某超高層建筑的暖通空調設計

【摘 要】 介紹了某超高層建筑的空調系統設計，主要包括冷熱源、通風系統、防排煙系統、室內游泳池及商業辦公區的空調系統設計。

【關鍵詞】 超高層 空調系統 防排煙系統

一、工程概況

青島財富中心位于青島金融街，總建筑面積89000平方米，建筑高度228米，是超高層建筑。它綜合了銀行辦公、商用辦公、公寓式酒店和俱樂部等功能。地下五層為車庫和設備用房；地上四十六層，一、二層為商業用房；三至二十二層為辦公用房；二十三、二十五層為會所；二十六至四十五層為公寓；其中，十三層、二十四層及三十五層為避難層（設備層），四十六層為設備層。

二、暖通專業設計范圍

3.3 圍護結構的傳熱設計參數

四、空調系統的設計

4.1 設計冷、熱負荷及指標

4.2 空調系統的選擇及冷熱源的配置

根據該建筑內部各功能區域的使用特點，并充分考慮業主的使用要求，該工程的商業辦公區和公寓式酒店區的空調系統采用雙熱源單冷源系統。夏季空調均采用變冷媒流量熱泵型（變頻多聯機VRV）中央空調方式，兼過渡季制冷（制熱）使用；冬季空調均采用低溫熱水盤管（安裝于VRV室內機出口端，與室內機共用送風機）送風方式，此時統一關閉VRV系統。

消防控制室、電信機房、安監機房及大樓值班室等需要全天候使用的房間，均設置單元式分體空調。

4.3 商業辦公區空調設計

VRV室外機分兩個區分別設置于十三層避難層及二十四層避難層，各自負擔一至十二層及十四至二十三層的空調室內機，利用設于外墻的百葉風口通風散熱，室外機選用高靜壓（78.4Pa）機組，冷媒管采用側接方式連接，以便降低其基礎的設計高度，減小對建筑和結構的不利影響。各個房間的氣流組織均采取上送上回的方式。

空調系統可實現整體控制和分室控制，既可進行全樓集中監控，又可使每個房間進行獨立控制。在過渡季節，用戶可以根據需要使用VRV系統進行供冷或供熱。每套房間均設有分戶計量裝置。

在節能設計上，選用了轉輪式熱回收送排風空氣處理機組。轉輪式熱回收就是利用排風與新風的溫差和蒸汽分壓差來進行熱濕交換而回收能源的設備，其全熱回收效率可達70%以上。冬季室內排風的焓值高于室外新風，排風經過轉輪時，由于能量交換，轉輪焓值升高；當其運轉到新風側時，向低焓的新風放出能量，新風升溫。在夏季轉輪式熱回收機組可以將新風預冷及除濕。新風經過轉輪式熱回收機組的預熱加濕（預冷除濕），降低了空調運行中冷/熱負荷和耗電量。同時，新風參數得到改善，濕度溫度波動相應減少，因此空氣容易調節和控制。

新風系統按樓層設置，共設二十二套新風系統。室外新風通過建筑進風豎井，利用設于每層的轉輪式熱回收機組送入各房間，室內排風經過熱回收機組排至排風豎井。為滿足冬季濕度要求，每臺熱回收機組均設有防菌阻垢汽化濕膜加濕器，并設有一組加熱盤管段，以解決冬季加濕水溫低而影響加濕效果的問題。在過渡季轉輪式熱回收停止工作，機組進行全新風運行。

4.4 游泳廳空調設計

該工程的二十五層是游泳廳，在游泳廳夾層中設置一臺組合式空氣處理機組和一臺低噪音排風機，對整個游泳池區域進行通風除濕、空氣加熱處理。

送排風系統：根據室外空氣條件，調整組合式空氣處理機組的最佳運行模式，直接引入室外新風。在二十五層高位設高速噴口上送風，吹向玻璃屋頂進行通風并起到防結露的作用。在寒冷的冬季開啟泳池周邊的地面下送風口，保證泳池室內溫濕度并防止側窗結露。二十五層高位設置排風系統，排除游泳池上空的淤積的熱濕空氣及氯氣，排風系統與新風系統同步調整風量，以保持機組風量平衡。

