謝澤鑫

（筑博設(shè)計股份有限公司，廣東深圳518040）

0 引言

前海世茂金融中心作為近年國務(wù)院重點發(fā)展區(qū)域之一的前海自貿(mào)區(qū)的第一高樓，項目為國家級綠色三星和LEED金級，除滿足消防、節(jié)能、環(huán)保等規(guī)范要求外，本設(shè)計對建筑的能耗、采光、通風等條件均采用了模擬優(yōu)化設(shè)計，運用了變風量、二級泵和水系統(tǒng)變頻等技術(shù)，確保綜合能耗和實際使用能耗均低于同類型項目，并對變風量等技術(shù)進行了詳細的技術(shù)分析比較，對前海片區(qū)同類型項目的系統(tǒng)確定具有較高的參考價值。

1 工程概況

前海世茂金融中心位于深圳市前海深港合作區(qū)，總建筑面積19.3萬m2、共65層。

本項目分兩期建設(shè)，地下室及裙房為一期工程，塔樓為二期工程，一期為3層地下室和6棟4層高的商業(yè)組成的裙房，二期塔樓主要是辦公，其中包含5個避難層，塔樓呈現(xiàn)扭轉(zhuǎn)收縮的造型。

本文著重介紹塔樓設(shè)計過程中的相關(guān)內(nèi)容。建筑立面效果詳見圖1。

圖1 建筑立面效果圖

2 空調(diào)冷源及空調(diào)水系統(tǒng)

2.1 冷源的設(shè)置

辦公、商業(yè)采用中央空調(diào)系統(tǒng)，一二期合用系統(tǒng)，經(jīng)計算總冷負荷為14765kW （4200RT），二期塔樓總冷負荷為12441kW，一、二期共采用3臺制冷量為4220kW （1200RT）的離心式制冷機和2臺1055kW （300RT）螺桿機作為冷源。冷水機組放置于地下三層制冷機房。

2.2 空調(diào)水系統(tǒng)

本項目空調(diào)水采用二級泵系統(tǒng)。

一級泵系統(tǒng)采用定流量設(shè)計，二級泵采用變頻變流量設(shè)計，二級泵共分四個支路，分別服務(wù)自持商業(yè)，辦公低區(qū)，辦公低區(qū)24小時網(wǎng)絡(luò)機房，辦公高、中區(qū) （含24小時網(wǎng)絡(luò)機房）。

二級泵采用末端壓差控制，為防止用戶負荷較低時，用戶側(cè)水流量低于二級變頻泵的最小流量，或冷水泵變頻調(diào)節(jié)滯后或出現(xiàn)故障，各支路二級泵的主進出水總管設(shè)壓差控制旁通閥。

冷凍水系統(tǒng)采用開式膨脹水箱定壓，膨脹水箱設(shè)于23F。塔樓中、高區(qū)冷凍水系統(tǒng)膨脹水箱分別設(shè)置在44F避難層、塔樓屋面。

冷凍水供回水溫度低區(qū) （1～22F）為6／11℃，高中區(qū) （23～65F）為7／12℃。在22F（100m處）設(shè)置空調(diào)壓力分區(qū)轉(zhuǎn)換，通過板換將中央制冷站提供的6／11℃的冷凍水轉(zhuǎn)換為7／12℃供辦公高、中區(qū)使用。

空調(diào)水系統(tǒng)采用異程式、兩管制設(shè)計。

3 空調(diào)風系統(tǒng)

3.1 裙房及塔樓底層商業(yè)空調(diào)風系統(tǒng)

商業(yè)中庭環(huán)廊采用全空氣系統(tǒng)，商鋪、餐廳、小型空調(diào)房均采用風機盤管＋新風系統(tǒng)，同時餐廳區(qū)域均預(yù)留排油煙及事故排風管道。

3.2 塔樓辦公空調(diào)風系統(tǒng)

塔樓辦公層采用VAV變風量系統(tǒng)，每層設(shè)兩臺變風量機組，末端采用單風道VAV－box箱。

樓層送風主管成環(huán)設(shè)置，以提高系統(tǒng)使用的可靠性和靈活性。

每層在空調(diào)機房處設(shè)置集中消聲百葉回風，每個辦公區(qū)域與走道間設(shè)置消聲回風短管，房間的回風通過短管回至走道后再通過走道回至空調(diào)機組。走道回風短管的設(shè)置，見圖2。

