浅谈超高层综合楼中央空调方案的合理选用

张镇钦

摘 要：本文以柳州市某超高层综合楼为例，从项目实际情况及业主特定要求出发，结合经济、实用、节能等各种因素综合考虑、讨论各功能区域块的中央空调方案的选用，针对其合理性与其他方案做比较，选出比较合理的中央空调方案选择。

关键词：中央空调；经济节能； 综合考虑

近年来，随着我国经济不断的发展壮大，第三产业服务业的日益扩大和城市商业中心区内有限的建筑用地，以商业为目的的超高层综合楼纷纷拔地而起，如何合理的选用此类项目的中央空调方案，使之经济合理且适用项目各个功能区域对空调使用要求的不同，并使项目后期运行节能，灵活增减这个问题上显得尤为重要。合理的选用中央空调方案不仅能使项目初投资费用大大减少，还能有效地减少能耗和建筑运行费用。下面以柳州市某超高层综合楼为例谈谈。

一. 项目概况

本项目为集商业、办公、酒店等功能一体的综合性超高层建筑。总建筑面积约99318m2，地下2层，地上35层，最高点145.6米。空调系统根据建筑物的使用功能及今后运行管理要求，划分为3个独立的系统，分别独立设置冷热源及输送管路系统。其中A区：裙楼1～2层商业、银行空间、娱乐空间、商铺等采用水环热泵空调系统。B区：塔楼7～35层办公，公寓式酒店采用水冷模块式冷水机组系统，每层设为一个独立的系统。C区：裙楼1～5层酒店大堂、餐饮及娱乐、东塔7～20层客房为5星级酒店，设中央空调系统，独立冷热源。夏季供冷降温除湿，过渡季节视室外气候采用供冷或机械通风方式，冬季办公、商场部分不供热酒店在寒冷时段供热，采用分区的方式进行切换。达到为建筑物使用人员提供安全、舒适、卫生的环境目的。

二.区域方案分析

1. A区方案分析

本区域为大楼一层、二层商业待销售区域，其中一层部分建筑面积约为2250 m2；二层部分建筑面积约为2490 m2。

1.1 A区方案选型条件

建筑条件：大楼的地下层及六层避难层屋面均有优越的条件可放置空调系统主机或室外散热设备，且大楼在建筑设计上已预设了空调管道井。

使用要求：本区域为待销售区域，在销售上为自由分割的形式，区域用房的布局及使用功能

上目前还无法确定，因此对空调设备的使用有以下要求：

1） 便于租户自行增加空调系统的末端设备，且在进行增加末端设备的同时不能够

影响其他租户的正常使用；

2）在租户自行增加末端设备的同时，在安装上便于租户增设计费系统；

外观要求：由于本项目定位于高档的综合性大楼，在建筑外墙部分应保证美观，建筑外立面不

能安置主机和室外散热设备。

1.2 其他方案分析

多联机系统：冷媒VRV系统机组在进行内机增加的过程中必须关闭系统主机，且VRV系统在主管安装完毕后要进行扩容的能力很差，而安装主管如果不能确定，公共部分的装修就不能确定，另外，从造价方面，VRV造价比较昂贵，因此冷媒VRV系统很难适应本区域的空调使用要求。

1.3 采用水环热泵的优势

a. 系统造价方面

水环热泵将大型的冷水机组小型化，开发商不需要准备昂贵的专用机房，机房位置可以作为停车场；循环水管路温度是常温，无须考虑管路保温的费用；此外，通风管道也大大缩小，机组控制器也是制造商配套供应。针对于本区域的情况，开发商在初投资方面仅需布置系统管道（预留租户末端接口）、冷却塔及冷却水泵等设备，而租户需承担水环热泵机组的末端设备部分。

b. 系统管理方面

压缩机为空调设备的主要耗电机构，而水环泵机组的末端内置压缩机，则在租户的使用过程中此空调末端的用电量可一并计入其个人的用电费用中。而由冷却塔及冷却水泵产生的用电费用仅占很小的耗电量，可采用租用面积公摊的形式记取费用。

水环热泵系统与其他水系统中央空调均采用钢管管道进行室内外机组的连接，因此在室内末端的增加方面也很方便，仅需进行末端与水管管路之间的连接施工工作。

c. 环保效益显著

水环热泵是利用了循环水或地表水作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。水温在16～30℃之间通常不需要开启辅助加热设备；如果采用地下水，供热时可省去燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染；完全是环保的空调形式；

