(shè)置雙門斗或風(fēng)幕的方式解決。

三、某超高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計分析

某超高層房屋建筑的占地面積為13.2平方米，建筑高度為230米，包含地上51層和地下3層。房屋建筑中包含避難區(qū)和設(shè)備層，超高層建筑暖通空調(diào)的具體設(shè)計如下所示。

（一）管線的設(shè)計

超高層房屋建筑內(nèi)部存在比較多的管道，在這些管道中有很多是暖通空調(diào)管道，具體包含排水管道、通風(fēng)管道、電線管道，在進行這些管道設(shè)計的時候需要思考如何實現(xiàn)對各個管線的合理配置，減少各個管道間相互影響[7]。

（二）空調(diào)水系統(tǒng)的分區(qū)設(shè)計

按照壓力設(shè)定數(shù)值對空調(diào)水系統(tǒng)進行分區(qū)管理。在房屋建筑施工中，建筑樓層越高，其空調(diào)系統(tǒng)所需要承載的水靜壓就越多，為了能夠更好地開展施工，需要采取措施提升設(shè)備以及管道材料抵抗壓力的能力，由此就會增加工程成本。為了節(jié)省成本，在施工的時候需要對空調(diào)水系統(tǒng)實施分區(qū)設(shè)置，即2-22層為低區(qū)、23-37層為中區(qū)、38層以上是屋頂。在22層設(shè)置中高區(qū)換熱站。低壓空調(diào)區(qū)域范圍內(nèi)的設(shè)備能夠承擔(dān)1.6MPa的壓力，中區(qū)和高區(qū)銜接位置上的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備能夠承擔(dān)1.6MPa的壓力，高區(qū)位置上的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備能夠承擔(dān)1.8MPa的壓力。在設(shè)備的實際運作中需要將設(shè)備所能夠承載的壓力設(shè)定在2MPa以內(nèi)。

（三）冷水機組、空調(diào)機組的自動化控制

根據(jù)供回水的流量、溫度變化來對空調(diào)自動控制系統(tǒng)的負(fù)荷進行計算，確定冷水機組、空調(diào)水泵的運行參數(shù)，并在設(shè)備運行的過程中密切關(guān)注水機組、水泵運行情況[8]。同時，還需要將主機設(shè)備和冷水機組蒸發(fā)器出水管上的水流開關(guān)密切連接在一起，采取必要的技術(shù)形式來實現(xiàn)對這些開關(guān)的自動化控制。

（四）通風(fēng)和排煙系統(tǒng)的自動化控制

為了能夠確保地下通風(fēng)安全，需要在地下室設(shè)置一個一氧化碳監(jiān)測器，在一氧化碳監(jiān)測器的作用下實現(xiàn)對車控通風(fēng)、風(fēng)機的自動化控制，密切關(guān)注地下車庫的空氣質(zhì)量，在發(fā)現(xiàn)問題之后在第一時間進行報警，通風(fēng)和排煙自動控制系統(tǒng)會將排煙口打開，同時會啟動送風(fēng)機、排煙機和補風(fēng)機，切斷一些關(guān)聯(lián)電源。

四、結(jié)束語

綜上，暖通空調(diào)是超高層房屋建筑的重要組成，暖通空調(diào)的設(shè)計直接關(guān)系到整個建筑工程的施工安全和施工質(zhì)量。為此，文章結(jié)合超高層建筑的施工需要以及社會發(fā)展對超高層建筑施工提出的要求，從施工的各個層面入手探究了超高層商用建筑暖通空調(diào)設(shè)計優(yōu)化對策，旨在能夠更好地設(shè)計暖通空調(diào)，優(yōu)化建筑物內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，減少超高層建筑物可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險。

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