助加熱系統：為滿足冬季及過渡季節游泳人員足部的熱舒適需要，在游泳池周圍地面設置低溫熱水地板輻射采暖系統。

4.5 其他幾區空調設計

除無機械新風系統外，公寓式酒店區空調方式與商業辦公區相同，即采用VRV系統和熱水盤管進行空調和采暖，通過外窗獲取新風，VRV室外設置于三十五層和四十六層。

在一層辦公大堂入口對面的側墻中部高度處設置了VRV室內機及熱水盤管。該大堂高度達十米，在冬季熱水盤管側送風難以滿足大堂下部溫度要求，設計時考慮了在大堂地面設置低溫熱水地板輻射采暖系統，以滿足冬季辦公大堂的熱舒適度要求。

會所空調采用VRV和熱水盤管進行空調和采暖，會所的娛樂部分和餐飲部分各自單獨設置了一套VRV機組，新風系統采用了一臺熱回收新風機組（帶預熱盤管）。

4.6 冷源及熱源

熱水盤管、新風機組及地暖用熱水的熱源情況如下：

利用市政提供的110℃/70℃的高溫熱水，選用板式整體換熱機組，經換熱機組熱水循環泵輸送到建筑各區。按設備承壓能力、建筑使用功能、使用時間及負荷變化情況相似性，本工程共設5臺換熱機組，3臺設于地下一層換熱站，2臺設于二十四層換熱站。

地下一層換熱站的3臺機組服務分區為：一至十三層使用一臺機組，二次側供、回水溫度60/50OC。十四至二十二層使用一臺機組，二次側供、回水溫度60/50OC。第3臺機組作為二十三層以上公寓式酒店、游泳館及會所采暖換熱熱源，二次側供、回水溫度95/70OC， 與其配套的2臺換熱機組設于二十四層，其中二十三至四十五層使用一臺機組；三十六至六十六層使用一臺機組，三次側供、回水溫度60/50OC。

五、機械通風系統的設計

各設備用房、衛生間、廚房及地下車庫等，均設計機械通風系統。

設備房根據換氣次數要求設計機械加壓送風系統。

所有衛生間吊頂式排風扇，在每層匯集至排風豎井，通過設置在屋面和設備層的衛生間排風機排出室外。

每個公寓單元設計廚房中央排風系統。各廚房內設有廚房排油煙機，油煙匯集至排風豎井，通過設在屋面和設備層的廚房排風機排出室外。排風機按做飯時間分三個時段運行，其它時段開啟電動旁通閥（與風機連鎖）進行自然排煙，并在每戶排油煙機與豎風井連接處設置止回排氣閥。

會所的廚房通風量按熱加工間體積的40次/h換氣次數計算，廚房作機械補風系統，風量為排風量的80%，其余補風為臨近房間的自然補風。

六、防煙、排煙系統的設計

本工程功能復雜、人員眾多，一旦發生火災損失巨大。設計時嚴格按照《高層民用建筑設計防火規范》（2005版）的要求設置。本建筑內的防煙樓梯間、防煙樓梯間與消防電梯合用前室、消防電梯前室分別設置了加壓送風系統。無自然排煙的內走道設置了機械排煙系統，地下一至五層車庫共設10個機械排風兼排煙系統，9個機械補風系統。

防煙樓梯間、合用前室、消防電梯前室的加壓送風系統以避難層為界，分段獨立設置。送風機設置于設備層或屋面。樓梯間內設置自垂式百葉風口，前室內設置常閉型多葉送風口。

辦公區內走道設有機械排煙系統，排煙系統豎向設置，以十三層為界分兩段設計，走廊內設置常閉型多葉排煙口。

該工程地下車庫每層均為一個防煙分區，每個防煙分區面積均不超過2000 m2 ，防煙分區不跨越防火分區，地下車庫通風與排煙合用一個系統。車庫平時通風采用送排風機聯合誘導風機的方式，排煙兼排風機均為雙速風機。設計排煙量及通風換氣次數均為6次/小時。

當某防煙分區發生火災時，該區溫（煙）感器向消防控制中心報警，自動或手動打開該防煙分區內排煙口，同時排煙風機自動切入高速運轉狀態進行排煙，并且聯動送風機進行補風。排煙防火閥的開關狀態在消防控制中心應有信號顯示。所有消防用風機均應設有備用電源。

七、結束語

在超高層建筑中公共建筑居多，使用要求較高，空調系統能耗可觀，節能潛力巨大，因此在暖通設計過程中更好地運用新技術、新材料，從而達到既節能又舒適的目的。本項目是超高層建筑，結構復雜，功能眾多，在設計過程中需要與建筑專業多次協調，共同研究設備布局及管道走向。

參考文獻

[1] 陸耀慶，主編.實用供熱空調設計手冊.中國建筑工業出版社，1993

[2]采暖通風與空氣調節設計規范GB50019-2003