某高層建筑空氣調節系統的設計

何思鳳

摘 要：高層建筑空氣調節系統關系高層建筑的運行安全、穩定水平，同時也決定高層建筑的舒適性水平。空氣調節系統設計需要以高層建筑實際情況為出發點，從多個方面入手，提高設計的科學性。文章結合某高層建筑實際情況，主要探討在空氣調節系統設計方面的關鍵問題與注意事項，望能夠引起各方關注與重視。

關鍵詞：高層建筑；空氣調節系統；設計

某高層建筑總面積為4820.0m2，共設置A/B塔樓以及A/B配樓，兩座塔樓地上層高為32層，整體高度為96.0m，地下2層，兩座配樓地上層高為3層，整體高度為10.0m，地下2層。現結合該高層建筑實際情況，詳細探討空氣調節系統設計中的關鍵要點。

1 冷熱源設計分析

對于高層建筑而言，室內區域分工不同，所對應的環境溫度、濕度設計參數存在一定的差異性，同時對于新風量也有不同的需求。本高層建筑中，主要室內分工及其設計參數可概括如下：（1）對于辦公室而言，夏季環境溫度參數要求控制為26.0℃，相對濕度參數要求控制為55.0%，冬季環境溫度參數要求控制為20.0℃，相對濕度參數要求控制為40.0%，新風量控制標準為30.0m3/（人·h）；（2）對于會議室而言，夏季環境溫度參數要求控制為26.0℃，相對濕度參數要求控制為60.0%，冬季環境溫度參數要求控制為20.0℃，相對濕度參數要求控制為40.0%，新風量控制標準為30.0m3/（人·h）；（3）對于展廳而言，夏季環境溫度參數要求控制為26.0℃，相對濕度參數要求控制為55.0%，冬季環境溫度參數要求控制為19.0℃，相對濕度參數要求控制為40.0%，新風量控制標準為20.0m3/（人·h）；（4）對于走道而言，夏季環境溫度參數要求控制為27.0℃，相對濕度參數要求控制為50.0%，冬季環境溫度參數要求控制為18.0℃，相對濕度參數要求控制為40.0%，新風量控制標準為10.0m3/（人·h）。

同時，A/B塔樓及配樓在計算設計冷熱負荷的過程當中，根據勘察設計所計算得出的地上面積參數進行整個建筑室內的冷熱源配置設計工作：首先，對于A/B塔樓而言，水冷離心式冷水機組配置標準為：3516.0KW（額定制冷量）*3（臺）以及1934.0KW（額定制冷量）*1（臺）。總配置制冷量為12482.0KW，該方案下滿足6.0～11.0℃供回水溫度。燃氣真空熱水機組配置標準為：2093.0KW（額定制熱量）*3（臺）。總配置制熱量為6279.0KW，該方案下滿足50.0～60.0℃供回水溫度。其次，對于A/B配樓而言，按照建筑樓層設置獨立運行系統，系統標配為VRF多聯空調系統，共設置系統12套，總額定功率為220.5KW。

2 空調風系統設計

兩座塔樓大空間區域（包括會議室、門廳、以及餐廳在內）所選取運行系統為全空氣低風速變頻送風系統，系統集中設置空調機房。同時，兩座塔樓小空間區域（包括辦公室、以及包廂在內）所選擇運行系統為基于風機盤管空調系統結合新風空氣以及水處理系統的綜合系統。而兩座配樓則均采取基于VRF多聯空調以及新風空氣的處理系統。

結合現階段的相關標準規范來看，對于高層建筑而言，由于其對于建筑外立面的要求較高，進而百葉無法直接設置于建筑外立面，受到這一因素影響，導致新風無法直接送往各樓層，而需要在避難層設備區中進行集中處理。同時，由于本高層建筑門窗的密封性能源高于規范要求水平，空氣通過門窗縫隙滲透的難度較大，因而，若不及時對排風系統進行設計與優化，可能無法保障進入室內新風量負荷設計標準。同時，結合當前建筑節能設計的相關要求，本工程中，分別要求A/B塔樓在1～2層避難層以及屋頂設置組合式轉輪全熱回收機組，該機組正常運行狀態下，可以豎向管井為載體，對各層排放進行收集，經由表冷器處理后，再經由豎向管井傳輸至室內各個區域。

