某超高層辦公樓空調(diào)方案比選

楊帆 張博

(中鐵二院重慶分公司，重慶 400023)

0 引言

超高層建筑以其在節(jié)約土地、提升城市形象、拉動社會投資、擴(kuò)大旅游和商貿(mào)活動等方面的獨(dú)有特性，在當(dāng)今世界呈飛速增長之態(tài)。根據(jù)資料統(tǒng)計世界上目前建成的超高層建筑中暫居第一的迪拜塔高度已達(dá)828 m，而世界高度前10位的超高層建筑中我國已占6 幢之多[1]。

與普通建筑相比，超高層建筑的能源消耗、資源消耗、對周邊環(huán)境的影響、運(yùn)營管理成本都相對較高。空調(diào)系統(tǒng)作為能耗大戶，設(shè)計中需進(jìn)行方案比選，選出最經(jīng)濟(jì)、最適用的空調(diào)系統(tǒng)。

1 工程概述

該項目位于重慶沙坪壩區(qū)，總建筑面積為69 900 m2，共48層，裙房7層，建筑總高度為212.6 m，集商業(yè)、辦公為一體的綜合建筑。

2 空調(diào)方案選擇

方案一:裙房商業(yè)部分采用低風(fēng)速單風(fēng)道全空氣空調(diào)系統(tǒng)，辦公區(qū)采用吊裝式空氣處理機(jī)組+新風(fēng)系統(tǒng)，集中設(shè)置制冷站及供熱站，冷源采用水冷式冷水機(jī)組，熱源采用燃?xì)庑蜔崴畽C(jī)組，冷卻塔位于裙房屋頂。

方案二:裙房商業(yè)部分采用低風(fēng)速單風(fēng)道全空氣空調(diào)系統(tǒng)，冷熱源采用風(fēng)冷熱泵，位于裙房屋頂;辦公區(qū)采用VRV(變制冷劑流量多聯(lián)分體式空調(diào)系統(tǒng))+新風(fēng)系統(tǒng)，每層為一獨(dú)立空調(diào)系統(tǒng)，每層設(shè)置空調(diào)機(jī)房放置多聯(lián)機(jī)室外機(jī)，建筑配合采用呼吸式幕墻。

商業(yè)裙房部分均采用集中制冷方式，主要針對辦公區(qū)進(jìn)行方案比對(見表1)。

表1 方案分析

由表1可知，方案二最大優(yōu)點(diǎn)在于控制靈活，運(yùn)行費(fèi)用較低，尤其在房間同時使用率較低的情況下節(jié)能性更加顯著[2]，但初投資較高，占用建筑使用面積，新風(fēng)與濕度處理能力相對較差。結(jié)合該建筑自身特點(diǎn)及業(yè)主意見，按同時使用率較高考慮，該辦公樓采用傳統(tǒng)的空調(diào)方式即方案一，地下設(shè)置集中制冷站及供熱站。

3 空調(diào)水方案選擇

制冷機(jī)房及燃?xì)鉄崴畽C(jī)房位于地下，機(jī)房至屋頂約240 m，根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備的最大承壓能力(最大為2.1 MPa)，水系統(tǒng)必須進(jìn)行分區(qū)。綜合考慮空調(diào)使用情況、建筑避難層的位置及設(shè)備、管件的承壓能力，水系統(tǒng)分區(qū)選定3種可行方案。

方案一:為避免設(shè)備承壓過高，按避難層(16層)為界分為低、高區(qū)，低區(qū)采用一次水直供方式，高區(qū)設(shè)置板式熱交換器二次水供給的方式，冷凍水一次水供回水溫度為6℃/11℃、二次水供回水溫度為7℃/12℃;空調(diào)熱水:空調(diào)一次水供回水溫度為60℃/50℃、二次水供回水溫度為55℃/45℃。集中空調(diào)水系統(tǒng)采用一次泵變流量、兩管制異程式系統(tǒng)，過渡季節(jié)采用冷卻塔“免費(fèi)”供冷技術(shù)。水系統(tǒng)定壓方式采用落地式膨脹水箱。

每區(qū)建筑高度約為120 m，每區(qū)設(shè)備最大承壓約為1.6 MPa。低、高區(qū)末端設(shè)備承壓隨樓層高度的增加而遞減，承壓要求介于1.0 MPa～1.6 MPa之間。

方案二:按建筑避難層(16層、32層)設(shè)置將水系統(tǒng)分為3區(qū)，中、低、高區(qū)，低區(qū)采用一次水直供方式，中、高區(qū)設(shè)置板式換熱器二次水供給方式，16層設(shè)置兩組板式換熱器，冷凍水一次水供回水溫度為6℃/11℃、二次水供回水溫度為7℃/12℃;空調(diào)熱水:空調(diào)一次水供回水溫度為60℃/50℃、二次水供回水溫度為55℃/45℃。

低區(qū)設(shè)備最大設(shè)備承壓為 1.6 MPa，中區(qū)設(shè)備承壓為1.0 MPa，高區(qū)板式換熱器及二次水泵承壓為1.6 MPa，末端設(shè)備承壓為 1.0 MPa。

與方案一比較，方案二將方案一中的高區(qū)分為中、高區(qū)，僅降低了末端設(shè)備承壓要求，但增加了板式換熱器及二次泵，運(yùn)行及維護(hù)難度增加。

方案三:按建筑避難層(16層，32層)設(shè)置將水系統(tǒng)分為3區(qū)，中、低、高區(qū)，低區(qū)采用一次水直供方式，中區(qū)設(shè)置板式換熱器二次水供給方式，高區(qū)設(shè)置板式換熱器三次水供給方式，16層，32層各設(shè)置板式換熱器，冷凍水一次水供回水溫度為5℃/13℃、二次水供回水溫度為6℃/14℃、三次水供回水溫度為7℃/15℃;空調(diào)熱水:空調(diào)一次水供回水溫度為60℃/50℃、二次水供回水溫度為55℃/45℃、三次水供回水溫度為45℃/40℃。

方案三的優(yōu)點(diǎn)在于對中、高區(qū)設(shè)備最大承壓要求降低，但三次換熱，熱損失大大增加，熱效率降低，高層末端設(shè)備面積增大。該方案可行性不高。

綜上所述，空調(diào)水系統(tǒng)采用方案一，分為低、高區(qū)，增加水系統(tǒng)承壓能力。

4 結(jié)語

對于房間數(shù)量多、區(qū)域劃分細(xì)致、分塊租售、分塊計量的建筑，同時使用率較低的情況下，推薦采用空調(diào)系統(tǒng)方案二VRV+新風(fēng)系統(tǒng)，簡化了空調(diào)系統(tǒng)，也能解決超高層水系統(tǒng)承壓較高的問題。

但結(jié)合本建筑自身特點(diǎn)，同時使用率較高，本建筑采用了空調(diào)系統(tǒng)方案一，地下設(shè)置集中制冷站及供熱站，提高了本建筑的出售使用面積，且初投資較低。空調(diào)水系統(tǒng)采用分兩區(qū)，提高水系統(tǒng)承壓能力，滿足超高層空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計要求。

[1] 范宏武，韓繼紅，孫 樺.綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)在超高層建筑中的適用性分析[J].綠色建筑，2011(3):24－26.

[2] 陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計手冊[M].第2版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011:1696－1697.