超高層商用建筑暖通空調設計管理研究

宮金平

暖通空調是超高層房屋建筑的重要設施，其設計關系到暖通空調洞使用壽命以及節能效果。為此，文章結合超高層商用建筑特點以及暖通空調使用情況，從設計流程、設計內容、設計理念幾個方面探究超高層商用建筑暖通空調設計管理優化對策，旨在能夠為房屋使用者創設舒適的居住環境。

城市化進程的加快促進了我國建筑行業的發展。超高層商用建筑是當前我國社會范圍內的主要建筑形式，也是人們辦公、消費、休閑娛樂的重要場所。和一般的建筑相比，超高層商用建筑在房屋設計上有著更高的要求，對工程施工設計人員的能力是一種挑戰。暖通空調設計是超高層商用建筑設計的一個重要內容，這項設計工作的開展關系到建筑的使用壽命和最終質量。為了能夠優化超高層商用建筑暖通空調設計管理，文章結合超高層建筑特點，從設計思想、設計流程、設計內容幾個方面分析超高層建筑暖通空調的設計要點[1]。

一、超高層商用建筑特點

建筑采暖主要是指通過使用恰當的方式來向房屋建筑內部輸送熱量，在熱量的支持下能夠實現對房屋建筑內部環境的協調處理，最終打造出適合居住的環境。采暖是現代建筑建設的一個重要內容，也是體現建筑功能的重要關鍵。根據房屋建筑結構的不同，工程所使用的采暖方式也不同。和采暖相關的另外一個因素是建筑通風，通過合理的建筑通風能夠實現房屋建筑內外部空氣的順利交換，為建筑內部引入新鮮的空間，置換其中污濁的空氣，最終保障房屋建筑內部環境的健康。在超高層房屋建筑施工中，空調暖通設計直接關系到房屋建筑的舒適度，為了能夠滿足人們對房屋建筑的需求，需要密切關注超高層商用建筑暖通空調設計管理。

為了能夠提升超高層商用建筑暖通空調設計管理成效，需要相關人員對超高層建筑的特點進行全面的分析，具體如下。第一，房屋建筑室內環境差異大，噪聲大。超高層房屋建筑的樓群高度超過100m，樓層越高，其內部的容積率就會越低，相應地，房屋建筑所需要承受的風速也會提升，在室內外環境變化的影響下房屋建筑施工會出現安全隱患。第二，缺乏公共交流空間。超高層的容積率相對較低，雖然超高層建筑有效地節省了土地，緩解了人口居住壓力，但是超高層公共空間較小導致使用者舒適度降低，為此，只有通過有效的空間設計才能夠保證整個超高層建筑工程的施工質量。

二、超高層商用建筑暖通空調設計管理內容

（一）設計思想

暖通空調設計是房屋建筑設計的一個重要組成部分。基于可持續發展理念，暖通空調設計要注重建筑自身結構、周圍景觀布置、建筑裝飾等內容的結合。基于可持續發展理念的超高層商用建筑暖通空調設計管理表現如下。第一，節能設計。在暖通空調設計中要盡可能地使用高性能冷熱源設備、熱回收空調機組，通過使用這些設備來達到節能設計的目的，降低工程建設成本，滿足人們對房屋的建設需要。第二，消聲設計。消聲處理體現在避難層水泵、屋面冷卻塔減震處理、辦公區域末端設備的噪聲控制。通過消聲處理能夠提升建筑的商業價值。第三，客戶需求。在客戶需求層面，超高層建筑的開發商需要考慮客戶對房屋的現階段使用需求和未來使用需求，站在長遠的、可持續發展的角度來進行暖通空調設計。

（二）設計流程

1.方案設計

暖通空調方案設計是空調設計的基礎。在方案設計階段需要工程的業主、開發商能夠充分明確工程項目方案設計的目的和規模，進而在完整的設計方案中詳細列清各個項目的建設需求[2]。從實際應用情況看，多數超高層商用建筑都是企業總部的辦公場所。于此，工程建筑的業主需要根據使用需求來對建筑暖通空調設計團隊提出對應的要求，包含暖通空調方案設計中是否包含了自建的計算機數據運營中心，如果包含了，那么計算機空調運營中心的占地面積是多大;除公共衛生間之外還會擁有怎樣的餐飲設施;是否需要從普通職工的餐廳中分離出來特色餐廳、行政餐廳。在了解以上信息的基礎上，工程業主從總體上把握工程空調暖通設計，購買相應的材料和設備，并就這些材料、設備購買成本消耗進行計算。

