高层建筑空调水系统

3)高区:选用了2台528kW(150RT)风冷热泵机组 设置于35层屋面，作为空调冷热源。夏季提供7℃ ／12 ℃冷水，冬季提供50 ℃热水至空调末端装 置供冷及供暖。水系统为二管制一次泵变流量系 统，敷设方式为竖向同程，水平同程。
3. 空调方式
1)商场、餐厅、娱乐容积大，净空高，人员 密集，空调热，湿负荷较大，采用了全空气系统， 空气处理机组加低速风道，共设43个空调系统。 2)办公、商务套房采用新风加风机盘管系统， 共设59个新风系统。 3)气流组织形式 1-9层部分采用顶送，集中回风方式，办公及 商务套房采用顶送、上回方式，中庭部分分用侧 送风方式。
是每个分区设置独立的冷热源，自成系统， 还是集中设置冷热源，在设计时曾经过多次反复 比较。若集中设置冷热源于地下3层，在10层及36 层避难层分别设置水—水换热器，对于设备吊装， 安装有利。同时也方便设备集中管理、维修。但 由于中南商业广场地质条件非常差，若集中设置 冷热源于地下3层，机房面积势必成倍增加，一次 投资将增加很多。经设计方与建设方反复研究， 最后决定三个分区分别设置独立的冷热源，自成 系统。
冷热源设备设于裙房顶层
冷热源设备设 于技术夹层
冷热源设备 设于屋顶
目前我国超高层建筑绝大部分水路系统的设 计采用：在建筑中间层设置水－水板式换热器， 把冷、热水从低区提升至设备层，经板式换热器 闭式热交换后再由次级泵输送至高区。 在这类建筑中如果水系统不能合理分区则势 必导致——①末端设备承压要求过高，导致换热 器面板和管壁加厚过多，传热效率下降，同时设 备承压能力提高了，造价亦随之提高；②分区过 多，从冷源供出的冷水经多级板式换热器后效率 将降低，研究表明每经过一级板式换热器，其冷 源的供冷（热）效率至少下降20%左右，同时末 端装置的换热面积则需要加大20%。
（一）按朝向、内外分区
对于大型建筑物来说，周边区(进深6m左右的 区域)受到室外空气和日射的影响大，冬夏季空调 负荷变化大；内部区由于远离外围护结构，室内 负荷主要是人体、照明、设备等的发热，可能为 全年冷负荷。因此，通常格平面分为周边区和内 部区，对应于各区负荷变化特点分别进行空调。 周边区由于日射负荷随时间变化大，故常按东、 南、西、北等朝向分成四个或四个以上的空调区。
• 超高层空调水系统分区减少，则泵组及板 换设置数量少，运行管理简单，运行能耗 低，供冷效率高。在超高层建筑的空调系 统里，考虑到管路系统的焊接、密封、成 本及可靠性等问题，其空调水系统的划分 应控制在2.5MPa 以内。
三、高层建筑水系统设计实例
武汉房产交易大厦空调设计
一、工程概况 该工程是一栋集房 产交易、会议、办公、 餐饮及客房为一体的综 合性大楼。建筑面积 40000m2，建筑高度 99.5m，地下一层，地 上26层，各层功能及空 间概况见下表。
二、室内空调设计参数
三、空调系统设计 1. 系统划分
该工程夏季空调冷负荷5267kW，冬季空调热 负荷3348kW。空调水系统采用双管制变流量一次 泵系统，空调水系统按空调区域功能分三大环路， 1-6层、7-10层、ll-25各为一环路。1层餐厅，2、 3层交易大厅、25层多功能厅为大风管低速送风系 统，其他区域均为风机盘管+新风系统。
武汉中商广场空调设计
一、工程概况
总建筑面积112114m2，其中地下室12000m2， 裙楼面积4000m2/层，标准层面积1960m2/层，楼 层数：地上45层，地下3层。其中裙楼9层，1-7层 为商业用房，8-9层为餐饮娱乐；地下1-2层为车 库，地下3层为设备用房。10层、23层、36层为避 难层。10层兼设备用房，11-45层为办公及商务套 房。建筑总高度（地上）180m，裙楼1层：6m，29层：5.7m，10层设备层5.7m，标准层3.25m。
高层建筑空调水系统
一、高层建筑水系统的分区
• 高层建筑一般均是大型的民用建筑，①整个建筑 物的空调容量很大，②各房间用途各异，③负荷 特点及使用规律也差别很大。④再由于高层建筑 总高度很大，产生的水静压力可能超过设备和管 道的承压能力。 • 为了使空调系统既能满足各房间的使用要求，又 便于运行调节，节省能量，并降低系统中的水静 压力，有必要对大型建筑物的空调冷冻水系统进 行合理平面和竖向分区。
