超高层建筑暖通空调系统设计研究

超高层建筑暖通空调系统设计研究

发表时间：2019-04-29T15:43:38.017Z 来源：《基层建设》2019年第4期作者：陈萌[导读] 摘要：随着我国经济的发展，能源日益的紧缺。为了有效的利用能源资源，提高建筑用能源的利用效率，在超高层建筑中设计暖通空调是一个非常好的办法。

广东志高暖通设备股份有限公司 528244摘要：随着我国经济的发展，能源日益的紧缺。为了有效的利用能源资源，提高建筑用能源的利用效率，在超高层建筑中设计暖通空调是一个非常好的办法。这样不仅仅可以做到因地制宜合理的利用能源资源，还能创造出舒适的居住环境。改革开放以来，我国城市化进程不断的加快，随着我国经济的发展，人口的增多使得我国的建筑行业得到了迅猛的发展，与此同时人们的生活水平也有了很大的提升。

正是因为这样使得建筑的中央空调出现了小型化，家庭空调出现了商业化的现象。随着时代的发展，家用中央空调也即将成为未来家用空调的主流。

关键词：超高层建筑；暖通空调；设计引言：随着我国社会的发展和科技的不断进步，我国的超高层建筑也越来越多．超高层建筑不仅标志城市综合竞争力的提高，而且象征了我国综合国力的增强．与常规建筑相比，超高层建筑体型巨大、结构复杂、承担功能较多且可容纳较多人员，设计中需注意的问题也很多。所以设计人员在设计之前应当充分的了解整个建筑的内部构造，需要对建筑当地的环境了如指掌，还要对暖通空调系统施工的用料市场行情了解准确，才能在设计之前做到心中有数，保证设计的科学性。同时在设计的时候应当始终秉承安全性、经济、环保的三大原则才能最终称得上是成功且杰出的高层建筑暖通空调系统设计。

1、超高层建筑暖通空调系统设计概述 1.1 超高层建筑暖通空调系统设计定义

超高层建筑的出现，对于城市资源空间日益紧张的情况来说，无疑是达到了良好的缓解与促进城市发展的目的。超高层建筑暖通空调系统设计具体是指，在超高层建筑中通过合理布置管线、水泵等方面的工作，对超高层建筑室内进行供暖、制冷或通风等效果的系统性规划。超高层建筑暖通空调设计的意义是为了弥补超高层建筑使用中出现的一些缺陷，提升超高层建筑使用舒适度的一种有效设计。

1.2 超高层建筑暖通空调设计的特点

（1）对循环水泵选型具有一定的要求，是超高层建筑暖通设计的第一个特点，这是因为超高层建筑暖通空调系统不像低层建筑那样简单，暖通空调在超高层中首先面临的是循环水压、水力平衡等数据，这些数据通常都需要经过精确计算而定的。

（2）超高层建筑暖通设计的供暖控制入口多是其第二大特点。由于城市商业区、居住区规模的不断扩大，暖通供暖也相应分出更多的片区管理规划，那么在对超高层建筑供暖的时候，都存在这样的情况，那就是供暖会通过一个总的供暖控制入口，连接到超高层每个进入住户的入口，从而需要对这些入口进行供暖计量、测温等方面的控制性设计。

（3）对空调通风制冷设计具有更高要求。超高层建筑往往都是单面窗户，夏日又受到炙热温度的炙烤，因此进行通风制冷设计的要求相对低层会更高，具体来说就是需要对水泵扬程、冷机效率等方面进行精准设计，同时也要防止浪费设计。

2、超高层建筑暖通空调设计的原则 2.1 可行性原则

在进行暖通空调设计时，可行性原则是必须要坚持的首要原则，只有设计方案具备较强的可行性，才能进行暖通空调的施工。基于此，设计人员在进行暖通空调的设计工作时，应该以相关的规定为基础，保证设计的科学性。同时，暖通空调安装的主要目的就是实现供暖，在供暖的过程中，会消耗相应的能源，这会在一定程度上造成环境污染，基于此，在进行设计时，还需要充分的考虑环境保护因素。与其他的建筑物相比，超高层建筑的暖通设计所具备的要求比较高，尤其是湿度和温度两个方面，要求更是高。这样一来，在进行设计的过程中，就必须要提升设计的可行性。

2.2 可调节性原则

在超高层建筑中，不同的季节对暖通空调温度的要求各不相同，设计人员的设计要充分的考虑这个情况，因此，可调节性原则主要针对的就是暖通空调的使用过程，通过可调节性，保证能够满足不同季节的温度需求。超高层建筑在使用的过程中，环境中会存在影响其使用的因素，进行暖通设计时要充分的考虑，通过增强暖通空调的荷载能力来降低影响，从而保证空调的正常运转。

2.3 实用性

所谓实用性，主要表现在超高层建筑的暖通入口。对于超高层建筑暖通空调的安装，具备相应的标准规定，具体说来，在暖通入口处，温度计等设备是一定要安装的，同时，还需要对设备的运行状况进行合理的观察。不过，在实际的暖通空调入口施工时，室内暖通入口的检测设备经常会出现短缺的问题。另外，在进行暖通空调设计时，超高层建筑后期管理的便利性要充分的考虑进去，因此在进行设计时，室外暖通空调设备的接口设置必须要具备合理性。

