曾應賢　吳全勝

（中機國際工程設計研究院有限責任公司湖南長沙　410007）

高層建筑暖通空調設計要點分析

曾應賢吳全勝

（中機國際工程設計研究院有限責任公司湖南長沙410007）

高層建筑的垂直高度較高、樓層多、人口密度大，需通過安裝暖通空調系統，實現對人們的工作、生活環(huán)境的有效改善。本文首先介紹了高層建筑暖通空調系統的基本類型和設計原則，然后對高層建筑暖通空調設計要點進行了詳細探究。在高層建筑暖通空調設計中，必須嚴格把關所有的設計環(huán)節(jié)，促進高層建筑使用性能和質量的提高。

高層建筑；暖通空調；設計要點

1　引言

隨著人們生活水平的提高，高層建筑的使用功能要求也日益增加。在此背景下，暖通空調在高層建筑中得到了十分廣泛的應用，由于暖通空調能耗較多，因此，需不斷優(yōu)化其設計，推動高層建筑的可持續(xù)發(fā)展。

2　高層建筑暖通空調系統的基本類型

①高層建筑全空氣暖通空調系統。全空氣暖通系統主要適用于大型高層建筑中，例如商業(yè)大廈或者高級酒店，其工作原理是通過空壓機對空氣加溫、加濕或者降溫、除濕，以此調節(jié)建筑內部的環(huán)境。②高層建筑空氣—水暖通空調系統。該暖通空調系統在各類高層建筑中都有應用，其工作原理是通過交換水和空氣，釋放出空調中的熱量，并且通過水循環(huán)作用調節(jié)室內溫度和濕度，利用空氣確保室內氣體的流動，由于該空調系統結構形式比較簡單，制冷速度較快，因此應用范圍比較廣泛。③高層建筑全水暖通空調系統。該系統主要是通過水循環(huán)的作用調節(jié)室內環(huán)境，具有結構形式簡單的優(yōu)點，基本可以滿足大部分高層建筑的暖通要求。

3　高層建筑暖通空調設計要點

3.1循環(huán)水泵的選型

對暖通空調循環(huán)水泵進行合理選型是高層建筑暖通空調設計中的重要環(huán)節(jié)，如果循環(huán)水泵的容量較大，則會增加設備運行成本。在暖通空調設計過程中，應該依據不同時間段產生的不同揚程以及冷負荷進行調整，合理控制定速泵數量，根據實際需要調節(jié)變頻泵速度，盡量降低能耗。

3.2合理設計供暖系統

高層建筑空氣調節(jié)、采暖、通風都有相應的設計標準，應該據此合理設計暖通系統的入口入戶設備。對于熱水暖通空調系統，在其設計階段，應該在入口管道位置安裝溫度計、除污器和壓力表，并根據高層建筑的設計要求設置熱量計。對于高層建筑暖通空調系統的入口數量的設置，應該綜合靠暖通設備的施工便捷性、合理性，以及高層建筑暖通空調系統的管線布置形式。在高層建筑的樓梯間，可以使用獨立的散熱器進行供熱，對于相鄰的房間，可以使用一根立管連接房間內部的散熱器。但是樓梯間散熱器的密閉性較差，因此，很容易導致暖通空調系統出現故障，影響暖通空調設備的正常工作。如果高層建筑的地層設置有商鋪，則應該嚴格依據相關設計規(guī)范，對于公共區(qū)域設置單獨的熱計量設備以及暖通空調裝置。

3.3空調通風方面

在對高層建筑暖通空調的通風系統進行設計時，可能會出現暖通空調裝機容量過大的問題，主要原因有兩點：①在設計階段，綜合考慮到各類安全系數，因此單位空調面積的制冷劑裝機容量比手冊中的冷負荷概算大；②在對暖通空調系統進行設計時，有些設計人員會使用負荷指標的估算方法，而通過這一估算方式得出的制冷劑裝機容量偏大，很容易造成資源浪費的問題。

3.4在設計過程中要注重其調節(jié)性以及操作性的提升

在高層建筑暖通空調設計階段，設計人員應該盡量采取有效措施提升系統的可調節(jié)性能以及可操作性能，盡量發(fā)揮暖通空調系統的實際作用，提升暖通空調系統價值。良好的調節(jié)性能以及操作性能能夠促使暖通空調設備根據氣候、環(huán)境的變化調節(jié)自身負荷，實現節(jié)能目標。

4　高層建筑暖通空調設計實例分析

本次高層建筑暖通空調設計工程處于某市核心地段，該寫字樓建筑面積為341101m2，地上面積251201m2，地下89901m2，用地面積小、體量大、容積率高。地下室設有兩層停車場，地上設有日用百匯、辦公寫作樓、KTV娛樂場所、室內等等。各場所空調室內設計參數如表1所示。

4.1冷熱源設計

根據綜合體的建筑規(guī)模、特征、氣像條件、所在地能源結構以及相關政策、價格等確定綜合體暖通空調系統冷熱源。為便于后期的運行管理工作，在設計階段將冷熱源劃分為數個獨立系統。

