超高層商用建筑暖通空調(diào)設(shè)計管理

翁政軍

(蘇寧置業(yè)集團(tuán)有限公司，江蘇南京 210042)

隨著社會經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，我國的建筑業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。超高層商用建筑在國內(nèi)層出不窮的出現(xiàn)，成為人們辦公、消費、娛樂的重要場所。超高層商用建筑體的出現(xiàn)，對從事建筑設(shè)計的人員提出了切實的要求。任何一座超高層建筑的設(shè)計都是開發(fā)商、建筑設(shè)計師、結(jié)構(gòu)工程師、機(jī)電工程師、裝飾設(shè)計師、景觀設(shè)計師和相關(guān)專業(yè)共同協(xié)商的結(jié)果。暖通空調(diào)設(shè)計師，作為設(shè)計團(tuán)隊的重要組成部分，在保障產(chǎn)品品質(zhì)的前提下，必須首先考慮工程的造價、設(shè)備的運行費用、建筑的運營費用、建筑物使用者現(xiàn)有和將來的所有需求以及節(jié)能與環(huán)境問題。因此，在保障設(shè)計質(zhì)量、設(shè)計進(jìn)度的基礎(chǔ)上，業(yè)主對于項目設(shè)計管理整體的把控，運用可持續(xù)的設(shè)計理念貫穿于設(shè)計的整個生命周期內(nèi)有其現(xiàn)實的意義。

1 設(shè)計流程的管理

1.1 方案設(shè)計階段

暖通空調(diào)方案設(shè)計是整個設(shè)計過程的基礎(chǔ)，是暖通空調(diào)系統(tǒng)全生命周期關(guān)鍵的一環(huán)，為深度設(shè)計提供方向。在方案設(shè)計階段的開始，業(yè)主或開發(fā)商需要認(rèn)可項目設(shè)計的目的和規(guī)模。在業(yè)主自用建筑或明確租售的建筑項目中，建立一個完整的設(shè)計方案需要詳細(xì)列明項目各個方面的需求。很多超高層商用建筑都是企業(yè)總部或者國際公司的辦公場所，業(yè)主需要根據(jù)發(fā)展規(guī)劃對設(shè)計團(tuán)隊提出具體的要求。例如，該建筑內(nèi)是否包含企業(yè)自建的計算機(jī)數(shù)據(jù)運營中心，如果有，需設(shè)置多大面積，是否有除公共衛(wèi)生間外的行政衛(wèi)生間，含有什么樣的餐飲設(shè)施，有沒有從普通職工餐廳分離出來的行政餐廳或特色餐廳區(qū)域，除數(shù)據(jù)中心外，還有哪些區(qū)域需要延時工作或不間斷工作。業(yè)主需要進(jìn)行整體控制，對于上述或者類似規(guī)劃問題的回答將對暖通空調(diào)的方案設(shè)計有直接的影響。主要技術(shù)方案需要經(jīng)過方案比選，以空調(diào)冷熱源方案為例，需結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境及市政條件提出合理的方案，經(jīng)過設(shè)備購置費、設(shè)備運行費等經(jīng)濟(jì)性的比較確定可實施的冷熱源方案。暖通方案設(shè)計說明書需要包含充足的信息，以作為最初的工程施工預(yù)算基礎(chǔ)。

1.2 深度設(shè)計階段

深度設(shè)計作為方案設(shè)計的實施及擴(kuò)展階段，暖通空調(diào)設(shè)計師即按照空調(diào)系統(tǒng)的詳細(xì)方案進(jìn)行深入、細(xì)節(jié)的設(shè)計。業(yè)主單位設(shè)計師需明確設(shè)計院、前期、顧問單位等各單位間的責(zé)任分工，協(xié)調(diào)好各方面的利益關(guān)系，在控制設(shè)計進(jìn)度、保障設(shè)計質(zhì)量、保證項目具體特殊要求的情況下開展好設(shè)計管理工作。如在設(shè)計施工圖階段，進(jìn)行過程管控，分階段審查設(shè)計院圖紙的完成度，保證設(shè)計圖紙在滿足國家規(guī)范、地方規(guī)范及業(yè)主建造要求的情況下有條不紊的進(jìn)行。業(yè)主單位設(shè)計管理人員需要及時就設(shè)計當(dāng)中出現(xiàn)的問題與設(shè)計總承包方設(shè)計人員進(jìn)行有效的溝通，給予設(shè)計院設(shè)計人員具體指示以方便進(jìn)一步的工作推進(jìn)。在設(shè)計過程中可通過定期召開專業(yè)設(shè)計協(xié)調(diào)會，及時接收設(shè)計總承包方的信息，及時解決問題，避免專業(yè)設(shè)計與土建、電氣、給排水、裝飾等各專業(yè)設(shè)計之間的矛盾。

