高层建筑暖通空调设计要点分析

姚利广

【摘要】只有经过严格的设计和筛选，才能形成既具有现实可行性，又具有经济技术性的设计方案，才能给我们日趋发展的建筑业提供有力的实体支撑。本文主要对高层建筑暖通空调系统设计中重视的问题进行分析，并以实例介绍某超高层建筑暖通空调设计方法。

【关键词】高层建筑； 暖通空调； 设计方法；

新的建筑、新的使用功能对建筑设备提出了新的、更高的要求，暖通空调已成为现代化建筑必不可少的重要设施，暖通空调产业进入了黄金时期。因地制宜的合理选择能源资源，充分有效的用能，提高高层建筑用能系统的效率，合理设计创造舒适的室内环境而同时尽可能减少对室外环境的负面影响，是高层建筑暖通空调设计中必须解决的问题。

一、高层建筑暖通空调设计的原则

1.设计人员必须充分了解和掌握暖通空调体系在整个建筑施工图中的具体位置、附近建筑、四周供电、供水和供热等多方面的管线埋设方法和接口地点，并以此作为供热入口的设计依据，这样便能准确的计算出日照和风力，避免建筑负荷受到严重影响。

2.仔细观察建筑物的层数、层高和总高度，判断其是否为高层建筑，若为高层建筑，那么就要在设计过程中严格遵守有关规定的设计标准。

3.核对建筑物内所有人员的总数与工作时间，查看是否有排放废气等情况，为计算负荷与规划系统提供依据。

二、高层建筑暖通空调系统设计中重视的问题

目前审图部门对高层建筑暖通空调提出了一些问题，根据设计规范、设计规定、设计标准，需要重视下面几个问题。

1.空调循环水泵的选型问题。循环水泵容量过大是我国空调循环水泵普遍存在的问题，造成很大的资源浪费。主要原因是，空调循环水泵设计时的冷负荷、系统循环阻力、净水压力等计算偏大以及不能确保系统水力平衡计算的准确性，并且空调循环水泵在正式投入使用前不进行全面的调试，致使水力失调。在对空调循环水泵具体设计时要确保冷负荷等在不同时刻都能满足不同条件下运行的要求，主要手段是通过控制定速泵的台数和变频泵的速度来达到节能的目的。

2.供暖方面问题。应根据空气调节设计规范、采暖通风规范、热水采暖系统等设置高层建筑暖通入口入户装置，在热力入口的供回水总管上应该设置除污器、压力表、温度计等。总之，设计人员在设计时不但要注意入户热力装置的设置也要注意入口装置的设置，这样可以避免设计失误。同时也需要在考虑开发商后续管理方便的基础上设计入口数量及室内供暖系统、室外管线衔接的合理性。暖通空调设计规范规定在楼梯间或者其他具有冻结现象出现的场所，要给散热器设置独立的立支管供热，并且不能装设调节阀。如果在工程中采用公用一根立管，一端连接邻室房间散热器，一端连接楼梯间散热器的做法，不能确保系统的密闭性，一旦一方发生故障，就会影响到另一方的供暖效果。所以在建筑内的公共空间，都应该设置独立的采暖系统和热计量装置。

3.空调通风方面。在实际设计中，空调装机容量偏大，致使空调通风方面不符合相关规范规定的要求。造成空调装机容量偏大的主要原因是，一方面是在具体设计时需要考虑各方面的安全系数，导致单位空调面积的制冷机装机容量比相关规范中冷负荷概算大，甚至远远大于实际运行中单位空调面积峰值冷量，另一方面是在具体设计时一些设计人员使用的是负荷指标估算方法，也会导致制冷机装机容量偏大。

三、实例分析

1.工程概况。某高层建筑大厦总建筑面积96200m2，地上30层，地下2层，建筑总高度235m，该工程3层及以下为建筑的公共服务区域，包括共享大厅、办事大厅、办公、厨房、餐厅、地下车库及设备动力用房等，4-30层为智能化科研办公用房、会议室及其配套用房，其中10层、25层为避难层，楼面标高分别为65m和120m。