2.深度設計

深度設計是方案設計的一種擴展。在具體的深度設計中暖通空調設計者可以按照空調系統規劃內容來對暖通空調系統設計方案進行深入的設計。在暖通空調設計中，業主單位的設計人員要明確設計院、顧問單位之間的責任分工，協調好各方利益的關系，在合理把控工程設計進度、設計質量、項目發展要求的情況下開展暖通空調的深度設計[3]。

比如，在施工圖紙的設計階段要做好各階段施工的過程管控、分階段審查，確保施工圖紙的設計能夠滿足國家、地區規范要求。業主單位的設計管理者如果發現設計方案中出現了問題，要及時和設計總承包設計人員進行有效的溝通交流，為設計院設計人員提供具體的指示，從而更好地推進暖通空調施工設計工作的順利開展[4]。另外，在暖通空調深度設計工作中為了能夠保證設計的有效性，還需要定期召開專業設計協調會，在協調會議上及時獲得設計總承包方的信息，根據總承包方提出的問題采取對應的措施予以解決，解決工程專業設計和土木工程建設、電氣設計、給排水設計、裝飾設計之間的矛盾沖突。

3.施工設計

施工圖紙的設計是建筑工程施工階段所需要開展的一個重要內容，這個階段的管理工作主要體現在對施工單位二次深化設計圖紙的內容進行審核，根據施工現場的實際情況協調設計院來變更施工設計圖紙。同時，在整個工程施工的過程中要能夠隨時在現場和設計院、施工單位共同解決施工設計中所沒有考慮到的問題，這些問題包含管線位置布置不合理、高大空間氣流管理不順暢所誘發的熱風無法下送的問題[5]。在管線預留埋設的階段需要注重審核施工方提供的預留預埋施工設計圖紙，特別是需要密切關注地下室部分外墻給排水套管、雨污水套管、電信進出套管的設計。在管線施工之前需要施工人員能夠明確各個管線的綜合布置位置、剖面設計圖。在此基礎上，施工單位需要嚴格按照設計階段預留的外墻新風口、排氣口來安裝管線，如果發現現場百葉沒有按照設計的標準進行安裝要做好設計預留，要到現場進行協調管理。

（三）設計內容

1.熱冷源設備

對于超高層商用房屋建筑來說，為了能夠滿足整個工程項目空調設計要求，超高層建筑暖通空調設計人員需要在詳細的經濟性分析基礎上實現對建筑的精準定位，之后對采用中央設備間負擔多層空調，還是使用局部機房擔負一層空調送風來進行選擇[6]。在選擇建筑暖通空調系統冷熱源設備的時候需要提前開展必要的經濟性分析，通過全面的經濟性分析來確定項目所需要選擇的制冷供暖系統形式。超高層房屋建筑施工中常用的供熱設備包含燃油設備、燃氣設備、電鍋爐設備等，在具體實施操作的時候油氣鍋爐會受到燃料類型、燃料價格的影響。冷水機組、鍋爐設備位置的確定則是需要考慮超高層建筑結構造價、建筑布局、施工時間、施工人員布置等因素的影響。

2.空調水系統

超高層商用建筑水輸配系統管道設計和底層建筑相比存在較多不同。在具體實施操作的時候靜水壓力不僅會影響到管道、閥門的配置，還會影響建筑物內部設備的安排。在具體施工管理的時候，超高層建筑水系統要實現分區域、分系統的設計，在實施分區設計的時候還需要注重考慮各個設備的承壓能力，在確保成本效益得到保障的情況下考慮不同承壓能力設備的搭配。設備水溫差的選擇也是商用建筑暖通設計過程中需要思考和解決的問題。比如，超高層房屋建筑在有數據中心的情況下可以提供24h的冷卻水需求。但從發展實際情況看，高層建筑和辦公標準樓層租戶冷卻水需求不同，在暖通空調設計的過程中，工程業主管理人員需要要求設計承包方的設計者對標準樓層每個租戶單元預留管道接口進行設計，目的是能夠適應后期租戶的靈活需求。

