福州某超高層建筑暖通設計總結

劉明浩

（中國城市建設研究院有限公司福建分院 350000）

0 前言

本文以海西商務大廈、福清利嘉中心項目暖通設計介紹為主，淺述福州地區超高層住宅、辦公樓、五星級酒店暖通設計特點。

1 工程概況

海西商務大廈位于福州市鼓樓區，定位為國際5A 甲級超高層寫字樓，建筑高度為168m，總建筑面積為107433 平方米。地上共39 層、地下共4 層，地上1 層為大堂，2 至37 層為辦公用房，38、39 層為接待中心；地下室平時為設備用房及車庫，人防設置于地下4 層，戰時為二等人員掩蔽所。現已竣工投入使用，現大廈更名為福建外貿大廈。

福清利嘉中心位于福清市。總建筑面積為1055533 平方米，包括1 棟高度為158.6 米的五星級酒店、1 棟高度為164 米的SOHO 辦公樓、10 棟高度為119.2～147.1米住宅樓、裙樓及部分地下兩層為商業；地下室共4 層，平時為車庫、商業及設備用房，人防設置于地下3、4 層，戰時為物資庫、人防固定電站、二等人員掩蔽所。現已部分竣工投入使用，其余部分正在施工。

2 超高層住宅暖通設計特點

福州市屬于夏熱冬暖地區，住宅一般采用預留分體空調方式滿足住戶空調供暖需求，不獨立設置供暖設施。住宅各房間（含衛生間、廚房）均設置可開啟外窗自然通風，廚房另設煙囪以滿足廚房排油煙需求。一般住宅項目走道長度均小于20 米，不設置排煙設施。因此，福州地區超高層住宅暖通專業主要設計內容為消防防煙設計。

福清利嘉中心在2015年2月完成施工圖設計，防排煙系統按照《高層民用建筑設計防火規范》GBJ50045-95（2005年版）及《福建省高層建筑防火設計指導意見》設計。

防煙樓梯間及前室防煙設計：根據規范要求，建筑高度超過100 米的居住建筑其防煙樓梯間、前室及合用前室均應采用機械加壓送風系統。并根據GBJ50045-95 （2005年版）第8.3.3 條“層數超過三十二層的高層建筑，其送風系統及送風量應分段設計。”因此福清利嘉中心超高層住宅防煙系統縱向以避難層為界進行分段劃分設計，將風機置于避難層風機房及屋面上，以確保每段縱向防煙系統層數或高度均滿足規范要求。

避難層防煙設計：封閉避難層設置機械加壓送風系統，送風量按避難層凈面積每平方米不小于30m3/h 計算。

綜上所述，福州地區超高層住宅項目主要設計內容為防煙樓梯間、前室及避難層防煙設計，其主要特點是機械加壓送風系統縱向以避難層為界進行分段劃分設計，將風機分別置于避難層風機房及屋面上，以確保每段縱向防煙系統層數或高度均滿足規范要求。

3 超高層辦公樓暖通設計特點

超高層辦公樓暖通設計特點分析主要以介紹海西商務大廈為主。

3.1 中央空調系統

3.1.1 冷熱源

應業主要求，海西商務大廈采用常規、節能的空調冷熱源系統，因此空調冷源為設置在地下二層的水冷離心機組，空調熱源為設置于屋頂的風冷熱泵機組；水冷機組為離心式，風冷熱泵僅作冬季熱源用，夏季不參與供冷。

夏季空調冷源設置于地下2 層冷凍機房內，主要由2 臺820RT(2883kW)水冷離心式冷水機組、1 臺510RT(1793kW)水冷離心式冷水機組、5 臺冷凍水泵（2 用1 備和1 用1 備）和5 臺冷卻水泵（2 用1 備和1 用1 備）構成，設計供回水溫度為5.8℃/10.8℃，冷卻水設計供回水溫度為32℃/37℃，冷卻塔設在屋頂。

冬季空調熱源設置在屋頂，主要由4 臺制熱量為838.4kW 的風冷熱泵機組、5臺冷熱水循環泵（4 用1 備）。風冷熱泵制熱時供回水溫度為46.5/41.5℃。

按甲方要求，38 層及39 層辦公樓層采用獨立的變制冷劑流量空調系統，室外機放置于屋頂。電梯機房、消控中心等有24 小時獨立運行需求的房間采用分體式空調器。

3.1.2 空調水系統

海西商務大廈空調水系統由空調冷水系統和空調熱水系統組成。

空調冷水系統：24 層以下的空調冷水由制冷機房內的冷水機組直供，供回水溫度為5.8℃/10.8℃；24 層以上的空調冷水由設置于24 層的板式換熱器經換熱后提供，其供回水溫度為7℃/12℃。

