唐雄斌（廣東省重工建筑設(shè)計(jì)院有限公司　廣州　510034）

?

廣東某超高層辦公樓空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

唐雄斌
（廣東省重工建筑設(shè)計(jì)院有限公司廣州510034）

【摘要】廣東某超高層辦公樓，總建筑高度接近200米，含2個(gè)設(shè)備層及避難層?？照{(diào)設(shè)計(jì)僅考慮夏季供冷，采用水冷式中央空調(diào)系統(tǒng)。針對(duì)項(xiàng)目建筑條件及空調(diào)系統(tǒng)水壓力分布特性，將其空調(diào)水系統(tǒng)分為高、低兩個(gè)區(qū)，高、低區(qū)采用水-水板式換熱器轉(zhuǎn)換。

【關(guān)鍵詞】水系統(tǒng)；分區(qū)；壓力；空調(diào)

作者（通訊作者）簡介：唐雄斌（1982.01-），男，本科，工程師，E-mail：tangxb0107@163.com

0　引言

本工程位于廣東江門市，總建筑面積約78000平方米，其中空調(diào)面積約57500平方米，地下室2層，地上45層，建筑功能主要為：辦公室、會(huì)議室。建筑總高度為192.50m，設(shè)有2個(gè)設(shè)備及避難層，分別位于標(biāo)高為57.30m的14層和標(biāo)高為120.80m的30層?？照{(diào)設(shè)計(jì)僅考慮夏季供冷。

1　空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概況

本工程設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷8517kW，單位面積冷負(fù)荷148W/m2，設(shè)計(jì)采用水冷集中式中央空調(diào)系統(tǒng)，選用三臺(tái)水冷離心式冷水機(jī)組，保證部分負(fù)荷或夜間加班時(shí)間段的合理搭配運(yùn)行。制冷主機(jī)房設(shè)于地下二層（標(biāo)高-10.8m），制冷工況冷凍水設(shè)計(jì)供/回水溫度7/12℃，冷卻水設(shè)計(jì)供/回水溫度為32/37℃，冷凍水泵、冷卻水泵與制冷主機(jī)一一對(duì)應(yīng)設(shè)置。一次泵冷凍水泵設(shè)于地下二層制冷機(jī)房內(nèi)（標(biāo)高-10.8m），設(shè)計(jì)揚(yáng)程36.0m?？照{(diào)末端采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，系統(tǒng)最低末端設(shè)備位于辦公樓首層大堂的夾層（標(biāo)高為+5.70m）。

2　水壓力特性及水系統(tǒng)分區(qū)原則

2.1水壓力特性

地下二層制冷機(jī)房標(biāo)高為-10.8m，第一設(shè)備層標(biāo)高57.30m，第二設(shè)備層標(biāo)高120.80m，建筑總高度192.50m。系統(tǒng)采用高位膨脹水箱定壓，定壓接入點(diǎn)為制冷機(jī)房內(nèi)的一次水泵吸入口處。根據(jù)以上條件并考慮設(shè)備初投資，空調(diào)水系統(tǒng)考慮分為高、低兩個(gè)區(qū)。當(dāng)板換設(shè)于第一設(shè)備層時(shí)，低區(qū)水系統(tǒng)靜水壓力為68.10m，高區(qū)靜水壓力為135.2m；當(dāng)板換設(shè)于第二設(shè)備層時(shí)，低區(qū)水系統(tǒng)靜水壓力為131.60m，高區(qū)靜水壓力為71.7m。當(dāng)板換設(shè)置在不同設(shè)備層時(shí)，其高、低區(qū)水系統(tǒng)壓力分布示意圖如下，壓力分布的討論僅考慮水系統(tǒng)壓力可能超過或接近1.6MPa（冷、熱源主機(jī)及末端設(shè)備的承壓范圍）的不利情況。

圖1　板換位于14F時(shí)高區(qū)水系統(tǒng)壓力分布示意圖Fig.1 Water system pressure distribution for 14th

圖2　板換位于30F時(shí)低區(qū)水系統(tǒng)壓力分布示意圖Fig.2 Water system pressure distribution for 30th

由以上兩個(gè)圖可見，兩種方式的水系統(tǒng)分區(qū)，系統(tǒng)工作最大壓力點(diǎn)均在水泵出口處，其最大壓力均有超過1.6MPa的情況。而當(dāng)板換設(shè)于14F時(shí)，其高區(qū)水系統(tǒng)水泵出口處最大壓力超過1.6MPa更多。

2.2水系統(tǒng)分區(qū)原則

空調(diào)冷（熱）水系統(tǒng)最常用的分區(qū)方式是按照水壓力進(jìn)行分區(qū)，有時(shí)候按照建筑使用功能分區(qū)，特別是在如今集商業(yè)、辦公及酒店于一體的商業(yè)綜合體建筑發(fā)展越來越多的時(shí)代，以及大部分區(qū)域供冷（暖）的系統(tǒng)中。本文僅詳細(xì)討論超高層建筑中按照水壓力進(jìn)行分區(qū)。

空調(diào)水系統(tǒng)的冷（熱）源機(jī)組、末端裝置、管道及其附件都有各自的承壓值。標(biāo)準(zhǔn)型冷水機(jī)組的蒸發(fā)器和冷凝器工作壓力為1.0～1.6MPa，空調(diào)末端設(shè)備的工作壓力均可以達(dá)到1.6MPa，管焊接道及其附件的承壓值可以大于1.6MPa。因此，高層建筑超過一定高度時(shí)，空調(diào)水系統(tǒng)就必須進(jìn)行高、低分區(qū)，以保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3　高層建筑水系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

