超高層建筑暖通設計探討

范 俊

(山西省建筑設計研究院，山西 太原 030013)

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超高層建筑暖通設計探討

范 俊

(山西省建筑設計研究院，山西 太原 030013)

以山西省太原市郊區某超高層建筑為例，介紹了其工程概況，從節能設計、空調系統設計、防排煙設計、空氣凈化系統及空調系統智能控制等方面，對超高層建筑暖通設計進行了闡述，從而保證高層建筑的施工質量。

超高層建筑，空調系統，防排煙系統，通風設備

隨著我國國民經濟的快速發展，各地都雨后春筍般出現了很多超高層建筑，本文以山西太原市郊區某超高層為例，對超高層建筑暖通設計進行探討。

1 工程概況

本工程地下3層,地上部分為33層，地下3層均為車庫及設備用房。地上部分:1層設大堂,商業,消防控制室等;2層設餐廳,廚房;3層設廚房,餐廳,會議室;4層以上全部為商務辦公，在15層及30層設避難層。

層高及建筑高度:地下1層、2層、3層層高為4.2 m,主樓地下1層層高為6.0 m;地上1層層高為8 m,2層～4層層高5.1 m;5層～28層，30層～32層層高4.1 m,29層及33層層高為4.8 m;樓梯出屋面及電梯機房層高為5.3 m，室內外高差為0.45 m，建筑高度南樓為126.95 m。

項目總建筑面積為90 632 m2，其中地上總建筑面積為57 695.09 m2，地下總建筑面積為32 936.91 m2。

2 主要設計依據

GB 50736—2012民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范；

GB 50016—2014建筑設計防火規范；

GB 50189—2015公共建筑節能設計標準等。

3 設計范圍

中央空調系統設計、防排煙系統設計、機械通風系統等。

4 設計參數

4.1 室外設計計算參數(太原市)

夏季通風室外計算溫度27.8 ℃，夏季空氣調節室外計算干球溫度31.5 ℃，夏季空氣調節室外計算濕球溫度23.8 ℃。

4.2 室內設計計算參數

1)空調室內設計計算參數，見表1。

表1 空調室內設計計算參數

2)通風室內設計計算參數，見表2。

5 空調節能設計

1)選用的空調通風設備均為節能型產品,空調主機能效比滿足《公共建筑節能設計標準》的要求。

表2 通風室內設計計算參數

2)空調水系統每個末端設備均設置自動調節水量的裝置,由溫控控制面板和電動二通閥(或電動調節閥)組成。

3)制冷換熱機房內空調冷凍水,冷卻水和自來水均設置熱量表或水表,達到計量的要求。同時對室內外溫濕度進行計量。

4)空調系統為減少能耗,節約冷熱量,冷水機組側采用定流量;空調系統末端采用變流量控制。根據總負荷自動確定冷水機組運行臺數，熱水系統采用變流量控制。

5)避難層和屋頂設置組合式熱回收式空氣處理機組,大堂,商場,餐廳及2層～4層連廊采用全熱交換新風換氣機組。新風入口處設風速傳感器。

6)地下車庫排風系統采用根據室內CO2濃度進行啟停控制,以減少風機能耗。

6 空調系統設計

6.1 空調冷熱負荷

夏季計算空調總冷負荷為5 192.6 kW,冷負荷指標為90 W/m2，冬季計算空調總熱負荷為4 615.6 kW，熱負荷指標為80 W/m2。

6.2 冷熱源設計(制冷換熱機房二次設計)

1)制冷機房設置在地下1層，待甲方確定廠家后進行二次設計。

2)機房夏季制取7 ℃/12 ℃冷凍水供夏季空調使用;冬季制取60 ℃/50 ℃熱水供冬季空調使用,空調水系統進行劃分:1層～16層為低區系統,17層～33層為高區系統,采用地下1層制冷換熱機房制取的7 ℃/12 ℃冷凍水和60 ℃/50 ℃的熱水。

6.3 空調水系統設計

1)本工程空調水系統為雙管制,一次泵變流量水系統,垂直立管采用同程式系統,水平干管采用異程式系統。

2)空調冷熱水系統采用壓差旁通方式定壓，系統補水采用軟化水，全自動軟化水系統設在制冷換熱機房內。

3)為了達到節能和調節的目的,本工程空調冷熱水系統采用變流量控制,風機盤管,新風機組和空調機組水管上均設置電動兩通閥。

6.4 空調風系統設計

1)1層～4層主樓:1層大堂和商場,2層餐廳,3層餐廳,以及4層休息廳采用吊掛式空氣處理機組加新風(熱回收)系統,送風口采用方形散流器頂送,回風口采用門鉸百葉濾網回風口。

2)2層～4層連廊:2層和3層餐廳采用吊掛式空氣處理機組加新風換氣機系統,3層會議室和4層辦公室采用風機盤管加新風換氣機系統。

3)2層和3層廚房由專業廠家設計。

4)5層～33層均為風機盤管加新風熱回收系統,新風回風采用走道設回風豎井每層集中回風。

6.5 空調系統自動控制系統設計

1)主機控制:按空調負荷與二次方面要求流量來決定合適的臺數(臺數控制),為使機組內每臺機器運行時大致相當而自動調整運行優先順序(自動順序控制),與主機聯動的水泵開關(水泵聯動控制)。