1.3 施工階段

施工階段開始于施工圖技術(shù)交底，項目施工階段的設(shè)計管理工作主要是審核施工單位二次深化設(shè)計圖紙，根據(jù)現(xiàn)場施工狀況協(xié)調(diào)設(shè)計院提供設(shè)計變更圖紙，在施工進(jìn)行過程中隨時在現(xiàn)場與設(shè)計院、施工單位共同解決設(shè)計中未能考慮到的問題，如各專業(yè)管線交叉位置的管綜排布導(dǎo)致的吊頂高度不足、高大空間氣流組織考慮欠佳導(dǎo)致的熱風(fēng)無法下送的問題等。在預(yù)留預(yù)埋階段，審核施工方提供的預(yù)留預(yù)埋圖紙，特別注意的是地下室部分外墻的給排水套管、雨污水套管、電信進(jìn)出套管等。在管線施工前，確認(rèn)管線綜合布置圖、剖面圖按圖施工的有效性;明確施工單位按照設(shè)計階段預(yù)留的外墻新風(fēng)口、排氣口安裝，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場百葉未能按照設(shè)計預(yù)留需現(xiàn)場協(xié)調(diào)。

2 設(shè)計內(nèi)容的管理

2.1 冷熱源設(shè)備

對于超高層商用建筑而言，為滿足項目空調(diào)要求，系統(tǒng)是采用中央設(shè)備間負(fù)擔(dān)多層空調(diào)，還是采用局部機(jī)房來擔(dān)負(fù)一層的空調(diào)送風(fēng)，需要考慮建筑體本身的商品品質(zhì)定位及建筑布局。在選擇系統(tǒng)的冷熱源設(shè)備時，需要進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)性分析以確定項目所要選擇的制冷供暖系統(tǒng)形式。在高層建筑中一般采用商用冷水機(jī)組，由超高層建筑自身的特點所決定。供熱設(shè)備包括燃油、燃?xì)饣螂婂仩t，其中采用油或氣的鍋爐都要受到燃料類型和燃料價格的影響。冷水機(jī)組和鍋爐設(shè)備的位置確定需要綜合考慮。可能的位置會影響到結(jié)構(gòu)造價、建筑布局、施工時間、人員空間需求的冷量和熱量等。

2.2 空調(diào)水系統(tǒng)

超高層商用建筑水輸配系統(tǒng)的管道設(shè)計不同于底層建筑，主要是由于建筑高度產(chǎn)生的靜水壓力對于管道系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。靜水壓力不僅影響管道、閥門和相關(guān)配件，而且影響建筑物內(nèi)安裝的設(shè)備。超高層建筑的水系統(tǒng)一般需要進(jìn)行系統(tǒng)分區(qū)，系統(tǒng)的分區(qū)需要充分考慮設(shè)備的承壓能力，在使用成本效益分析的狀況下綜合考慮不同承壓能力設(shè)備間的搭配，如使用板式換熱器減小作用在管道、閥門、附件和設(shè)備上的靜壓。設(shè)備水溫差的選擇在大型商用建筑中需要特別考慮，采用較大的水溫差通過減少水流量進(jìn)而減小管道尺寸以減少項目初投資。

如前述，超高層商用樓在有數(shù)據(jù)中心的前提下可提供24 h冷卻水的需求，然而與辦公標(biāo)準(zhǔn)層租戶冷卻水需求的不同，在設(shè)計的過程中，業(yè)主設(shè)計管理人員應(yīng)要求設(shè)計承包方設(shè)計師對標(biāo)準(zhǔn)層每個租戶單元預(yù)留相當(dāng)于本層樓層總預(yù)留量的管道接口，以適應(yīng)后期租戶的靈活需求。