高層建筑水系統(tǒng)分區(qū)方式一般為：低區(qū)包含冷水機(jī)組、水泵及末端設(shè)備等，高區(qū)包含板換、水泵及末端設(shè)備等，高、低區(qū)水系統(tǒng)均獨(dú)立成環(huán)。其主要特點(diǎn)如下：

（1）每個(gè)水系統(tǒng)分區(qū)的最大工作壓力控制在所要求的范圍之內(nèi)。

（2）低區(qū)空調(diào)水供水溫度一般在5～7℃，為了保證高區(qū)空調(diào)水系統(tǒng)的除濕能力，高區(qū)供水溫度不宜過高，一般在7～9℃。因此作為高、低的分區(qū)設(shè)備，一般采用板式換熱器，換熱效率高，高區(qū)與低區(qū)的供水溫度差值可以做到1～2℃，換熱器設(shè)置于設(shè)備層。

（3）系統(tǒng)分區(qū)時(shí)應(yīng)盡量用足低區(qū)所能達(dá)到的高度，即建筑物的冷負(fù)荷盡量由冷水機(jī)組供水直接承擔(dān)。其緣由為：由于高區(qū)水溫相對(duì)較高，末端設(shè)備對(duì)空氣的處理能力稍遜，通常需要適當(dāng)加大其循環(huán)水量，不如低區(qū)在負(fù)擔(dān)同樣冷量下節(jié)能；由于傳熱溫差減小，高區(qū)末端設(shè)備的換熱面積要求增加，高區(qū)過大不利于減少空調(diào)設(shè)備的投資。

（4）由于低區(qū)水系統(tǒng)高度一般較高，冷水機(jī)組多位于地下室部位，為了減少對(duì)冷水機(jī)組的承壓要求，可以考慮將冷水機(jī)組設(shè)于水泵的吸入端。但對(duì)于高區(qū)來說，其高度是系統(tǒng)分區(qū)主要考慮的因素之一，視系統(tǒng)的工作壓力而定。

4　水系統(tǒng)分區(qū)設(shè)計(jì)

根據(jù)以上條件，結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際狀況，本項(xiàng)目空調(diào)水系統(tǒng)分區(qū)設(shè)計(jì)如下。

由圖3可見，板式換熱器設(shè)于30層（標(biāo)高120.80m），其低區(qū)靜水壓力為131.60m（地下二層制冷機(jī)房標(biāo)高-10.8m），高區(qū)靜水壓力為71.7m。又低區(qū)水泵揚(yáng)程為36m，即低區(qū)水系統(tǒng)水泵水口壓力為167.6m，因此冷凍水泵采用吸出式，即冷水機(jī)組設(shè)于水泵的吸入端，以減少對(duì)冷水機(jī)組的承壓要求。最低末端設(shè)備位于辦公樓首層大堂的夾層（標(biāo)高為+5.70m），即末端最大承受壓力為151.1m，小于末端設(shè)備的工作壓力1.6 MPa。因此板式換熱器設(shè)于30層，都能保證高、低區(qū)水系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

圖3　空調(diào)水系統(tǒng)分區(qū)示意圖Fig.3 Air-condition water system partition schematic

5　結(jié)論

（1）高層建筑每個(gè)系統(tǒng)分區(qū)的最大工作壓力應(yīng)控制在所要求的范圍之內(nèi)。

（2）系統(tǒng)分區(qū)的數(shù)量應(yīng)盡可能的少，以減少設(shè)備的投資，同時(shí)系統(tǒng)分區(qū)時(shí)應(yīng)盡量用足低區(qū)所能達(dá)到的高度，即建筑物的冷負(fù)荷盡量由冷水機(jī)組供水直接承擔(dān)。

（3）為了減少對(duì)冷水機(jī)組的承壓要求，可以考慮將冷水機(jī)組設(shè)于水泵的吸入端。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉東亮,胡居長.超高層建筑的中央空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[J].制冷與空調(diào),2012,12(5):100-102.

[2]張鐵輝,趙偉.超高層建筑空調(diào)水系統(tǒng)豎向分區(qū)研究[J].暖通空調(diào),2014,(5):8-15.

[3]陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008:1964-1973.

[4]中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)院.全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施（暖通空調(diào)·動(dòng)力）[M].北京:中國計(jì)劃出版社,2009: 90-99.

[5]付祥釗.流體輸配管網(wǎng)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2001:169-190.

[6]潘云鋼.高層民用建筑空調(diào)設(shè)計(jì)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1999:169-173.

[7] GB/T 50736-2012,民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國計(jì)劃出版社,2012.

[8] GB/T 50189-2005,公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005.

The Air Conditioning Water System Design for a High-rise Office Building in Guangdong

Tang Xiongbin
( Guangdong Zhonggong Architectural Design Institute Co., Ltd, Guangzhou, 510034 )

【Abstract】A high-rise office building in Guangdong. the total height of the building nearly 200 meters, and contains two equipment and refuge floors. The air-conditioning design considering only summer cooling, using water-cooled air-condition system. Contrary to construction conditions and air-conditioning system water pressure distribution characteristics, its air-condition water system is divided into two zones for high and low. The two systems changed with ware-water plate heat exchanger.

【Keywords】Water system; Partition; Pressure; Air-conditioning

中圖分類號(hào)TU831

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B

文章編號(hào)：1671-6612（2016）01-033-03

收稿日期：2015-01-27