黃伯平,尹紅海,崔 軍,平士林,尹國(guó)棟

(1.和昌地產(chǎn)(集團(tuán))華東區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中心,南京 210029; 2.南京仁恒置業(yè)有限公司,南京 210012)

超高層商業(yè)綜合體暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

黃伯平1,尹紅海2,崔 軍2,平士林2,尹國(guó)棟2

(1.和昌地產(chǎn)(集團(tuán))華東區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中心,南京 210029; 2.南京仁恒置業(yè)有限公司,南京 210012)

該文以超高層商業(yè)綜合體的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)為研究對(duì)象,在總結(jié)若干獲獎(jiǎng)的暖通空調(diào)工程優(yōu)秀設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上,對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)、空調(diào)冷熱源、空調(diào)水系統(tǒng)、空調(diào)方式、通風(fēng)系統(tǒng)等進(jìn)行了系統(tǒng)闡述。

超高層; 商業(yè)綜合體; 設(shè)計(jì)指標(biāo); 冷熱源; 空調(diào)水系統(tǒng); 空調(diào)方式; 通風(fēng)

近年來(lái),隨城鎮(zhèn)化的深入,一大批超高層商業(yè)綜合體(指建筑高度在100 m以上,具有辦公、公寓、酒店等業(yè)態(tài)的建筑綜合體)等公建項(xiàng)目如雨后春筍拔地而起。不同于一般項(xiàng)目的是,此類項(xiàng)目暖通空調(diào)系統(tǒng)的復(fù)雜性對(duì)設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位都提出了較高的技術(shù)水平要求。暖通空調(diào)系統(tǒng)如何設(shè)計(jì)既能滿足功能需求,又能最大限度地減少未來(lái)租戶、住戶、物業(yè)管理公司及酒店管理公司提出的修改調(diào)整已經(jīng)成為一個(gè)急需解決的問(wèn)題。

該文正是在此背景下,在總結(jié)歷年獲得“中國(guó)建筑學(xué)會(huì)暖通空調(diào)優(yōu)秀設(shè)計(jì)獎(jiǎng)”的若干精品工程[1-4]的基礎(chǔ)之上,結(jié)合超高層建筑的相關(guān)規(guī)劃設(shè)計(jì)特點(diǎn)編寫而成。

1 設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)指標(biāo)

1.1 室內(nèi)外設(shè)計(jì)參數(shù)

室外設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目所在城市,在相關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)[5]中進(jìn)行選擇。若手冊(cè)中沒有該城市,按相鄰的城市確定。

室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)需滿足物業(yè)管理公司、酒店管理公司及銷售公司等相關(guān)部門的要求,同時(shí)應(yīng)滿足國(guó)家相關(guān)規(guī)范的要求。在資料缺乏的情況下,可按文中表1、表2中的指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.2 暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)

1)辦公、公寓空調(diào)設(shè)計(jì)指標(biāo):見表1。2)酒店空調(diào)設(shè)計(jì)指標(biāo):見表2。

2 空調(diào)冷熱源

2.1 空調(diào)冷熱源形式

超高層綜合體宜采用中央空調(diào)系統(tǒng),相對(duì)集中設(shè)置中央冷熱源。除項(xiàng)目整體為業(yè)主自持物業(yè)外,辦公與商業(yè)空調(diào)冷熱源系統(tǒng)宜分開獨(dú)立設(shè)置。高區(qū)的業(yè)態(tài)形式如果相對(duì)獨(dú)立(如出售型公寓)時(shí),可單獨(dú)設(shè)置冷熱源設(shè)備,例如采用風(fēng)冷多聯(lián)機(jī)或風(fēng)冷熱泵機(jī)組等。酒店根據(jù)經(jīng)營(yíng)方要求,一般宜單獨(dú)設(shè)置獨(dú)立運(yùn)行的冷熱源系統(tǒng)。

2.2 空調(diào)冷源技術(shù)要點(diǎn)

各功能區(qū)域應(yīng)采用獨(dú)立的冷源以便于運(yùn)營(yíng)管理及計(jì)量。在不影響運(yùn)營(yíng)管理、有利于節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用的情況下,可考慮某些功能區(qū)域合用冷源。冷源宜采用水冷形式冷水機(jī)組。當(dāng)個(gè)別區(qū)域(如影院等)運(yùn)營(yíng)時(shí)間不同或負(fù)荷比例較小時(shí),可個(gè)別采用風(fēng)冷形式冷水機(jī)組。各冷源系統(tǒng)冷水機(jī)組應(yīng)不少于2臺(tái),根據(jù)部分冷負(fù)荷情況宜設(shè)置一臺(tái)小冷機(jī),保證低負(fù)荷工況下系統(tǒng)能穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

