超高層商業綜合體暖通設計探討

摘要：超高層商業綜合體通常集中多種商業形態，是綜合性的商業體。其暖通設計也比常規建筑要求更高，難度更大。本文結合自己多年的暖通設計經驗，以超高層商業綜合體為例，對其暖通設計中的要點進行分析。

關鍵詞：超高層商業綜合體；暖通設計；問題；節能

1超高層商業綜合體暖通設計

1.1 項目實況

某工程是一座超高層商業綜合體，總建筑面積為105180.63m2，地上建筑面積為77323 m2。設有停車場，設備用房，商業用房，主要功能為商業，塔樓部分為辦公。根據與甲方協商確定初步設計成果，本套中央空調系統設計為溫濕度獨立控制的空調系統，采用預冷式熱泵型溶液調濕新風機組處理新風負荷及室內潛熱負荷，干盤管處理顯熱負荷，實現室內溫度、濕度獨立調節，提供空調系統效率及人體舒適度。

1.2冷源系統設計

本工程空調系統冷源選用電制冷冷水機組制備高溫冷水，共選用3臺水冷冷水機R-1～3，其中R-1、2為離心式冷水機組，制冷量為（2461KW*2），R-3為螺桿式冷水機組，制冷量為1406KW。冷水進出水溫度均設計為14攝氏度到19攝氏度，冷卻水進、出水溫為32攝氏度到37攝氏度。與冷水機組R-1、2選配選用三臺冷水泵B-1～3（兩用一備），三臺冷卻水泵b-1～3（兩用一備），兩臺方形鼓風型逆流冷卻塔CT-1、2；與冷水機組R-3配備選用兩臺冷水泵R-4、5（一用一備），兩臺b-4、5（一用一備），一臺方形鼓風型逆流冷卻塔CT-3。本工程冷水機組、空調水泵均設于地下五層制冷機房、冷卻塔均設于九層避難層。

為了保證建筑裙房屋面室外空間的設計理念和使用效果，根據同類項項目經驗以及本項目的需求和特點，本項目的冷卻塔設置與塔樓的9層避難層，局部挑空，冷卻塔室內布置，冷卻塔進風采用塔樓冷卻塔機房東西部及背面低位的百葉窗，排風采用冷卻塔機房北面高位的排風百葉窗，冷卻塔選用專門設計的鼓風型逆流冷卻塔5臺，為了防止高濕度室外環境下冷卻塔排風出現霧氣，冷卻塔由廠家配置防霧加熱盤管，采用電加熱，提高排風溫度，減少白色霧氣。

1.3水系統設計

本工程的空調水系統設計為一次泵變流量系統，冷水泵及放冷冷水泵均變頻控制，為防止水系統底部超壓，在22層（避難層）設有板式換熱器HR-01～02隔絕壓力，將水系統分為高區及地區兩部分，與板換配套設有二次空調冷水泵B2-1、2、3（兩用一備，變頻控制）。二次側供回水溫度設計為15.0攝氏度/20.0攝氏度。空調的冷水系統采用兩管制布置，根據建筑布局，使用功能及管理方便的要求劃分為如下3個環路：低區預冷式熱泵型溶液調濕新風機組及空調機組、地區干式風機盤管、高區空調末端。本工程的空調機組、新風機組各環路豎向及水平均按異程設計，空調機組及新風機組支路設有靜態平衡閥、風機盤管各環路豎向設計異程、水平設計為同程、每層水平支路均設置靜態平衡閥。

本工程空調系統設有空調計量系統，采用能量型，具體做法為：在各層水路主管上設有能量表（由一臺電磁式流量計、一臺能量積算儀及測量供回水溫度的溫度傳感器組成）用于空調計費。空調冷水機冷卻系統均設有綜合物化水處理裝置實現殺菌、滅菌、緩蝕、防垢等凈化功能，每臺冷水機組冷凝器設置一套膠球在線清洗裝置，提高冷凝器換熱效率。空調冷水系統的主供、回水管之間均設置有壓差旁通裝置，空調機組及新風機組回水管設電動二通比例積分調節閥，風機盤管設電動二通開關閥。

1.4風系統設計

本工程各區域的空調風系統根據使用要求分別設計低速全空氣空調系統及風機盤管+新風系統，分別選用熱泵式預冷型溶液全空氣機組及熱泵式預冷型溶液新風機組+干式風機盤管。辦公標準層采用散流器貼附頂送風方式。散流器的型式和數量根據空調房間吊頂高度、防止噪聲值等確定。吊頂上部應有安裝風管和散流器風量調節閥的足夠高度。