2.供暖系统。根据《公共建筑节能设计标准》中“严寒地区的公共建筑，不宜采用空气调节系统进行冬季采暖，冬季宜设热水集中采暖系统”的规定，全楼采用散热器供暖，系统划分为4个区：低区地下2层至3层，中一区4-15层（系统高度47m），中二区16-28层（系统高度52m），高区29-35层（系统高度52m）。供暖供回水温度低区、中一区为80℃/55℃，中二区、高区为75℃/50℃。塔楼（4-35层）办公区域均采用双管下供下回系统，供暖水平管道在各层200mm高的防静电架空活动地板内敷设。每组散热器安装内置温控阀芯的H型阀，布置在柱子的侧面，方便分室调节，而且不擋落地外窗，美观大方。1-3层如共享大厅、办事大厅、写字楼门厅等大空间采用低温热水地面辐射供暖系统，有利于提高空间的美观程度。

3.空调系统。空调水系统采用变流量一级泵系统，冷水泵设置变频器，冷水机组出口设置电动两通阀，也可选择可变流量运行的冷水机组，当机组运行时，蒸发器的温差基本恒定，蒸发侧流量随负荷侧流量的变化而变化，从而使冷量达到按需供应。空调水系统设计为闭式机械循环，风机盘管采用两管制系统，考虑到严寒地区的温度状况，空调机组、新风机组的表冷盘管、加热盘管均分别设置。空调水系统通过空调机组、新风机组回水干管的动态平衡电动调节阀及风机盘管的电动两通阀、供水干管的静态水力平衡阀配合回水干管的压差调节器、空调集水器回水干管的静态水力平衡阀实现三级调节和平衡。

4.通风系统。塔楼公共卫生间、茶歇间、清洁间、吸烟室设置机械排风，排风经风井由设置在避难层或机房层的接力排风机排至室外。地下车库按防火分区设置诱导风机加排风机的机械排烟兼排风系统。厨房排风由设置在厨房附近的电子空气净化机净化处理后，经塔楼内衬镀锌钢板风管的排风井高空排放，排风机设置在塔楼屋面，使楼内排油烟管道均处在负压段，避免烟气外漏。

5.防排烟系统。防烟楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯间合用前室分别设置机械加压送风的防烟设施。塔楼防烟楼梯间以避难层为分隔分段设置加压送风系统。避难层的避难间设置独立的加压送风系统。

6.节能设计要点。空调水系统为变流量一级泵系统，部分负荷时通过冷水变频水泵进行流量调整，达到节能的目的。空调冷源由三大一小共4台电制冷水冷冷水机组提供，其中小冷水机组容量约为大冷水机组容量的1/3，在加班或小负荷状态下使用，可节约大量能源。增大空调冷水及冷却水的供回水温差至6℃，比常规5℃温差系统约减少16.5%的空调循环水流量，大量节省空调水泵的用电量。设置转轮式热回收机组对排风进行充分热回收，机组总风量40500m3/h，热回收率61%，节能效果显著。空调、通风系统的自控系统属于整个超高层建筑的自控子系统，对其进行集中检测与监控，采用有效的节能控制策略，实现空调、通风系统的智化运行，运行可靠、节能。

随着社会进步，我国的城市化进程在不断加快，人们生活水平不断提高，建筑行业在此形势下迅猛发展，高层建筑中的中央空调小型化、家用空调商业化等成为了一种趋势。暖通工程项目涉及广泛，在对其进行设计需要考虑的问题较多，不但需要因地制宜的合理选择资源，提高建筑用能系统的效率，也需要科学合理设计从而创造舒适的室内环境并且尽量减少对室内环境的不良影响。

【参考文献】

[1]章华兵.浅谈建筑工程中暖通空调设计[J].城市建设，2010（10）.

[2]刘晓朝，项晓春，何婧，张静.花旗集团大厦空调设计[J].暖通空调，2008（6）.

[3]韦洁，于海.高层建筑暖通空调设计要点分析[J].工程建设与设计，2012（05）.

[4]梁斯麒.高层建筑暖通设计中存在的问题及改进策略[J].科技促进发展（应用版），2011（02）.