淺議超高層建筑空調設計及節能技術應用

郭亞寧

摘 要 電能作為一種重要能源推動了社會發展，而社會在發展過程中對其的依賴程度也在不斷加深。當前社會發展面臨兩大問題，能源與環境問題，并且隨著節能環保理念不斷深入，人們已經認識到節能與環保工作的重要性。空調應用已經普及，但是在使用過程中也會產生某些方面的問題，尤其對于高層建筑而言，需要重點關注能耗問題，并通過相關方法來解決能耗問題，實現社會與行業可持續發展。

關鍵詞 超高層建筑；空調設計；節能技術應用

城市在發展過程中由于土地資源限制，在規模擴大的同時，建筑向著高層化方向發展，雖然實現了對土地資源的有效利用并且也利用了空間，但帶來了其他方面問題，比如高層建筑能耗問題。高層建筑在設計方面更加復雜，無論是結構或者是其他方面，相應的配套設備也具備了復雜性，能源供給問題對技術的要求更高，受到多方面因素影響，就會產生能耗問題。在當下節能與環保已經成為時代發展潮流，高層甚至是超高層建筑需要考慮到節能問題，從而產生更大的社會效益與經濟效益。

1 基于節能理念的設計工作原則

首先是可循環原則，該項原則是節能技術實現的關鍵方式，并且與節能工作的各項要求是相符的。建筑在空調節能工作方面可以選擇能夠重復利用的資源，而可循環原則也正是基于此，對運行過程中能源與廢棄物進行回收再利用，從而形成一個循環系統。

其次是低碳原則，低碳原則也是節能工作開展的要求，在利用能源時不會對周邊環境造成影響，達到綠色環保目的，從而體現生態效益。再者是協調性原則，該原則在設計工作開展自始至終要貫徹，對于高層建筑而言，要實現節能的目標，就需要各個部分能夠協調一致，從而使整體節能工作效益得以體現[1]。

2 設計階段

空調應用需要大量電能提供支撐，因此節能設計工作中空調方案設計是重點工作。方案設計階段需要注意的問題有選擇空調系統，系統具體布置則由設計人員來完成，設計人員依據工作經驗與想象力，并且結合到現實環境情況，在多種方案中選擇最優方案。

設計方案可以將其分為兩個部分，初步設計環節與深度設計環節，深度設計是對初期設計方案的擴展，結合以初期空調系統方案進一步深入與細化。深度設計環節相關部分設計人員應該保持良好的溝通，如設計師，結構工程師等，確保與其他部分的協調[2]。

3 設計內容

3.1 冷熱源設備選擇

選擇冷熱源設備時，需要結合到系統自身設備，建筑管理系統，配套電氣系統，工程造價等。如果冷熱源設備采用的是層間機房或者是中央設備，就會對建筑設計產生一定影響，選擇方案不同，建筑體量也就會有差異。除此之外，系統方案選擇也會對建筑面積與使用面積產生一定的影響。

3.2 空調水系統

對于超高層建筑而言，管道系統在設計是主要考慮到問題是建筑達到一定高度后產生的靜水壓對管道系統造成的影響。靜水壓造成的影響一方面體現在閥門，管道，配件。另一方面則會影響到建筑內設備安裝工作。空調水系統在布置時需要考慮到設備承壓，項目具體要求，設計實踐等。空調水系統可以利用建筑設備層以及避難場所等對壓力進行合理分區。除過靜水壓力之外，還需要將水泵運行時候產生的動水壓考慮在內。

如某工程，地上共三十二層，建筑高度149米，避難層為11到22層。水系統設計通常依據壓力進行分區，依據資料顯示，設備管材壓力大于2MPa時，成本就會翻倍。依據建筑物體結構 可以將其分為三個區，即高、中、低。低區的承壓控制在1.6MPa左右，中區也控制在此范圍內，而高區稍高，為1.8MPa。所有設備與管材承壓需要控制在2.0MPa范圍內。水系統采用的是兩管制，通過熱交換間熱換器豎向分區，豎向管路為異程式，各層水平通過主管平衡閥進行調節，供水回溫控制在32到37度之間，冷卻水系統設置有化學處理器。

3.3 空調通風系統

空調系統依據通風管道可以將其分為兩個類別，一是中央空調送風系統，二是局部空調系統，前者負擔了設備間上層與下層任務，而后者則只是負責設備所在層的任務。選擇通風系統時要考慮到對建筑空間的占用，風路系統合理與否對于設備安裝空間，系統成本有著重要意義[3]。

4 高層建筑空調節能技術與措施的應用

4.1 能耗傳輸節能

對空調系統的介質流速進行合理的調節，而影響介質流速的是傳輸過程消耗的能源量大小，降低流速則能夠降低能耗。對溫差進行合理調節，如果系統內部溫差過大，可以通過降低系統水量，從而減小空調內系統在運行過程中的電能損耗。

4.2 應用變頻技術

在眾多節能技術中，變頻技術較為典型，其依據是室內人員密度，陽光強度，通過變頻控制對機組輸出能量進行控制，通常情況下能夠達到的節能效果在30%到40%之間。單從變頻技術來分析，其優勢體現在各能耗設備間是相互獨立的，可以進行隨機啟停操作，從而實現對系統的智能控制。

4.3 水力平衡設計

節能工作開展要考慮到水力平衡節能，而目標實現可以通過相應設備安裝。設備安裝過程需要考慮到某些方面問題，如施工現場需要做好勘察工作，便于后期工作開展時熟悉工程實際情況，從而最大程度保障水力平衡。如果設計平衡未能實現，可以考慮靜態或者是動態水力平衡，從而確保其與水量變化情況一致。

4.4 熱能回收技術

熱能回收對象主要是冷凝熱及排水余熱，排風余熱利用新風系統對室內有害氣體進行稀釋，以此來提升室內空氣質量。新風在進入室內時，舊風會被排出到室外，從而使新風負荷得到縮減。依托于新風能量通過交換設備進行預熱數預冷，從而使排風過程中熱量損失降低。

5 結束語

能源問題事關可持續發展，因此在超高層建工空調系統應用過程中也應該考慮能耗問題，并綜合建筑各方面情況，采取有力節能措施，降低能耗，同時也降低工程建設成本，推動相關技術發展與創新。

參考文獻

[1] 郭振義.高層建筑空調設計及節能技術應用[J].工程建設與設計，2017，（10）：15-16.

[2] 張丹蕊.淺議節能技術在建筑電氣設計中的應用[J].山東工業技術，2016，（13）：73.

[3] 翁政軍.超高層商用建筑暖通空調設計管理[J].山西建筑，2014，

40（14）：155-157.