2. 冷热源
冷热源设于地下室，考虑到部分时段空调负 荷可能很低，冷源配置采用3大1小，大机组选用 制冷量1744kW的离心式冷水机组，额定负荷时效 率高，但负荷调节性能差，小机组选用制冷量为 676kw的螺杆式冷水机组，效率较离心式低，但负 荷调节性能好。热源采用单台制热量为1744kw的 燃油热水机组二台；冷冻水泵4台，夏冬季兼用， 根据负荷大小，夏季开启1-4台泵，冬季开启1-2 台泵；冷却塔采用3大1小、共四台低噪声冷却塔， 为减小噪声对周边及该工程的影响，冷却塔设于 主楼屋面。
低区冷热源设置在地下3层,中区冷热源设置 在10层避难层，将10层避难层层高增高至5.7m， 高区冷热源设置于36层。尽管这样将给施工造成 一定困难，但是对于节约投资是有利的。 低区：地下3层—7层 中区：8层—35层 高区：36层—45层
2. 冷热源及水系统设计
1)低区：选用了4台1758kw(500RT)美国约克 离心机组，设置于地下3层冷冻机房内，夏季提供 7℃／12 ℃冷水至空调末端装置。水系统为二管 制一次泵变流量系统，敷设方式为异程系统。
2)中区：夏季选用了3台2462kw (700RT)美国 特灵离心机作为空调冷源，设置于2层设备机房内， 夏季提供7℃／12 ℃冷水至空调末端装置。水系 统为二管制一次泵变流量系统，敷设方式为竖向 同程，水平同程。 冬季由室外锅炉房提供0.4MPa蒸汽至十层 汽—水换热器交换60℃／50 ℃热水至空调末端装 置。
下图是建筑物平面分区的几种方式。图(b)所 示为细长型的平面的建筑物，则可分成南、北和 内部三区。当建筑进深小于10 m时，可不分内区 （图c，d）。对于每层面积200m2以下的小型建筑 物，为降低设备费用，常不分区。
（二）按房间用途、使用时间分区
对办公楼建筑来说，可按办公室、会议室、食 堂、值班室、活动室，进厅等设置不同的空调系 统；对旅馆建筑来说，客房是全天使用的，其他 如餐厅、宴会厅、办公室、会议室、商店等公用 部分并非全天使用，就应划分为不同的空调系统； 对医院来说，把洁净度要求相同的房间分为一个 区，可按门诊室、手术室、新生儿室、病房、办 公楼分别设置空调系统。空调分区，不仅能有效 地满足各种性质、用途的房间的使用要求，而且 有利于节约空调能耗和便于维护管理。
• 随着建筑高度的增加，空调水系统承受水 压就越大。对于100m高建筑来说，静水压 力就达到1.0MPa左右。 • 水系统的承压能力是由机组设备、水泵、 管道及阀门的耐压能力来决定。 • 下表列出来空调设备、管道等的承压能力。
当系统水压超过设备承压能力时，怎么办？
根据建筑物具体情况，为减少设备及附 属构件集中部位的承压，冷热源设备有如 下几种布置方式。 1．将冷热源设备设于塔楼外裙房顶层上， 在裙房顶层上同时布置冷却水系统。 2．冷热源设备设于塔楼中间的技术夹层， 或与防火层结合起来设置。 3．冷热源设备设于屋顶层。 4．建筑物中间设备层内设置水—水式热 交换器，使静水压头变为分段承压。
根据建筑方的要求，1-7层商业用房 设置集中空调，仅夏季供冷，冬季不供暖。 8层以上设置集中空调，夏季供冷，冬季 供暖。
二、室内空调设计参数
三、空调系统设计 1. ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ调系统分区 中南商业广场地面以上高180m，地下 三层高12.8M，总净高192.8m。由于该建筑 是一栋超高层建筑，平面复杂，功能较多。 在设计时，从设备承压，使用功能及运行 管理等因素综合考虑，以8层及35层屋面为 界，将空调系统分为高、中、低三个区。
（三）竖向分区
高层建筑由于层数多，考虑到风机盘管 等用水设备的耐压性能，在竖向方面往往 将空调系统分成几个区。一般建筑高度在 100以下或左右水系统可不分区。
二、水系统的承压能力
• 水系统承受压力最 大的地方在哪？ • 最大承压点所承受 的压力如何计算？
• 水系统承压有以下三种情况： • 系统停止运行时，最大压力为系统静水压力 • 系统瞬时启动，但动压尚未形成时，水泵出口压 力是系统静水压力和水泵全压之和 • 正常运行时，出口压力是该点静水压力与水泵静 压之和。