超高層商用建筑暖通空調設計要點

翁 政 軍

(蘇寧置業集團有限公司，江蘇 南京 210042)

超高層商用建筑暖通空調設計要點

翁 政 軍

(蘇寧置業集團有限公司，江蘇 南京 210042)

介紹了超高層商用建筑暖通空調設計的準備工作，從冷熱源設備、空調水系統、空調風系統、防排煙系統等方面，闡述了該空調系統的設計內容與要點，并提出了暖通空調的可持續設計理念，使空調系統設計達到高效、節能的運行效果。

商用建筑，超高層，暖通空調，可持續設計

隨著城市向集約化方向的發展和建筑建造水平的提高，經濟活動的集中、日益發達的配套設施和城市商業中心區內有限的建筑用地，超高層商用建筑在中國層出不窮的出現。超高層商業建筑暖通空調系統的復雜性與綜合性對設計單位、建設方提出了較高的技術水平要求。本文基于可持續的設計理念，從設計階段、設計內容等方面對暖通空調系統設計要點進行了分析。

1 設計階段

暖通空調方案設計是整個設計過程的基礎，為深度設計提供方向。方案設計階段主要進行空調系統選擇。系統的具體布置取決于暖通空調工程師的設計經驗和想像力，現在應用的系統主要基于全空氣系統和空氣—水系統。全空氣系統主要包含定風量系統和變風量系統。空氣—水系統的一個優點在于可以減小系統所需的送風量和回風量，可以比全空氣系統減小送風管道尺寸，隨之減小管道所占吊頂空間，增加房間凈高。技術方案需要經過方案比選，以空調冷熱源方案為例，需結合當地的氣候環境及市政條件提出合理的方案，經過設備購置費、設備運行費等經濟性的比較確定可實施的冷熱源方案。

深度設計作為方案設計的實施及擴展階段，需按照空調系統的詳細方案進行深入、細致的設計。深度設計過程中，暖通設計師應與建筑設計師、結構工程師、景觀工程師等相互提資，充分溝通暖通系統在建筑圖紙上的落位。對于項目需要申報LEED認證，暖通設計師需在業主單位的配合下，與咨詢顧問公司相關人員協同設計，以充分滿足建筑評星的需求。暖通設計師應在批準的施工設計文件的基礎上，根據業主提出的改動要求，完成施工文件。施工文件要提供工程承包商進行項目施工所需的全部信息。

2 設計內容

2.1 冷熱源設備

在選擇系統的冷熱源設備時，需要結合暖通系統自身設備、系統所需建筑管理系統、系統配套電氣系統、施工等對造價的影響以確定項目所要選擇的制冷供暖系統形式。冷熱源系統設計決定采用中央設備間或者層間機房，對于建筑學的設計有重要影響。建筑體量會隨著選擇方案的不同而發生重大變化。建筑的使用面積和建筑面積也會受到暖通系統選擇方案的影響。

2.2 空調水系統

超高層建筑管道系統設計的主要考慮問題為建筑高度產生的靜水壓對于管道系統的影響。靜水壓力不僅影響管道、閥門和相關配件，而且還影響建筑物內安裝的設備。任何項目水系統管道的布置方案都與暖通空調設備承壓，項目所在地區的當地設計實踐以及具體項目需求有關。空調冷熱水系統利用建筑避難、設備層的設置來進行合理的壓力分區。作用于水系統設備上的工作壓力除建筑物高度產生的靜水壓之外，還必須附加考慮水泵運行產生的動水壓。

2.3 空調風系統

在超高層商用建筑中，全空氣變風量系統是目前高品質商用建筑辦公采用最多的形式。低溫送風系統可以使送到建筑中的風量大為減小，送風量的減小可以降低風機能耗。目前使用的空調系統按照送風管道主要分為兩類：第一種是位于建筑設備間中的中央空調送風系統，系統負擔設備間上面或(和)下面的多層空調；第二種是局部空調系統，通常只負擔設備所在層的空調任務。風系統的選擇應考慮管道占用建筑空間，合理的風系統路由對于減小機電安裝空間、系統造價意義重大。