冷凍、冷卻水泵要求設(shè)置備用泵。對(duì)于有大面積內(nèi)區(qū)需要冬季供冷、同時(shí)內(nèi)區(qū)大面積采用風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)時(shí),在室外環(huán)境氣候條件許可的情況下應(yīng)設(shè)置冷卻塔免費(fèi)供冷系統(tǒng)。冷源系統(tǒng)宜靠近服務(wù)區(qū)域,在設(shè)備運(yùn)輸、檢修、冷卻塔設(shè)置等滿足條件的前提下可考慮設(shè)置于樓上設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi),并采取必要的減震、降噪措施。冷卻塔需根據(jù)建筑條件合理布置,尤其對(duì)于裙房面積較小的項(xiàng)目,冷卻塔的安裝位置需在方案設(shè)計(jì)階段就重點(diǎn)關(guān)注。

2.3 空調(diào)熱源技術(shù)要點(diǎn)

優(yōu)先考慮市政熱源;如無(wú)市政熱源的情況下,可考慮油氣兩用熱水鍋爐供熱。結(jié)合動(dòng)力專業(yè)的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置,每組換熱系統(tǒng)設(shè)置的換熱器應(yīng)不少于2臺(tái);應(yīng)盡量減少換熱級(jí)數(shù)。

2.4 冷卻水系統(tǒng)技術(shù)要點(diǎn)

對(duì)酒店和有全年內(nèi)區(qū)供冷運(yùn)行要求的場(chǎng)所,系統(tǒng)應(yīng)考慮冬季運(yùn)行情況:如當(dāng)?shù)丨h(huán)境氣候條件許可的情況下,可考慮在制冷機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置冷卻塔供冷板式換熱器(水側(cè)節(jié)能器),在冬季以冷卻塔內(nèi)的水作為冷源,為建筑的內(nèi)區(qū)提供空調(diào)冷凍水。冷卻塔補(bǔ)水宜與消防水合用水池,使消防水能夠得到循環(huán)和更新,避免消防水由于長(zhǎng)時(shí)間得不到更新而水質(zhì)變壞,延長(zhǎng)消防水池的清洗周期,達(dá)到節(jié)水和節(jié)約維護(hù)成本的目的。

對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū),冬季運(yùn)行的冷卻塔應(yīng)設(shè)置防凍加熱措施,室外水管設(shè)電伴熱;其余不運(yùn)行的則考慮冷卻水排空處理,并在管路上預(yù)留必要的排水閥門。

冷卻水系統(tǒng)應(yīng)考慮低處排水位置。冷卻水系統(tǒng)應(yīng)考慮設(shè)置水質(zhì)穩(wěn)定措施,如設(shè)置自動(dòng)加壓和旁濾設(shè)施。

3 空調(diào)水系統(tǒng)

3.1 空調(diào)水系統(tǒng)形式

除較為特殊的熱帶和嚴(yán)寒地區(qū)外,存在較大進(jìn)深(超過(guò)9 m)空間的甲級(jí)寫字樓、四星級(jí)以上酒店等項(xiàng)目,空調(diào)水系統(tǒng)考慮采用四管制系統(tǒng),辦公區(qū)域內(nèi)可考慮兩管制全年供冷。

3.2 空調(diào)水系統(tǒng)技術(shù)要點(diǎn)

1)充分考慮水泵變頻節(jié)能設(shè)計(jì),如一次泵變流量系統(tǒng)、熱水循環(huán)泵變頻控制等措施。

2)水溫設(shè)置:考慮到階梯換熱的情況,超高層項(xiàng)目空調(diào)冷凍水供水溫度需要適當(dāng)降低,一次冷凍水宜采用5.5～6.0℃供水溫度;而是否采用大溫差供水,需要根據(jù)項(xiàng)目具體冷源設(shè)備配置進(jìn)行充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后決定?？照{(diào)冷水供回水平均溫度應(yīng)低于10℃?？照{(diào)熱水供回水溫度宜采用60/50℃。

3)空調(diào)冷熱水系統(tǒng)承壓及豎向分區(qū):空調(diào)冷熱水系統(tǒng)應(yīng)利用建筑中間避難/設(shè)備層的設(shè)置,通過(guò)設(shè)置換熱器進(jìn)行合理的壓力分區(qū)。在滿足各分區(qū)設(shè)備承壓需求的前提下,盡量減少換熱級(jí)數(shù),采用同級(jí)多組的形式(如在中間設(shè)備層分別設(shè)置中高區(qū)、高區(qū)的換熱裝置,通過(guò)適當(dāng)增加高區(qū)換熱設(shè)備承壓的方式,保證中高區(qū)、高區(qū)末端設(shè)備承壓要求)。各分區(qū)空調(diào)末端設(shè)備、管道承壓應(yīng)控制在1.6 MPa以下,一般宜按25～30層左右劃分一個(gè)壓力分區(qū)。冷熱源機(jī)房設(shè)備承壓原則上宜控制在1.6 MPa以下,考慮合理分區(qū)的情況下不宜超過(guò)2.0 MPa。