空調熱水系統：10 層至37 層的空調熱水由設置于屋頂的風冷熱泵直供，供回水溫度為46.5℃/41.5℃；10 層以下的空調熱水由設置于10 層的板式換熱器經換熱后提供，其供回水溫度為45℃/40℃。

如圖1所示：

圖1 水系統分區示意圖

本項目空調水系統豎向分段后各段豎向系統高度較高，因此采用豎向同程系統，以確保豎向水利平衡。

3.1.3 空調風系統

1 層大堂及夾層走廊采用全空氣系統，氣流組織為上送上回。2 層以上辦公區域采用4 管制風機盤管+新風方式。

3.2 通風系統

辦公樓層衛生間及開水間設置豎向機械排風系統，風機分別設置于十層避難層、二十四層避難層及屋頂。其余汽車庫及設備用房通風均為常規設計。

3.3 防排煙系統

海西商務大廈施工圖審查時間為2014年5月，防排煙系統以《高層民用建筑設計防火規范》GBJ50045-95（2005年版）及《福建省高層建筑防火設計指導意見》的規定作為主要依據進行設計。此工程防排煙系統與通風系統有著共同的特點，即縱向系統以避難層為界進行分段劃分設計，將防排煙風機置于車庫、避難層風機房及屋面上，以確保每段縱向防排煙系統層數或高度均滿足規范要求。

3.3.1 加壓送風系統

防煙樓梯間、前室及合用前室均設置機械加壓送風系統，風機分別設置于避難層及屋頂。封閉避難間設置機械加壓送風系統，送風量按避難間凈面積每平方米不小于30m3/h 計算。

3.3.2 排煙系統

地下車庫設置排風(兼排煙)系統：按照防火分區的劃分，每層每個防火分區內設置機械排煙、補風系統，排煙風機置于機房內；此系統與平時機械通風系統合用。

地上大于100 m2的辦公區域設置機械排煙自然補風系統，排煙風機置于避難層及屋面。

4 超高層酒店暖通設計特點

超高層酒店暖通設計特點分析主要以介紹福清利嘉中心9#樓酒店為主。

4.1 中央空調系統

福清利嘉中心9#樓酒店空調冷源為水冷離心機組，空調熱源為供熱鍋爐。

空調水系統與海西商務大廈類似，即在避難層進行換熱后給高區提供冷熱水，以解決超高層水系統承壓過高問題。

客房部分空調水系統采用縱向系統，即客房層走道上不設置空調水管，空調水立管分散設置于客房衛生間空調水井內，經過衛生間吊頂空間接入風機盤管，以保證走道凈高需求，如圖2所示：

圖2 酒店客房空調水系統及平面示意圖

酒店空調風系統主要特點在于為保證走道凈高需求，客房新風、衛生間排風豎向設置，標準客房新風量為100m3/h，衛生間排風量為90m3/h。衛生間排風集中進行收集，通過設置于避難層或屋面的風機排至避難層外墻或屋面。新風經設置于避難層或屋面的新風機組冷（熱）水盤管處理后，通過若干風管分散到衛生間的新風豎井中，再送至各個客房。如圖3所示：

4.2 通風及防排煙系統

福清利嘉中心9#樓超高層酒店的通風及防排煙系統與海西商務大廈的特點基本一致，均為以避難層為界進行分段劃分設計，將風機置于避難層或屋面上。需要注意的是因酒店通風空調系統比辦公樓要復雜，避難層各系統管道較多，因此應重點關注避難層管線綜合排布，以確保避難區域、走道的凈高要求。

5 結語

筆者通過對以上福州地區典型超高層住宅、辦公樓、酒店設計特點的分析，認為福州地區超高層建筑暖通設計的主要特點可以總結為以下幾點：

1、超高層公建因其體量較大、空調能耗高，因此在選擇空調系統方案時，一般優先選擇能耗較低的水冷冷水系統。此外，為滿足加班需求，可采用大小機搭配的方式適當選用一臺小機組或局部樓層配置多聯機。

圖3 酒店客房空調風系統及平面示意圖

2、超高層建筑空調水系統縱向分區設計，通過在避難層設置板式換熱器換熱后，將空調水系統縱向高度控制在100 米以內，以解決超高層水系統承壓過高問題。

3、超高層建筑空調水系統豎向跨度大，因此為確保水利平衡，一般采用豎向同程系統。

4、通風系統的送排風風機一般設置于避難層、屋頂區域，這樣既不占用使用樓層空間又能隔絕風機噪聲且不破壞建筑外立面。通風系統縱向以避難層為界進行分段劃分設計，以減少通風系統長度，降低通風系統風壓，從而達到節能的目的。

5、消防防排煙系統縱向以避難層為界進行分段劃分設計，將風機分別置于避難層風機房及屋面上，以滿足消防規范對縱向防排煙系統高度的限制要求。

6、超高層建筑避難層常常作為設備層使用，其各系統管道較多，應特別注意管線綜合排布，以確保避難區域、走道的凈高要求。