超高層商用建筑暖通空調設計要點

文/房路 歷下控股集團有限公司 山東濟南 250001

1、暖通空調方案設計的基本原則

1.1 方案的經濟性

在相同條件下確認材料、設備以及安裝等諸多方面費用的科學性和合理性，同時考慮暖通空調運行過程中所帶來的能耗問題，根據當地實際情況和節能部門的具體要求，制定不同方案進行對比優選，最終選擇最為科學、合理、經濟的設計方案。

1.2 方案的可行性

暖通空調設計方案要保證其本身的可行性，才能夠實現為超高層商用建筑服務的目標。設計中的各項參數設置，要有科學的數據支持，對于一些比較復雜、特殊的空調安裝工作，參數設計的時候要有具體的數據計算，確保數據準確可靠。

1.3 安全性

暖通空調安全問題包括系統設備安全、設備環境安全、人員安全、防火安全、易燃易爆安全等，可通過技術規范、運行管理、設備研制、工程設計等方面實現提高空調系統安全性。高層商用建筑結構更復雜、建筑高度更高，一旦發生意外，救援難度很高，因此更要重視安全問題。

2、超高層商用建筑暖通空調設計要點

隨著建筑技術的進步以及城市土地資源的稀缺，高層建筑尤其是超高層建筑越來越多的出現在我們視野里，已成為城市建筑中常見的建筑形態之一。超高層建筑獨有的建筑形態多樣性、建筑體量大、墻地比高、豎向系統龐大等特點對暖通空調設計提出了更多的要求。

2.1 準確細致的負荷計算

冷熱負荷是超高層商用建筑暖通空調設計的基礎數據，該數據的準確程度直接影響到系統設計成功與否，錯誤的數據輕則造成資源浪費、成本增加，重則導致系統達不到使用要求，造成設計不合格。同時，由于超高層建筑體量大，計算基數大，在使用傳統的以經驗值乘以保險系數的方式計算時會因基數大造成計算結果偏大，嚴重偏離實際數據，進而影響設計成果。因此，必須要結合實際進行負荷計算，得到準確的計算數據后進行下一步設計工作。

2.2 因地制宜的熱源設計

在確定好冷熱負荷之后，第二個重點就是暖通空調系統的熱源設計。超高層建筑一般設計為總部辦公、高級寫字樓以及高端酒店等，不同的業態對暖通系統的要求也不盡相同。例如，總部辦公和高級寫字樓就具有系統使用時間、荷載都集中在白天的特點，而高端酒店則有荷載以晚上為主，白天平均分布，系統全天使用的特點，同時，我國幅員遼闊，北方和南方、沿海和內陸的氣候特征相差極大，在實際運行中還會受到階梯電價、能源限制等政策影響。因此，在超高層建筑熱源設計時，應首先對項目建成后業態進行研究，結合當地政策考慮是否有階梯能源供應、蓄冰蓄熱的需求，再考慮區域的氣候特色，比如有豐富的海水、河水資源，有豐富的地熱資源或者是天然氣、煤炭供應豐富等因素，選擇水源熱泵，地源熱泵或者空氣源熱泵等，通過因地制宜系統熱源設計，為后續的系統設計打下良好的基礎，提升設計方案的科學性和合理性。

2.3 合理布置水力平衡裝置

相比一般建筑，超高層建筑高度更高，其豎向系統設計更加龐大復雜，而復雜的系統又對管道水力平衡設計提出了更高的要求。眾所周知，暖通空調通過水、空氣等流體作為載體進行能量轉移，好的水力平衡設計是系統正常運行的關鍵，因此設計人員必須對超高層建筑的暖通空調系統進行詳細的水力計算，并在系統中合理的設置平衡裝置。對于定流量的供暖空調系統，可以在建筑熱力入口處設置靜態水力平衡閥；對于變流量的供暖空調系統，可以通過動態的壓差控制閥替代傳統的動態流量平衡閥，通過上述措施，最大程度上減少水力不平衡現象的發生，確保系統的使用效果。

2.4 合理設計冷熱源機組容量

超高層商用建筑在進行暖通空調設計階段，實際冷熱源機組容量選取往往會有較大的裕量，從而產生能源浪費的現象，主要原因有以下幾點。首先，設計負荷計算不合理，導致冷熱負荷數據不準，設計人員往往直接放大冷熱負荷。其次，一些中小設備廠家產品虛標型號，實際容量不足，導致甲方和設計人員為保險起見留的余量過大。前文提到過，由于超高層建筑體量大，過分保守的容量計算往往會導致最終機組容量明顯大于實際需求。根據相關調研表明，目前建筑的暖通空調能耗在我國建筑能耗中占有相當大的比例，機組容量過大是其中一個重要原因。在正確計算負荷的基礎上，合理選擇機組容量不僅減少工程造價，節約成本，還能夠有效的降低超高層商用建筑中能源浪費問題。

2.5 注重節能設計

隨著我國經濟發展模式的轉變和可持續發展觀念的推進，節能概念越來越深入人心。暖通空調系統作為現代社會日常生活中的能耗大戶，在設計過程中充分考慮節能需求意義重大，通過對暖通空調的能耗問題進行科學、嚴格的設計，可以達到降低能源消耗的目的。超高層建筑一般具有外立面造型獨特、墻地比高且多為玻璃幕墻的特點，能耗損失較大，在暖通空調設計時更應該注重節能設計。實際操作過程中可通過深入研究建筑的保溫系統，合理利用建筑內外溫度差、氣壓差等自然資源達到保溫、保濕、通風等效果；同時加強空調智能化、自動化設計，實現空調對溫度、濕度等環境因素的自動感應，降低空調在運行過程中造成的能耗，從而達到節約能耗的目的。

2.6 精益求精的設計態度

超高層建筑的發展越來越快，其在建筑高度、結構復雜度以及建筑形態上不斷取得突破，暖通專業作為配套專業也必須適應新的形勢，接受新的挑戰。設計的過程中注意總結經驗、重視設計細節，通過對BIM等新技術的應用，不斷改進和完善暖通設計，加強暖通設計的可靠性和合理性。在高層建筑暖通設計的過程中，新事物的出現一定會引發新的沖突，當現行設計方法無法滿足時，一方面要充分超高層建筑水電氣暖的基本要求，確保其使用功能，另一方面還應盡量完善理論依據，同時對日后的變化予以科學預測，為后期的整改留出一定的空間。以精益求精的態度解決設計問題、跟進設計工作、總結經驗教訓，才能不斷的完善超高層建筑暖通設計體系，從而有效提高設計整體水平。

結語：

超高層商用建筑是建筑行業不可或缺的重要組成部分，設計人員必須積極的做好超高層商用建筑暖通空調專業的設計工作，不斷的提高設計水平和質量，采用先進的節能、綠建技術，為人們提供更為舒適、健康的環境。