超高层建筑的暖通空调设计

超高层建筑的暖通空调设计
发表时间：2019-06-19T10:33:41.493Z 来源：《基层建设》2019年第8期作者：方良棉
[导读] 摘要：随着经济的发展和科技的进步，超高层建筑在我国不断的涌现。

中国华西工程设计建设有限公司广东佛山 528000
摘要：随着经济的发展和科技的进步，超高层建筑在我国不断的涌现。

尽管超高层建筑在提升城市形象、节约土地资源等方面具有积极的作用，但同时也带来了一定的环境问题、能耗问题及安全问题，这些问题的出现对暖通空调设计提出了更高的要求。

关键词：超高层；建筑暖通；空调设计
1.工程概况
本项目为顺德新城创智城片02-B-009号地块之一，位于广东省佛山市顺德区，项目建筑基底面积5035.82㎡，总建筑面积88491.41㎡。

主楼建筑高度149.85米，总层数为地上38层，地下2层。

主要功能如下：
地下1-2层：平时汽车库兼战时人防、设备用房
首层：办公入口大堂、商业入口、商业
2-3层：商业
4层：架空层
5-13、15-23、25-38层：办公区
14、24层：避难层
建筑类别为一类高层综合楼，耐火等级为一级，地下室耐火等级为一级。

2.设计范围
本工程设计主要包括以下内容：冷热源系统、通风系统、空调系统及空调自动控制系统等。

3.空调冷热源
3.1空调冷负荷通过天正暖通软件计算，汇总如下表：
3.2空调冷源
根据本项目的空调冷负荷时间曲线图，兼顾节能、节地原则，采用集中冷源，制冷主机采用离心式冷水机组，主机采用大小搭配的配置，主机设备选型如下表：
4.空调水系统
4.1冷冻水系统
（1）制冷主机设置在地下一层制冷机房内（标高-4.600m），为减少设备承压，空调冷冻水系统竖向分为高低两个区，1层~23层为低区，24层~38层为高区，高区板式换热设备设置在24层避难层（标高91.400m）。

低区冷冻水供回水温度5.5℃/10.5℃，高区冷冻水供回水温度7℃/12℃。

低区冷冻水系统均采用两管制一次泵变流量系统，总供回水管之间设压差控制旁通阀。

高区冷冻水系统采用一次泵变流量系统，循环水泵采用变频泵。

冷机冷源侧为定流量。

（2）冷冻水系统为闭式系统，定压方式及工作压力详下表。

冷冻水采用自动加药装置处理水质，站房内设有加药装置，运行时根据水质监测情况随时加药。

(3)采用两管制空调冷冻水系统，竖向及水平均为异程式。

(4)高低区的竖向水路各有两路，分别接各层风机盘管和避难层的设备（空调机组、新风机组），为满足系统水力平衡的要求，接每层风机盘管的空调水各分支总管处设自力式压差调节阀，接避难层设备的空调水系统，在接设备时设电动调节阀。

(5)竖向空调供回水管道敷设在管井内，水平空调供回水管道敷设在顶板下。

(6)每层的空调冷凝水就近排入冷凝水立管，由冷凝水立管汇集后分别在24层、14层、4层及地下二层接入排水系统。

4.2空调冷却水系统
(1)冷却塔并联设置在4层裙楼屋面（标高15.600m），系统为开式冷却塔闭式冷却水系统,冷却塔容量根据冷水机组选型一一搭配。

冷却水系统设加药装置，运行时根据根据水质监测情况随时加药。

(2)空调冷却水系统选用5台玻璃钢逆流方形冷却塔（总额定循环水量2500m3/h），为地下一层冷水机组提供32℃/37℃冷却水。

4.3设备及附件的承压详下表
5.空调主要设备选型表
6.空调风系统
6.1 办公入口大堂，采用一次回风单风机定风量全空气低速空调系统，全空气运行时，新风从外墙引入，靠外门排风。

6.2 1~3层商业营业厅、大堂吧空调末端设备采用超薄吊装空气处理机。

6.3 办公室、会议室、电梯厅、多功能厅、休息室等采用风机盘管加新风系统。

6.4 1~3层商业营业厅及大堂吧采用新风换气机组；5层以上办公区域采用热回收新风机组，回收排风的冷热量，新风系统为垂直式新风系统，新风机组分别设置于14层、24层及屋顶。