3.空調風系統

超高層商用建筑設計中，一般會使用風機盤管加新房系統、企業空氣系統。在整個系統運作中，全空氣變風量系統是高質量商用建筑辦公采用最多的一種形式。VAV系統末端裝置包含單個通道、串聯風機動力裝置、并聯風機動力末端裝置。在各個系統裝置運作的時候我們會發現變風量系統在運作的時候容易出現噪聲大、振動快、末端裝置選擇不恰當、空間局部過冷等問題，為了解決這些問題，需要施工人員強化施工設計、施工管理、施工調試、施工運行等環節的設計。辦公大堂作為高大空間，其空調系統在設計的時候會出現采暖量設計沒有問題，但是溫度設計達不到規定標準的現象。深入分析，我們會發現出現這樣現象的原因有兩種：一種是空調系統內部的氣流組織設計不理想，另外一種是建筑冷熱風侵入阻擋設施不充分。為了解決這個問題，在氣流組織運作上可以使用中位送風、頂部回風的方式。同時，在冷熱風侵入阻擋設施設置中的時候可以通過采取設置雙門斗或風幕的方式解決。

三、某超高層建筑暖通空調設計分析

某超高層房屋建筑的占地面積為13.2平方米，建筑高度為230米，包含地上51層和地下3層。房屋建筑中包含避難區和設備層，超高層建筑暖通空調的具體設計如下所示。

（一）管線的設計

超高層房屋建筑內部存在比較多的管道，在這些管道中有很多是暖通空調管道，具體包含排水管道、通風管道、電線管道，在進行這些管道設計的時候需要思考如何實現對各個管線的合理配置，減少各個管道間相互影響[7]。

（二）空調水系統的分區設計

按照壓力設定數值對空調水系統進行分區管理。在房屋建筑施工中，建筑樓層越高，其空調系統所需要承載的水靜壓就越多，為了能夠更好地開展施工，需要采取措施提升設備以及管道材料抵抗壓力的能力，由此就會增加工程成本。為了節省成本，在施工的時候需要對空調水系統實施分區設置，即2-22層為低區、23-37層為中區、38層以上是屋頂。在22層設置中高區換熱站。低壓空調區域范圍內的設備能夠承擔1.6MPa的壓力，中區和高區銜接位置上的空調系統設備能夠承擔1.6MPa的壓力，高區位置上的空調系統設備能夠承擔1.8MPa的壓力。在設備的實際運作中需要將設備所能夠承載的壓力設定在2MPa以內。

（三）冷水機組、空調機組的自動化控制

根據供回水的流量、溫度變化來對空調自動控制系統的負荷進行計算，確定冷水機組、空調水泵的運行參數，并在設備運行的過程中密切關注水機組、水泵運行情況[8]。同時，還需要將主機設備和冷水機組蒸發器出水管上的水流開關密切連接在一起，采取必要的技術形式來實現對這些開關的自動化控制。

（四）通風和排煙系統的自動化控制

為了能夠確保地下通風安全，需要在地下室設置一個一氧化碳監測器，在一氧化碳監測器的作用下實現對車控通風、風機的自動化控制，密切關注地下車庫的空氣質量，在發現問題之后在第一時間進行報警，通風和排煙自動控制系統會將排煙口打開，同時會啟動送風機、排煙機和補風機，切斷一些關聯電源。

四、結束語

綜上，暖通空調是超高層房屋建筑的重要組成，暖通空調的設計直接關系到整個建筑工程的施工安全和施工質量。為此，文章結合超高層建筑的施工需要以及社會發展對超高層建筑施工提出的要求，從施工的各個層面入手探究了超高層商用建筑暖通空調設計優化對策，旨在能夠更好地設計暖通空調，優化建筑物內部的結構，減少超高層建筑物可能出現的安全風險。

參考文獻：

[1]伍小倩.超高層商用建筑暖通空調設計管理探析[J].建筑技術開發，2020（6）：2.

[2]王立新.新型商用中央空調的隱蔽設計思路構架實踐[J].2021（20）：60-61.

[3]孫楊.東莞某超高層辦公樓暖通空調系統設計[J].科技創新與應用，2019.

[4]戴樹霞.超高層商用建筑暖通空調設計要點[J].河南建材，2020（8）：2.

[5]徐波.超高層商用建筑暖通空調設計要點[J].百科論壇電子雜志，2019（3）：34.

[6]袁亞飛.超高層商用建筑暖通空調設計應用分析[J].名城繪，2019（5）：1.

[7]丘桂達.關于商業建筑暖通設計管理注意事項[J].河南建材，2019（6）：2.

[8]劉博，張琪.超高層建筑暖通空調系統設計問題探討[J].建材發展導向，2020，18（9）：1.