3、超高层建筑暖通空调设计要点分析 3.1 空调循环水泵的选型

当前，我国暖通空调在使用的过程中，普遍存在循环水泵容量过大的问题，远远的超出了实际的需要，这样一来，就会出现成本浪费的行为，之所以循环水泵的容量过大，主要是由四个方面的原因来造成的，一是冷负荷在设计时，负荷过大；二是在计算系统循环阻力时，阻力值过大；三是静水压力的问题；四是系统水力平衡计算问题。基于这四方面的原因，在进行暖通空调设计时，当冷负荷及扬程发生变化时，循环水泵的容量就应该相应的进行改变，这样一来，在不同的运行条件下，运行要求都可以被很好地满足。

3.2 水力平衡装置

设计者必须要有科学的系统和管路来针对相关流量系统体系进行平衡设置；变流量系统设计中，必须要设置好动态性的压差控制阀来更好的代替系统中出现的动态流量，当然，这除了某些特殊区域的特殊需求外；必须把静态水平衡阀在热力入口上进行设计，将空调系统调节和水利计算当作核心依据，整体性动态流量平衡阀也是依据此决定的；要将动态平衡电机的调节阀安装在新风机组的管路上，以最大程度的保证调节工作的完整性。

3.3 空调通风方面

对于不同的建筑物类型，其冷负荷指标都在相应的标准中做出了明确的规定，比如商场类的建筑，在夏季时，冷负荷指标要在210w/m2--240w/m2之间。不过设计人员在进行设计时，与规定的标准出现了不相符的情况，一般都会比规定的指标高出很多，之所以会产生这种状况，主要是由两方面的因素造成的：一是设计人员在进行设计时，对安全系统的考虑过分充足，从而在计算冷负荷时，就会出现计算结果偏大的情况；二是设计人员在进行冷负荷设计时，采取的计算方法为负荷指标估算方法，这样一来，由于计算结果偏大，就会导

致制冷机的容量过大，进而造成了严重的成本浪费，也影响了制冷机的运行效率。因此，在进行设计时，还需要充分的注重水泵扬程的问题，保证设计的合理性，从而使暖通空调具备比较好的通风性能。同时可辅以大堂靠幕墙外围设置地暖进行热保护；在冷热风侵入的阻挡设施设置方面，可考虑采用设置双门斗或风幕的方式解决。

3.4 防排烟系统设计

目前超高层建筑的烟雾控制措施主要有利用竖井进行排烟、利用空调通风进行排烟、设置机械加压送风防烟系统及利用排风机进行机械排烟。此外，火灾时加压风机、排烟风机、地下层排风（兼排烟）风机以及与之相对应的送风机均启动，其余的空调机、排风机以及冷、热源系统均停止运行。排烟口（阀）应按所负担防烟分区由消防中心远程或手动就地进行开启控制。火灾时开启相应防火分区内的加压设备，保证疏散通道的安全通畅，同时启动相应区域的排烟补风设备。

3.5 供暖

超高层建筑的暖通入口入户装置主要是依靠采暖通风和空气调节设计规定的，采暖系统在热力入口的供回水总管上安装压力表、温度计，在一定条件允许下可以设置热量计。我们在施工中，基于减少焊缝加热次数，减少焊接变形，提高焊接速度的考虑，在中幅板焊缝的焊接过程中使用新工艺，将中幅板焊缝的填充、盖面焊接一次完成。

3.6 焊接变形的矫正

虽然采取设计和工艺的预防措施可减少焊接变形，但焊接变形是不可避免的，为了更有效地控制焊接变形，在焊接后可采用机械矫正法和火焰矫正法进行矫正。机械矫正法控制罐底变形的原理：利用外使受力部位产生冷塑性拉伸变形，将尺寸较短部位加以伸展，使之与尺寸较长部位相适应，从而恢复所要求的外形。罐底机械矫正的方法主要有沿着焊缝及其热影响区锻打的锤击法，锤击方向由外向内，锤击点由外到内逐渐减少，这样有利于伸长，反之，伸长受阻碍，底板越受锤击其变形越大。但在施工时要注重防冷脆而引起焊缝断裂。

火焰矫正法是对罐底的不均匀加热，产生热塑性压缩变形，使受热部位冷却后收缩，以抵消焊接变形。罐底火焰矫正方法主要有点状加热法和线状加热法，加热顺序由内向外，加热量应逐渐减少，有利于收缩，且符合外圈收缩量小内圈收缩量大的机理；加热温度控制在相变温度以上30℃--50℃，使收缩量最大，但过高的温度会钢材组织晶粒粗大，产生较大的残余应力，大大降低底板的力学性能和承载能力。

4、结论

通过上文的分析，我们可以看到超高层建筑暖通空调系统的设计对于超高层建筑设计施工的成败非常关键，这也同时关乎未来建筑的安全和居住人员的身心健康，所以设计人员在设计之前应当充分的了解整个建筑的内部构造，需要对建筑当地的环境了如指掌，还要对暖通空调系统施工的用料市场行情了解准确，才能在设计之前做到心中有数，保证设计的科学性。

参考文献：

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[2]大连某超高层建筑暖通空调系统设计[J].肖小野.建筑热能通风空调.2017（01）

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