6.5 气流组织形式：入口大堂采用条形风口顶送单层百叶下回的方式；其余大空间采用方形散流器顶送单层百叶下回的方式。

7.通风设计
7.1地下室设备机房设置了机械通风系统，通过竖井排至室外。

7.2除仅供火灾时使用的风机外，其余通风机均采用节能的低噪声风机箱，安装采用减振基础或减振吊架．
7.3通风空调系统的防火设计
7.3.1通风空调系统的下列部位设防火阀
（1）管道穿越防火分区处；
（2）穿越通风空调机房的风管上．并设防火阀与通风机的联锁控制；
（3）垂直风管(通风竖井)与每层水平风管的交接处的水平管段上；
（4）进出（或穿过）重要房间的通风管道上；
7.3.2卫生间的垂直排风管道上，在水平支管上设防止回流的风管止回阀及70℃防火阀。

7.3.3柴油发电机房、制冷机房等房间设事故排风系统，排风量按不小于12次／小时换气次数计算，补风量为排风量的90％。

安装在以上房间及变配电室的通风设备均为防爆型设计。

7.3.4采用气体灭火的设备房间，设独立的送、排风(烟)系统。

在房间内侧设有电动密闭风阀。

当该房间发生火灾时，送、排风支管上的电动密闭风阀可自动关闭，保证该房间能在全封闭条件下采用卤化物气体灭火，并防止火势自风管蔓延到其它房间。

火扑灭后，可远距离启动通风设备及电动密闭风阀将房间内气体排至室外。

7.3.5通风空调系统的管道及消声、保温材料均采用不燃材料制作。

7.3.6通风空调系统的风管、水管穿越防火分区的隔墙处，均采取固定及防火封堵措施。

8监测与控制
8.1空调冷水系统
8.1.1空调冷水系统的监测与控制并入楼宇自控系统。

8.1.2并联冷却塔出水支管上设电动阀，与各进水支管上的电动阀成对动作，且与对应的冷却水泵联锁。

8.1.3主机台数采用冷（热）量控制。

根据安装在供回水总管上的温度、流量传感器监测计算出系统的冷（热）量自动控制冷水机组运行台数，根据出口水温调节主机供冷（热）量。

8.2空调系统和空气处理装置的监测与控制
8.2.1舒适性空调系统中．应对下列参数进行监测
（1）室内外温度、湿度；
（2）空气冷却器出口的冷水温度；
（3）空气过滤器进出口静压差的超限报警；
（4）新风处理机组的出风温度；
（5）风机，水泵，转轮热交换器，加湿器的运行状态和故障报警；
8.2.2风机盘管设双位式就地控制温控器，并通过控制电动水阀开停实现对室温的控制。

8.3供暖、通风系统的监测与控制
8.3.1通风系统对风机等设备的运行状态进行监测；
8.3.2事故通风机的开关设置在便于操作的地点：事故通风装置与事故探测器联锁开启。

8.3.3设有气体灭火系统防护区的通风和排烟系统上设有电动密闭风阀，并应在灭火系统启动前关闭。

电动阀由消防控制中心控制，同时应在防护区外便于操作的位置设置就地启动开关。

9节能设计
9.1本工程执行《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015、广东省标准《公共建筑节能设计标准广东省实施细则》DBJ15-51-2007。

围护结构做法、室内外供暖通风空调设计计算参数的取值均遵照该标准执行。

9.2冷源采用3台高效离心式冷水机组，压缩机能效比分别达到5.90及5.52。

9.3空调通风系统中适当采用热回收技术，使得排风中所蕴含的能量转化到新风之中，不但减少冷热水机组的初投资费用，且在运行过程中的运行费用明显降低。

9.4一次回风全空气空调系统可实现变新风比运行、全新风运行，充分利用天然冷源。

9.5风机盘管的控制采用带温度控制器的三速开关，回水管道上安装电动阀。

各个房间的风机盘管均为独立控制。

9.6本工程选用的冷水机组COP值满足《公共建筑节能设计标准》。

9.7本建筑供冷系统安装供冷量自动调节装置，并在各支路上设置超声波计量表。

9.8供冷管道采用保冷（温）措施，以减少能量损失。

10环保设计
10.1制冷供热、通风、空调系统均采用低噪音高效的设备，水泵采用低噪声离心泵，风机采用节能低噪声风机箱。

10.2设备安装采取减震降噪措施：吊装的新风机，排风机，风机盘管均采用减振吊支架安装．落地安装的冷水机组，水泵，空调机组，新风机组及排风机等均采用减振基础。

运行中产生振动的设备，制冷机、水泵、风机等，其安装采用减振措施，其管道进出口均采用柔性连接。

10.3产生噪音的设备用房，要求建筑做吸声处理，并安装消声隔音门。

10.4空调新风均满足卫生要求，所有空调新风取风口均采用防水百叶并加设镀锌铅丝网。

10.5卫生间采用机械通风，为防止臭气倒灌或互串，排气扇上装有止回阀。