2)水泵控制:按空調負荷流量決定運行臺數(臺數控制),將首端壓差限制在一定范圍直通管的電動兩通閥的控制(直通控制)。

3)新風機/空調機控制:以送/回風設定值為基準決定動態平衡電動調節閥的開度(送/回風溫度控制),以室內濕度設定值為基準控制加濕器能力(加濕控制)。

4)所有配套使用的系統運行需設置相應的聯鎖控制。

6.6 空調凈化系統

1)設備層組合式熱回收式空氣處理機組新風入口處安裝初效過濾及加濕裝置。

2)每層組合式空調機組新風風總管段配置初效過濾器,凈化殺菌器及電子空氣凈化機。

3)吊掛式空氣處理機組和風機盤管回風管段配置復合式空氣凈化器。

4)設備層新風入口初效過濾裝置與熱回收空氣處理機組聯動控制,同步開啟，延時停止。

5)每層空調機組新風總管配置的初效過濾器,凈化殺菌器和電子空氣凈化機與每層空調機組聯動控制,同步啟停。

6)復合式空氣凈化器采用智能控制,具備聯動,定時,預設等多種功能。

7)室內回風百葉風口均內襯防蟲鋼絲網,以防止鼠類及昆蟲進入空調系統,空調通風設備均設置有可供清洗的空氣過濾網。

7 防排煙系統設計

1)地下防煙樓梯間機械加壓送風機設在地下2層,地下1層,2層,3層設自垂百葉風口。

2)不滿足自然排煙條件的內走廊也均設置機械排煙系統，排煙風機均設置在屋頂。

3)地下層車庫的每個防火分區劃分為兩個防煙分區,每個防煙分區均設一套機械通風及機械排煙系統,通風與排煙合用一套系統，通風量按換氣次數6次/h計算,排煙量按建筑層高確定排煙量,補風量不小于排煙量的50%，送排風機平時通風,著火時排煙補風。

4)地下層配電室設置一套獨立的機械排煙,機械通風及補風系統,通風與排煙合用一套系統，配電室采用氣溶膠滅火,著火時,由消防控制室控制防火閥關閉，火災撲滅后,由消防控制室操作或設在房間外部的手動控制裝置操作送排風機運行及防火閥開啟,將房間內的有害氣體排至室外。

5)地下1層暖通設備用房和面積大于100 m2庫房設置一套獨立的機械排煙,機械通風及補風系統,通風與排煙合用一套系統。

6)地上其余房間外窗可開啟面積均大于建筑面積的2%,滿足自然排煙要求,采用自然排煙。

8 空調水系統試壓

1)空調冷(熱)水系統的試壓：

a.北樓低區和南樓空調冷(熱)水系統工作壓力為1.0 MPa,試驗壓力為1.5 MPa，北樓高空調冷(熱)水系統工作壓力為1.2 MPa,試驗壓力為1.8 MPa。

b.試壓前應用水清洗,沖洗時,將閥門全部開啟并打開回水或凝結水干管末端的排污管堵,然后再進行清洗,直到將污濁物沖凈為止。

c.在各分區管道與系統主,干管全部連通后,對整個系統的管道進行系統的試壓，試驗壓力以最低點的壓力為準,但最低點的壓力不得超過管道與組成件的承受壓力，壓力升至試驗壓力后,穩壓10 min,壓力下降不得大于0.02 MPa,再將系統壓力降至工作壓力,外觀檢查無滲漏為合格。

2)空調冷卻水及冷凝水系統的試壓:

a.空調冷卻水系統工作壓力為1.7 MPa,試驗壓力為2.2 MPa。

b.試壓前應用水清洗,沖洗時,將閥門全部開啟并打開回水或凝結水干管末端的排污管堵,然后再進行清洗,直到將污濁物沖凈為止。

c.在各分區管道與系統主,干管全部連通后,對整個系統的管道進行系統的試壓，試驗壓力以最低點的壓力為準,但最低點的壓力不得超過管道與組成件的承受壓力，壓力升至試驗壓力后,穩壓10 min,壓力下降不得大于0.02 MPa,再將系統壓力降至工作壓力,外觀檢查無滲漏為合格。

3)空調冷凝水系統的試壓:空調冷凝水系統采用充水試驗,應以不滲漏為合格。

4)系統試壓合格后,空調供回水管道,冷卻水管道室外部分,冷凝水管道,一次二次供熱管道等均需保溫，空調供回水管道及供熱二次管道保溫材料采用柔性泡沫橡塑保溫,管道不小于DN50,厚度&=25 mm，管徑DN=70 mm～150 mm,&=28 mm，管徑不大于DN200,&=32 mm，冷凝水管道采用柔性泡沫橡塑保冷,在空調房吊頂內保溫厚度&=9 mm,在非空調房間內保溫厚度&=13 mm。

[1] 朱道齡，劉 浩.超高層建筑空調設計及節能技術應用[J].制冷與空調，2009(6):77-78.

[2] 姜海龍.高層建筑通風空調工程施工中的常見問題研究[J].建筑工程技術與設計，2015(35):33-35.

Discussion on HVAC design of super high-rise building

Fan Jun

(ShanxiArchitecturalDesignandResearchInstitute,Taiyuan030013,China)

Taking a super high-rise building in Shanxi Taiyuan suburb as an example, introduced its engineering general situation, from the energy-saving design, air conditioning system design, smoke control system, air purification system and air conditioning system intelligent control and other aspects, elaborated the HVAC design of super high-rise building, so as to ensure the quality of high-rise building construction.

super high-rise building, air conditioning system, smoke control system, ventilation equipment

1009-6825(2017)18-0111-02

2017-04-11

范 俊(1980- )，男，工程師

TU831

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