4)平衡方式:若系統(tǒng)采用四管制水系統(tǒng),冷、熱水泵要求獨(dú)立設(shè)置?？照{(diào)水系統(tǒng)宜采用異程布置,并采取必要的水力平衡措施?？照{(diào)/新風(fēng)機(jī)組和風(fēng)機(jī)盤管宜單獨(dú)設(shè)置立管。樓層水平支管設(shè)置靜態(tài)平衡閥,空調(diào)/新風(fēng)機(jī)組設(shè)動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥?？照{(diào)末端系統(tǒng)不安裝、毛坯交樓時(shí),風(fēng)機(jī)盤管樓層水平支管設(shè)置自力式壓差控制閥。

5)定壓方式:盡量采用開式膨脹水箱定壓。在水壓允許的條件下,空調(diào)冷熱水系統(tǒng)可共用膨脹水箱。6)水處理措施:采用自動(dòng)投藥化學(xué)水處理方式,并設(shè)置自動(dòng)排氣設(shè)施。

4 空調(diào)方式

4.1 各功能空間末端空調(diào)形式

超高層項(xiàng)目的大空間區(qū)域如酒店/辦公大堂、酒店宴會(huì)廳等,應(yīng)采用全空氣定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng);人員密集場(chǎng)所,也可考慮機(jī)組變風(fēng)量控制。對(duì)于客房、電梯廳、附屬用房等小空間區(qū)域,采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。出售型公寓宜按戶設(shè)置風(fēng)冷戶式多聯(lián)機(jī)系統(tǒng),北方寒冷地區(qū)冬季可考慮采用地板采暖系統(tǒng)。具體見表3。

4.2 空調(diào)方式選取技術(shù)要點(diǎn)

空調(diào)系統(tǒng)不應(yīng)跨越物業(yè)管理的界面,各使用功能區(qū)域內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)按各使用區(qū)域的運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)合理劃分。采用全空氣系統(tǒng)時(shí),系統(tǒng)應(yīng)按區(qū)域劃分,各空調(diào)區(qū)末端空調(diào)系統(tǒng)各自獨(dú)立。過(guò)渡季和冬季應(yīng)充分考慮利用室外新風(fēng)作免費(fèi)冷源供冷,系統(tǒng)應(yīng)能結(jié)合新風(fēng)焓值控制,利用室外新風(fēng)供冷,通過(guò)加大新風(fēng)實(shí)現(xiàn)可調(diào)新風(fēng)比運(yùn)行。對(duì)于風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng),新風(fēng)機(jī)組應(yīng)按大的功能區(qū)和業(yè)態(tài)分區(qū)設(shè)置,并考慮新風(fēng)熱回收節(jié)能設(shè)計(jì)。

全空氣空調(diào)機(jī)組采用組合式空氣處理機(jī)組,各功能段包括風(fēng)機(jī)段、盤管段、回風(fēng)段、粗中效過(guò)濾段(過(guò)濾段采用可拆洗的板式過(guò)濾器,條件允許時(shí)可考慮采用電子空氣凈化裝置替代中效過(guò)濾器提高空氣品質(zhì))、加濕段等。

此外,影院等考慮預(yù)留相關(guān)空調(diào)室外機(jī)組設(shè)置、空調(diào)熱水主管道至指定位置、并配合建筑預(yù)留通風(fēng)空調(diào)機(jī)房等條件。具體系統(tǒng)形式與運(yùn)營(yíng)公司協(xié)商確定。

靠近建筑外區(qū)的衛(wèi)生間要求考慮設(shè)置風(fēng)機(jī)盤管。電梯機(jī)房、消防控制室、弱電機(jī)房等設(shè)置獨(dú)立的分體空調(diào)器。

4.3 租戶IT機(jī)房24 h空調(diào)系統(tǒng)

辦公樓標(biāo)準(zhǔn)樓層預(yù)留租戶24 h機(jī)房冷卻水系統(tǒng),以便向設(shè)置樓層計(jì)算機(jī)房的租戶提供機(jī)房水冷式獨(dú)立冷源空調(diào)機(jī)組所需的冷卻水。

對(duì)于出租型寫字樓,租戶IT機(jī)房的空調(diào)負(fù)荷的準(zhǔn)確數(shù)值不易確定,在設(shè)計(jì)階段可按如下原則預(yù)留冷卻水用量:

1)每層租戶電腦房面積按本層建筑面積10%計(jì)算; 2)每個(gè)租戶電腦房冷負(fù)荷指標(biāo)按400 W/m2計(jì)算; 3)冷卻塔散熱量為電腦房總冷負(fù)荷1.3倍; 4)同時(shí)使用系數(shù)按0.3～0.5計(jì)算。

條件允許情況下,長(zhǎng)江及以南地區(qū)宜采用閉式冷卻塔供水;北方地區(qū)宜采用開式冷卻塔,為保證末端系統(tǒng)水質(zhì)要求,用戶側(cè)須經(jīng)過(guò)板式換熱器換熱后提供二次循環(huán)冷卻水。

5 通風(fēng)系統(tǒng)

通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)滿足空間內(nèi)的排熱、排濕、排污染物的需求。通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置需結(jié)合防排煙系統(tǒng)、應(yīng)急通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的考慮。各區(qū)域、機(jī)房的通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)各自獨(dú)立。機(jī)房、衛(wèi)生間、廚房等要求設(shè)置直流式機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng),具體指標(biāo)見表4。

其中,地下車庫(kù)通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)盡量與消防排煙、補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)兼用。通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)宜采用兩臺(tái)雙速風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式,根據(jù)車庫(kù)區(qū)域內(nèi)的一氧化碳濃度進(jìn)行控制。車庫(kù)宜采用誘導(dǎo)式通風(fēng)系統(tǒng)。

6 其 他

節(jié)能環(huán)保:冷媒的種類和填充量要求滿足LEED認(rèn)證的要求,建議采用R-134a、R-245fa、R-407C、R-410A等環(huán)保冷媒,推薦采用CO2、NH3、丙烷等天然制冷劑。入住前常用區(qū)域的空調(diào)空氣過(guò)濾器應(yīng)采用過(guò)濾效率大于MERV為13的過(guò)濾介質(zhì)。供風(fēng)和回風(fēng)處都要安裝過(guò)濾器。

在南方等夏季負(fù)荷較高的地區(qū),根據(jù)當(dāng)?shù)啬茉凑?、峰谷電價(jià)、能源緊缺狀況和設(shè)備系統(tǒng)特點(diǎn)等比較選擇,建議在地區(qū)峰谷電價(jià)比高于3的項(xiàng)目上采用冰蓄冷系統(tǒng)。對(duì)于有電力、供冷、供熱(包括供熱水)三種需求,并且天然氣比較充足的區(qū)域可以采用分布式熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)。

7 結(jié) 語(yǔ)

在超高層商業(yè)綜合體建筑中,機(jī)電系統(tǒng)的合理設(shè)置至關(guān)重要。該文總結(jié)了超高層商業(yè)綜合體暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的一些共性的、基本的要求,闡述了在進(jìn)行此類項(xiàng)目暖通空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)可供選擇的設(shè)計(jì)指標(biāo)及系統(tǒng)設(shè)置,對(duì)類似項(xiàng)目的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)具有較好的借鑒意義。

[1] 中國(guó)建筑學(xué)會(huì)暖通空調(diào)分會(huì).暖通空調(diào)工程優(yōu)秀設(shè)計(jì)圖集1[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2007.

[2] 中國(guó)建筑學(xué)會(huì)暖通空調(diào)分會(huì).暖通空調(diào)工程優(yōu)秀設(shè)計(jì)圖集2[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010.

[3] 中國(guó)建筑學(xué)會(huì)暖通空調(diào)分會(huì).暖通空調(diào)工程優(yōu)秀設(shè)計(jì)圖集3[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2012.

[4] 中國(guó)建筑學(xué)會(huì)暖通空調(diào)分會(huì).暖通空調(diào)工程優(yōu)秀設(shè)計(jì)圖集4[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2014.

[5] 陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二版)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.

[6] 潘云鋼.高層民用建筑空調(diào)設(shè)計(jì)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1999.

Main Points of HVAC Design of Ultrahigh-rise Commercial Complex Buildings

HUANG Bo-ping1,YIN Hong-hɑi2,CUI Jun2,PING Shi-lin2,YIN Guo-dong2
(1.Hechang Real Estate(Group)East Division Planning and Design Center,Nanjing 210029,China; 2.Nanjing Yanlord Real Estate Ltd,Nanjing 210012,China)

HVAC design of ultrahigh-rise commercial complex buildings is the research object,basis in summarizing of a lot of award-winning excellent HVAC designs.The design quotas,cold and heating sources,air conditioning water system,air conditioning modes,the ventilation system are systematically elaborated.

ultrahigh-rise; commercial complex building; design quotas; cold and heating sources; air conditioning water system; air conditioning modes;ventilation

2014-05-17.

黃伯平(1981-),工程師.E-mail:wshbp@126.com

10.3963/j.issn.1674-6066.2014.04.030