2.4 防排煙系統

針對超高層建筑給出的定義，在超高層建筑內，由于高度問題需進行主動的消防滅火。暖通設計師除了主要關注防排煙系統設計，還應了解整個建筑生命安全系統的功能，理解其他專業設計人員所關注的問題。超高層商業建筑利用機械通風系統來排除火災煙氣，同時提供無煙區域以保證疏散人員在安全區域進行疏散。當超高層建筑發生火災時，火災產生的煙氣會從著火區向其他區域傳播。當室外空氣溫度明顯低于室內空氣溫度時，超高層建筑內存在煙囪效應，煙囪效應會加速煙氣的擴散。建筑物內防排煙系統的配置是能夠克服煙囪效應并確保充滿煙氣的空調不會從著火區域傳播到其他非著火區域的人員停留空間。集中和層間排煙是排煙系統的主要方式。防煙設備的設置提供了一個避難空間，加壓系統應保證無煙區域與相接區域之間維持一個壓差，防止含煙空氣進入。

2.5 與建筑給排水系統和電氣系統的交叉

超高層商用建筑暖通空調系統設計與建筑給排水系統、強弱電系統有交叉。建筑內部給水系統與暖通空調設計有關，包括冷凍水、冷卻水和熱水系統供應補水，或需要熱水鍋爐供應衛生間熱水等。暖通設計師需向給排水設計師提供最大冷負荷日冷卻塔所需的補水量。對于集中生活熱水供應系統，給排水設計師需向暖通設計師提供每小時熱水用能負荷及日最大熱水用能負荷。暖通設計師需向電氣設計師提供空調設備用電功率、防排煙閥門點位、控制系統原理說明等內容，電氣設計師需根據設備用電容量進行變配電設備計算、選型和BA系統控制點位布置等。

3 可持續的設計理念

可持續發展作為人類面臨的巨大挑戰，其影響深入到社會生活的各個方面。可持續的設計理念注重的是建筑使用者現有和將來的需求，對于超高層商用建筑這點顯得尤為重要。建筑的舒適度，如溫度、濕度、照明、空氣潔凈度、室內風速等，實際上主要通過建筑設備的功能去實現，因而，在滿足居住者舒適度的前提下減少設備的能耗成為超高層商住建筑的主要研究方向。煙囪效應結合自然通風、利用熱交換器進行熱回收、熱儲存、被動式太陽能板提供生活熱水等節能技術的應用顯得意義重大。在可持續設計理念的貫徹中，暖通設計師需要協調業主、規劃師、建筑師、電氣工程師和咨詢工程師進行緊密聯系和合作，進行一體化設計。

可持續的設計理念貫穿于建筑設計的全過程，暖通空調設計作為建筑設計重要的一環，既得益于日新月異的科技進步，也對設計提出了深層次的要求。暖通設計人員應學會思考，精于設計，更應用可持續的理念發展設計。本文以設計要點為切入點，從設計階段、設計內容及可持續設計理念方面闡述了超高層商用建筑暖通空調系統的設計。

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

Main points of HVAC design for high-rise commercial building

Weng Zhengjun

(SuningRealEstateGroupCo.,Ltd,Nanjing210042,China)

This paper introduced the preparation work of high-rise commercial building HVAC design, from the cold and heat source equipment, air conditioning wind system, smoke control system and other aspects, elaborated the design contents and key points of the air conditioning system, and put forward the sustainable design concept of HVAC, made the air conditioning system design achieved efficient, energy-saving operation effect.

commercial building, super high-rise, HVAC, sustainable design

1009-6825(2017)02-0136-02

2016-11-08

翁政軍(1982- )，男，工程師

TU834

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