1.5防排煙系統設計

（1）排煙系統及補風系統

地下汽車庫機械排風（兼排煙）系統，采用柜式離心風機（電機外置），排煙排風系統及補水系統按防煙分區橫向不跨越防火分區，補風采用機械補風或車道自然補風。排煙量計算：地下汽車庫按6次/h計算排煙量；其他區域排煙風機排煙量按最大防煙分區面積每平方米不小于120m3/h計算，該防煙分區煙量按每平方60m3/h計算。未設置機械排煙的房間利用可開啟外窗自然排風，可開啟外窗有效面積大于房間建筑面積的2%。

（2）防煙系統

所有樓梯間、合用前室、消防電梯前室均設置機械加壓送風系統。樓梯間加壓送分系統采用只對樓梯間加壓，對前室不壓的做法，合用前室、消防電梯前室，獨立設置機械加壓送風系統。樓梯間加壓送風口設置為敞開百葉風口，內設防護網，防止人員能夠進去。為消防電梯前室或合用前室服務的加壓系統加壓風口采用常閉口，火災時電動打開火層及其上層常閉加壓口，聯鎖打開相應加壓風機。機械加壓風機的全壓，除計算最不利環管道壓頭損失外，尚應有余壓。所有加壓送風機組均設置旁通管，旁通管接入大氣，旁通管上設置電動調節閥，當系統超壓時開啟泄壓，防止樓梯間及前室超壓。

2超高層商業綜合體暖通設計中需注意問題及創新設計

通過參與該項目的暖通設計工作，經過了仔細的調查和分析之后，我總結出在進行超高層商業綜合體暖通設計過程中需注意如下問題及需不斷進行創新設計：

（1）功能區的確定

一般情況下，在設計階段，由于招商工作未正式開展，因而不能完全確定各個房間的功能和面積。這給設計工作帶來了一定的難度，尤其是對空調負荷的計算影響較大。因此，在這個設計階段要與業主密切配合，盡可能地將各功能區域劃分清楚并對可能的變化作適當的估計，使得空調負荷計算有較準確的依據并能適應一定的功能變化。

（2）注重環保、節能設計

建筑行業的迅速發展導致其能耗過高，平均能源消耗量占社會總耗能的四分之一以上，有些地區甚至接近總能耗的一半，針對暖通行業的相關數據分析，其能耗也十分嚴重。所以在其設計的過程中，需要注入環保設計和節能設計，有效地降低系統運行中產生的能耗。在該超高層商業綜合體中，主要采用的環保和節能設計如下：1）采用低噪音設備，所有與設備聯接的風管及水管均采用不燃柔性聯接，使設備震動與管道隔離；2）排煙風機采用彈簧減震器減震，其他吊裝設備采用橡膠減震器減震；3）設備進出口風管采用消聲器或消聲靜壓箱；4）制冷機房內墻面做吸聲墻及頂棚，而吸聲物料具有不燃特性；5）離心或軸流風機、水泵、制冷劑、冷卻塔等設備均采用減震臺座，通過彈簧減震或橡膠減震墊減震和降低噪；6）對有噪聲和振動源的設備作必要的消聲、減震處理，并將噪聲控制在國家標準之內；7）空調系統采用溫濕度獨立控制、運行節能、室內舒適度好；8）空調自控系統采用智能控制系統，根據建筑所需冷量來控制供冷量，運行節能；9）空調系統分區域設置計量裝置；10）空調系統采用熱泵式預冷型溶液空氣機組，空調系統運行節能。

（3）有效降低暖通系統的設計成本

在暖通設計的過程中，要對方案中設備的市場價格，能源價格，原料價格，維護價格，運營成本，工材料和施工的相關技術等全方位多角度的了解，嚴選材料及設備，從根本上保證暖通系統運行的可靠性。另外，充分考慮設備在運行中產生的各種費用以及使用的年限等，根據不同的季節可能出現的差異情況，將各個時期的設計方案和施工成本展開比較，從中挑選最佳的設計方案。

3結語

在現代超高層商業綜合體的建設中，暖通工程的設計是一項非常重要的內容。作為設計人員，要總體考慮在此過程中遇到的各種問題，研究如何提升高層建筑暖通設計水平與質量，選擇合適項目自身的暖通設計方案，從而保證超高層商業綜合體暖通設計工作的順利進行。

參考文獻：

[1] 陸耀慶.實用供熱空調設計手冊（第二版）.北京：中國建筑工業出版社.

[2] 季文君.高層建筑暖通設計中存在的問題———改進策略[J].科技創新導報，2012，（12）.

[3] GB50019―2003，采暖通風與空氣調節設計規范.