图1 A区水环热泵系统图

2. B区方案分析

本区域分为两部分，一部分为公寓式酒店，由7-20層组成，总建筑面积为17161.8m2，空调面积约为12014 m2。

另一部分为办公楼，由21-35层组成，总建筑面积为17476.7m2，空调面积约为12304m2。

2.1 B区方案选型条件

建筑条件：写字楼及公寓式酒店的每层均有一个机房可放置机组。

使用要求：本区域为写字楼待销售区域，区域用房的布局及使用功能上目前还无法确定，因此

对空调设备的使用有以下要求：

1） 每层楼均可独立一个或若干个空调系统，便于单层进行控制；

2） 便于租户自行增加空调系统的末端设备，且在进行增加末端设备的同时不能够影响其他租户的正常使用。

2.2 水冷模块式冷水机组方案可行性分析

目前，空调系统形式分为冷媒系统与水系统两种中央空调系统，根据本区域空调使用的要求，分析如下：

1） 由于租户在自行增加末端设备的同时必须保证其他租户可正常使用空调，而冷媒系统机组在进行内机增加的过程中必须关闭系统主机，因此冷媒系统机组不适合此区域的空调使用要求。

2） 由于单层空调面积均在900 m2左右，采用层间直接膨胀式空调机组，即集成模块式的小型冷水机组，置于每层的空调机房内，由中央冷却塔统一冷却。

3. C区方案分析

本区域为大楼五星级酒店区域：一层至六层的酒店及商用场所公用楼层，东塔七层至二十层酒店客房，总建筑面积约为30326 m2。

3.1 C区方案选型条件

建筑条件：大楼的地下层及六层避难及技术层屋面均有优越的条件可放置空调系统主机或室外散热设备，且大楼在建筑设计上已预设了空调管道井。

使用要求：本区域明确商业用途为五星级酒店，此类型区域在空调使用上有以下几点要求：

1） 酒店大堂及会议部分可采用单冷型设备，而酒店客房为冷暖型设备；

2） 由于此类型场所的开机率高且运行时间长，要求系统主机具有较高的节能性；

3.2 中央冷水机组方案可行性分析

本区域建筑面积达30326 m2，则空调面积约为21000 m2，系统需为大型中央空调系统；根据国家相关规定，本区域空调系统宜采用离心式冷水机组，而离心式冷水机组为单冷型机组，且酒店有冬季供暖需求，须辅以热水锅炉进行供暖工作。

三.结论

结合上面的实例，对于超高层综合楼的中央空调方案（中央空调冷水系统下称方案一，多联式空调机系统下称方案二，水环热泵空调系统下称方案三，模块式空调系统下称方案四，本文仅从相对较为典型的这个四个方案讨论）的合理选用，应从以下几个方面的影响去考虑：

1. 业主的影响

现今的市场中，大部分，虽然不是全部的多用户出租建筑对每个出租用户都有单独的电表。这些单独的电表会计量出使用者照明、小型电力设备的耗电量，但是供热、通用和空调部分的能量计量是一个更困难的问题。

对于业主自用或租户单一的建筑，采用方案一即可满足要求，方案一系统中主要设备集中，管理方便，维护简单。

2. 设备的影响

从设备运行的灵活性上来讲，方案一较其他方案灵活性上差一点，方案三和方案四次之，方案二較为灵活，计费上灵活且科学。

从预期使用寿命上来讲，方案一设备使用寿命超过25年，方案二设备使用寿命可达20年，方案三及方案四中压缩机使用寿命估计为10年，其他设备使用寿命超过25年。

从设备的初投资及运行费用上来讲，初投资上方案三及方案四较方案一和方案二低，通常选择方案三或方案四时，业主仅需负担中央冷却塔冷却水泵及相关一些管道的费用，末端等设备均由租户自行购买。运行费用上一般来说方案一和方案二较方案三和方案四低，方案一和方案二主机COP值高。

参考文献

[1] 超高层商用建筑暖通空调设计指导/（美）Donald E.Ross 著；王芳等译.——北京：中国建筑工业出版社，2010