表1　綜合樓室內空調設計參數

4.1.1空調冷、熱負荷

該綜合樓主要分為日用百貨、公寓辦公、商務酒店等幾個獨立系統，制冷機房設置在低下二層。項目地區(qū)的電力資源和燃氣資源豐富，因此，冷源熱方案選擇采用電制冷加燃氣鍋爐的聯合形式。超市制冷方是指兩臺400USRT水冷螺桿機組；百貨冷機房設置兩臺750USRT水冷離心機組；A/B塔樓分別設置兩臺550USRT水冷離心機組；連鎖經營酒店設置兩臺154USRT水冷螺桿機組，冷卻水溫設為6/12℃。

整個建筑暖通空調系統選用內置換熱器的燃氣型真空熱水鍋爐，鍋爐設置在地下鍋爐房內，且與制冷裝置分開設置。連鎖經營酒店采用衛(wèi)生熱水與空調結合性，其他為單空調熱水型?？照{熱媒水為60/50℃。

4.1.2綜合商業(yè)的冰蓄冷設計

由于整個綜合樓配備了大量商業(yè)寫作間，因此，空調負荷較大，且主要集中在白天運行，若采用單獨的電制冷方式，則容易對市政用電造成很大的沖擊作用，且運行費用極為高昂?；诖耍捎门照{冷水制冰且依據蓄冷量大于總制冷70%以上進行暖通空調系統設計，滿足電網高峰條件下的制冷量。

4.1.3免費供冷設計

綜合樓內配置了較多的內區(qū)，包括大量餐飲店鋪，在過度季節(jié)，一些店鋪并不需要制冷，而整個暖通空調系統已停止運行，因此，為滿足一部分用戶的制冷需求，可設計冷卻塔對這部分用戶進行免費供冷系統。利用冷卻塔作為整個暖通空調系統的冷源，并采用換熱器來為部分用戶集中供冷，從而降低整個建筑群的能耗。

4.2空調水系統

空調水系統選擇使用兩管制。塔樓空調冷熱水系統的水平干線以及主立管部分都選擇同程式系統，裙房空調冷熱水系統的水平以及豎向主干線均選擇異程式。利用高位膨脹水箱定壓，軟化水對制冷機房補水。

系統的冷凍水選擇一次泵變流量系統，系統的供、回水主管分別設置相應的輔助壓差旁通閥，通過進回水總管反饋的壓力信號進行水量調節(jié)，來滿足水量變化。冷卻水泵采取定流運行方式，冷卻塔出水口安裝溫度傳感器進行溫度的調節(jié)，維持冷卻塔出水水溫恒定。各主管和分支管理都部分自力式壓差控制閥，進行水系統的動態(tài)平衡調節(jié)。

4.3空調風系統

針對綜合寫字樓的百貨區(qū)、會議室、休息間采用風機盤管加新風系統，利用熱回收新風機組對新風進行集中處理，新風口設在建筑外墻處。機組可集中布置在屋頂或設備層等位置，也可進行分層布置。對于一部分過渡季節(jié)商業(yè)場所，采取免費供冷，在空調末端選擇使用吊頂式空調器。全空氣系統采用變頻方式進行風量調節(jié)，氣流由上送上回，組合式空調器風機選擇變頻風機。

4.4通風系統

整個綜合寫字樓的設備間、儲藏室、衛(wèi)生間、廚房等均配備相應的通風系統。酒店衛(wèi)生間設排風系統，利用回收式機組排至室外?？照{機組和新風機組均加裝袋式初效過濾器進行過濾?？照{制冷機房、鍋爐房以及廚房設置事故通風系統，事故通風的換氣次數按12次/h計算。

5　結語

在整個高層建筑能耗中，暖通空調系統的能耗較多，因此暖通空調設計方案的優(yōu)劣會對建筑項目的經濟效益產生較大影響，而且還會影響人們的日常生活。在高層建筑暖通空調設計過程中，設計人員應該堅持可行性原則、可行性原則以及可調節(jié)原則，嚴格把握各個設計要點，包括循環(huán)水泵的選型、供暖系統設計、通風系統設計等，確保設計方案符合實際需求，盡量做到節(jié)能減排，保障暖通空調系統運行質量。

[1]伍春艷.高層建筑暖通空調設計要點[J].城市建設理論研究：電子版，2013（18）：09.

[2]薛亞偉.高層建筑暖通空調設計要點[J].商品與質量：科教與法，2014（05）：72～73.

[3]尹泉.高層建筑暖通空調設計要點研究[J].城市建設理論研究：電子版，2015（06）：132～133.

TU83

A

1673-0038（2015）48-0195-02

2015-11-13

曾應賢（1983-），男，工程師，本科，主要從事暖通、動力工程設計等工作。

吳全勝（1984-），男，工程師，本科，主要從事暖通空調設計等工作。