圖2 回風短管設(shè)置詳圖

3.3 塔樓辦公區(qū)過渡季節(jié)通風措施

3.3.1 塔樓可開啟外窗設(shè)置情況

根據(jù) 《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》以及深圳市實施細則的相關(guān)規(guī)定，透明幕墻應(yīng)具有不小于房間透明面積10%的可開啟部分，對建筑高度超過100米的超高層建筑，100米以上部分的透明幕墻可開啟面積應(yīng)進行專項討論。

在設(shè)計時以23層為模板對100米以上樓層的自然通風的情況進行模擬。當外窗開啟為2%時，室內(nèi)風速在1m／s左右，走廊風速較大，為2m／s左右，室內(nèi)空氣齡基本在360s以內(nèi)，人行高度 （z＝1.5）處室內(nèi)風速云圖見圖3。

圖3 人行高度 （z＝1.5）處室內(nèi)風速云圖

根據(jù)風洞試驗報告，塔樓風壓變化為－6.83～4.80kPa，且中部以上風壓很大，在150米處就出現(xiàn)－6.62kPa的風壓。鑒于本項目塔樓幕墻的復(fù)雜性 （從首層至屋面旋轉(zhuǎn)約45°，并逐漸收分縮小形成建筑曲面，導(dǎo)致每個分格板塊四點不共面），因此從安全性、舒適性、造價、外立面效果等幾方面考慮，經(jīng)過專家的兩輪論證，決定100米以上仍考慮不開啟幕墻。

3.3.2 塔樓辦公區(qū)過渡季節(jié)通風措施

為了保證室內(nèi)舒適的工作環(huán)境同時節(jié)約能耗，本項目針對不同的幕墻開啟條件采取了不同的空調(diào)、通風措施，其中100米以下過渡季節(jié)采用自然通風，100米以上幕墻不開啟的辦公樓層，除常規(guī)的空調(diào)通風外，另設(shè)置機械通風滿足過渡季節(jié)不小于5次的換氣次數(shù)。具體做法為：以避難層為界分段，每個避難層設(shè)置機械排風和送風機，通過豎向井道向下接至每一層。但此做法會增加通風井道面積，見表1。

4 BIM技術(shù)應(yīng)用

4.1 協(xié)助確定最優(yōu)層高方案

本項目BIM在發(fā)揮傳統(tǒng)綜合管線優(yōu)勢的同時，亦根據(jù)設(shè)備管線排布需求進行優(yōu)化調(diào)整，如避難層下一層由于重力管線敷設(shè)的需要而適當?shù)脑黾訉痈?，從而達到經(jīng)濟效益和使用舒適性的最大化。

4.2 優(yōu)化重點、復(fù)雜區(qū)域的設(shè)備布置

本項目裙房屋面、避難層、塔冠等區(qū)域存在大量復(fù)雜空間，通過Revit的精確建模，在BIM模型內(nèi)，圍繞建筑四周漫游瀏覽，對突出地面的構(gòu)筑物及設(shè)備進行協(xié)調(diào)優(yōu)化，消除對建筑及景觀的觀感影響；同時對裙房屋面設(shè)備的擺放協(xié)調(diào)優(yōu)化，在滿足從塔樓俯瞰設(shè)備擺放整齊美觀的同時為景觀進一步美化提供條件，見圖4。

表1 各層設(shè)置5次換氣系統(tǒng)所占的井道面積

圖4 塔冠模型

4.3 碰撞檢測

通過Revit全專業(yè)三維模型進行碰撞檢測，在設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)碰撞并進行調(diào)整，減少了施工階段的時間、人員、物料的浪費，從而降低了施工成本。

5 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，超高層建筑日益增加，建筑高度和復(fù)雜程度也越來越高，暖通作為建筑的重要組成部分，在項目的實施過程中一定要與時俱進，敢于突破常規(guī)化，充分利用能耗分析、氣流模擬、BIM等新技術(shù)，以達到項目總體的最優(yōu)化。

參考文獻：

［1］陸耀慶.實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊 ［M］.2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008：1966－1968.

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