空調風系統設計期間，為了滿足設計標準中對于機組節能運行的相關要求，建議按照如下步驟展開設計作業：

第一步，根據熱回收機組新風量對塔樓新風排風量進行計算：既定新風量為58000.0m3/h。為了防止本區域內因空氣滲透而對新風量產生影響，維持室內微正壓水平，按照0.7h-1標準設定所需風量。同時，根據房間面積以及高度參數計算室內微正壓水平維持下的所需風量，具體計算方法為：

所需風量=13750.0m2（室內面積）×3.0m（室內凈高）×0.7h-1；

進而，本層熱回收機組排風量可采取：新風量-所需風量方式計算，最終結果為28875.0m3/h。

第二步，確定各個狀態點參數取值：為確定室內各個狀態點的取值標準，首先需要計算在熱回收處理下，新風所對應的比焓數值，具體計算方法為：

熱回收處理下新風比焓參數=室外環境新風比焓參數-焓交換率*質量流量（室外環境新風比焓參數-室內排放比焓參數）/新風質量流量；

該計算式中，焓交換率取固定值為60.0%，質量流量按照新風與排風數值孰低的方式計算。因此，最終結果顯示，本區域內夏季環境狀態下所對應比焓參數為79.83KJ/Kg，冬季環境狀態下所對應的比焓參數為14.05KJ/Kg。

3 空調水系統設計分析

本高層建筑空調水系統設置模式為兩管獨立運行模式，本模式主要特點為冷熱兼用，同時，以季節為標準進行運行模式切換。首先，對于空調冷水系統而言，系統模式為二級泵模式，一級泵定額，兩座塔樓均采取二級泵結合變頻的運行模式；其次，對于空調熱水系統而言，系統模式為一級泵結合變頻的運行模式。

現場數據顯示，由于本高層建筑A/B兩座塔樓的建筑高度均在96.0m以上，按照現行標準規范，均屬于超高層建筑。而對于超高層建筑而言，在空氣調節系統設計過程當中，為了最大限度的確保空調水系統運行的安全可靠，冷源供冷效率科學可靠以外，還應當盡量的控制系統設備的投資消耗。結合相關的實踐工作經驗來看，除需要確保設備承壓符合標準要求，每增加一級板式換熱器，冷源所對應的供冷效率會下降近1/5比例。與此同時，末端裝置所對應的換熱面積會提升1/5左右比例。而同時，過多的分區不利于系統費用的控制以及對初始投資金額的限制要求。本建筑系統中的空調水系統豎向分區給水系統采用高位水箱給水方式，在樓層中間20層設備層設置高位水箱。20層的高位水箱儲存調節全樓水壓。25層以上為上部區域，20層以下是下部區域。其中低區系統冷水組選用工作壓力1.0Mpa的設備，高區系統選用2.0Mpa的設備。高區系統設備工作壓力提至2.0Mpa時可以對20樓以上地區進行水壓供給。

考慮到這一問題，本工程空氣調節系統中，水系統的設置方案為：以A/B塔樓第二避難層為分界點，設置高區、低區兩個分區。在第二避難層以下位置，冷熱水供應均直接由冷熱源機房負責，而對于第二避難層以上位置，冷熱水的供應需要在換熱機組的換熱處理后進行供應。同時，由地下室消防水池為冷卻塔提供補水支持，通過集中立管對冷凝水進行收集，排除消防水池，最大限度的對冷凝水內部冷量進行回收利用。

4 結束語

文章結合某高層建筑實際情況，分別從冷熱源與冷熱源配置、空調風系統、以及空調水系統這三個方面入手，針對以上系統設計中的關鍵問題展開探討與研究，同時可通過對冷凝水冷量的綜合應用，確保其回收水平，促進整個空氣調節系統經濟效益的提升。