2.3 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

在超高層商用建筑中，一般采用的風(fēng)機(jī)盤管加新房系統(tǒng)和全空氣系統(tǒng)。全空氣變風(fēng)量系統(tǒng)是目前高品質(zhì)商用建筑辦公采用最多的形式。VAV系統(tǒng)末端裝置主要有單通道、串聯(lián)風(fēng)機(jī)動力型、并聯(lián)風(fēng)機(jī)動力型等末端裝置。變風(fēng)量系統(tǒng)存在噪聲、振動、末端裝置選擇不當(dāng)、空間局部過冷等問題。設(shè)計、施工、調(diào)試、運行各個環(huán)節(jié)緊密配合是變風(fēng)量系統(tǒng)成功的唯一途徑。

辦公大堂作為高大空間，其空調(diào)系統(tǒng)往往會出現(xiàn)采暖量設(shè)計計算沒有問題，溫度達(dá)不到設(shè)計要求的現(xiàn)象，究其原因，一方面與空調(diào)系統(tǒng)的氣流組織欠佳有關(guān)，另一方面與建筑冷熱風(fēng)侵入的阻擋設(shè)施設(shè)置不足有關(guān)。在氣流組織方面，可考慮采用中位送風(fēng)、頂部回風(fēng)的方式，同時輔以大堂靠幕墻外圍設(shè)置地暖進(jìn)行熱保護(hù);在冷熱風(fēng)侵入的阻擋設(shè)施設(shè)置方面，可考慮采用設(shè)置雙門斗或風(fēng)幕的方式解決。

這些方面都是業(yè)主設(shè)計管理人員需要重點關(guān)注及提醒設(shè)計承包方設(shè)計人員著重設(shè)計論證的。

3 可持續(xù)的設(shè)計理念

可持續(xù)的設(shè)計理念注重的是建筑的使用者現(xiàn)有和將來的需求，對于超高層商用建筑這點顯得尤為重要。暖通空調(diào)設(shè)計作為建筑設(shè)計的一部分，在實現(xiàn)可持續(xù)的設(shè)計理念方面需要與建筑、結(jié)構(gòu)、景觀、裝飾等各專業(yè)協(xié)同合作。節(jié)能、消聲、客戶需求的預(yù)判等都是可持續(xù)設(shè)計理念實現(xiàn)的具體內(nèi)容。在節(jié)能方面，如運用高性能的冷熱源設(shè)備，采用熱回收空調(diào)機(jī)組，應(yīng)用免費通風(fēng)制冷技術(shù)等，這些方面不僅降低了建筑體的運營成本，還能夠滿足人對空調(diào)的舒適性的要求。消聲方面，如避難層水泵、屋面冷卻塔消聲減震的處理，標(biāo)準(zhǔn)層辦公區(qū)VAV末端設(shè)備噪聲振動的控制，層間機(jī)房的消聲處理等，這些方面不但最大程度的利用了建筑的商業(yè)價值，而且能夠使租戶有理由持續(xù)的承租。在客戶需求方面，開發(fā)商需要充分考慮到客戶現(xiàn)有和將來的需求，在設(shè)計階段就需要整個設(shè)計團(tuán)隊將這一理念貫徹，作為暖通設(shè)計管理人員，需要提請設(shè)計承包方設(shè)計人員在需求的基礎(chǔ)上將這一理念實施，在施工過程中去實現(xiàn)。

暖通空調(diào)設(shè)計最終的產(chǎn)品是為人提供舒適性的服務(wù)，在日新月異的科技變遷中，暖通空調(diào)設(shè)計本身得益于此，但也對設(shè)計提出了新的要求。暖通設(shè)計管理人員自身要精于設(shè)計，更須要精于設(shè)計管理。本文以設(shè)計管理為切入點，從設(shè)計流程、設(shè)計內(nèi)容及可持續(xù)設(shè)計理念方面闡述了超高層商用建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的管理要點。

［1］Donald E.Ross.HVAC design guide for tall commercial building，2004-01-01.

［2］李娥飛.暖通空調(diào)設(shè)計與通病分析［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004：8.

［3］雷錦鈺.建筑暖通空調(diào)設(shè)計中存在的問題以及改進(jìn)策略［J］.山西建筑，2013，39(12)：105-106.