超高层商用建筑暖通空调设计要点

翁 政 军

(苏宁置业集团有限公司，江苏 南京 210042)

超高层商用建筑暖通空调设计要点

翁 政 军

(苏宁置业集团有限公司，江苏 南京 210042)

介绍了超高层商用建筑暖通空调设计的准备工作，从冷热源设备、空调水系统、空调风系统、防排烟系统等方面，阐述了该空调系统的设计内容与要点，并提出了暖通空调的可持续设计理念，使空调系统设计达到高效、节能的运行效果。

商用建筑，超高层，暖通空调，可持续设计

随着城市向集约化方向的发展和建筑建造水平的提高，经济活动的集中、日益发达的配套设施和城市商业中心区内有限的建筑用地，超高层商用建筑在中国层出不穷的出现。超高层商业建筑暖通空调系统的复杂性与综合性对设计单位、建设方提出了较高的技术水平要求。本文基于可持续的设计理念，从设计阶段、设计内容等方面对暖通空调系统设计要点进行了分析。

1 设计阶段

暖通空调方案设计是整个设计过程的基础，为深度设计提供方向。方案设计阶段主要进行空调系统选择。系统的具体布置取决于暖通空调工程师的设计经验和想像力，现在应用的系统主要基于全空气系统和空气—水系统。全空气系统主要包含定风量系统和变风量系统。空气—水系统的一个优点在于可以减小系统所需的送风量和回风量，可以比全空气系统减小送风管道尺寸，随之减小管道所占吊顶空间，增加房间净高。技术方案需要经过方案比选，以空调冷热源方案为例，需结合当地的气候环境及市政条件提出合理的方案，经过设备购置费、设备运行费等经济性的比较确定可实施的冷热源方案。

深度设计作为方案设计的实施及扩展阶段，需按照空调系统的详细方案进行深入、细致的设计。深度设计过程中，暖通设计师应与建筑设计师、结构工程师、景观工程师等相互提资，充分沟通暖通系统在建筑图纸上的落位。对于项目需要申报LEED认证，暖通设计师需在业主单位的配合下，与咨询顾问公司相关人员协同设计，以充分满足建筑评星的需求。暖通设计师应在批准的施工设计文件的基础上，根据业主提出的改动要求，完成施工文件。施工文件要提供工程承包商进行项目施工所需的全部信息。

2 设计内容

2.1 冷热源设备

在选择系统的冷热源设备时，需要结合暖通系统自身设备、系统所需建筑管理系统、系统配套电气系统、施工等对造价的影响以确定项目所要选择的制冷供暖系统形式。冷热源系统设计决定采用中央设备间或者层间机房，对于建筑学的设计有重要影响。建筑体量会随着选择方案的不同而发生重大变化。建筑的使用面积和建筑面积也会受到暖通系统选择方案的影响。

2.2 空调水系统

超高层建筑管道系统设计的主要考虑问题为建筑高度产生的静水压对于管道系统的影响。静水压力不仅影响管道、阀门和相关配件，而且还影响建筑物内安装的设备。任何项目水系统管道的布置方案都与暖通空调设备承压，项目所在地区的当地设计实践以及具体项目需求有关。空调冷热水系统利用建筑避难、设备层的设置来进行合理的压力分区。作用于水系统设备上的工作压力除建筑物高度产生的静水压之外，还必须附加考虑水泵运行产生的动水压。

2.3 空调风系统

在超高层商用建筑中，全空气变风量系统是目前高品质商用建筑办公采用最多的形式。低温送风系统可以使送到建筑中的风量大为减小，送风量的减小可以降低风机能耗。目前使用的空调系统按照送风管道主要分为两类：第一种是位于建筑设备间中的中央空调送风系统，系统负担设备间上面或(和)下面的多层空调；第二种是局部空调系统，通常只负担设备所在层的空调任务。风系统的选择应考虑管道占用建筑空间，合理的风系统路由对于减小机电安装空间、系统造价意义重大。

2.4 防排烟系统

针对超高层建筑给出的定义，在超高层建筑内，由于高度问题需进行主动的消防灭火。暖通设计师除了主要关注防排烟系统设计，还应了解整个建筑生命安全系统的功能，理解其他专业设计人员所关注的问题。超高层商业建筑利用机械通风系统来排除火灾烟气，同时提供无烟区域以保证疏散人员在安全区域进行疏散。当超高层建筑发生火灾时，火灾产生的烟气会从着火区向其他区域传播。当室外空气温度明显低于室内空气温度时，超高层建筑内存在烟囱效应，烟囱效应会加速烟气的扩散。建筑物内防排烟系统的配置是能够克服烟囱效应并确保充满烟气的空调不会从着火区域传播到其他非着火区域的人员停留空间。集中和层间排烟是排烟系统的主要方式。防烟设备的设置提供了一个避难空间，加压系统应保证无烟区域与相接区域之间维持一个压差，防止含烟空气进入。

2.5 与建筑给排水系统和电气系统的交叉

超高层商用建筑暖通空调系统设计与建筑给排水系统、强弱电系统有交叉。建筑内部给水系统与暖通空调设计有关，包括冷冻水、冷却水和热水系统供应补水，或需要热水锅炉供应卫生间热水等。暖通设计师需向给排水设计师提供最大冷负荷日冷却塔所需的补水量。对于集中生活热水供应系统，给排水设计师需向暖通设计师提供每小时热水用能负荷及日最大热水用能负荷。暖通设计师需向电气设计师提供空调设备用电功率、防排烟阀门点位、控制系统原理说明等内容，电气设计师需根据设备用电容量进行变配电设备计算、选型和BA系统控制点位布置等。

3 可持续的设计理念

可持续发展作为人类面临的巨大挑战，其影响深入到社会生活的各个方面。可持续的设计理念注重的是建筑使用者现有和将来的需求，对于超高层商用建筑这点显得尤为重要。建筑的舒适度，如温度、湿度、照明、空气洁净度、室内风速等，实际上主要通过建筑设备的功能去实现，因而，在满足居住者舒适度的前提下减少设备的能耗成为超高层商住建筑的主要研究方向。烟囱效应结合自然通风、利用热交换器进行热回收、热储存、被动式太阳能板提供生活热水等节能技术的应用显得意义重大。在可持续设计理念的贯彻中，暖通设计师需要协调业主、规划师、建筑师、电气工程师和咨询工程师进行紧密联系和合作，进行一体化设计。

可持续的设计理念贯穿于建筑设计的全过程，暖通空调设计作为建筑设计重要的一环，既得益于日新月异的科技进步，也对设计提出了深层次的要求。暖通设计人员应学会思考，精于设计，更应用可持续的理念发展设计。本文以设计要点为切入点，从设计阶段、设计内容及可持续设计理念方面阐述了超高层商用建筑暖通空调系统的设计。

[1] Donald E.Ross.HVAC design guide for tall commercial building,2004.

Main points of HVAC design for high-rise commercial building

Weng Zhengjun

(SuningRealEstateGroupCo.,Ltd,Nanjing210042,China)

This paper introduced the preparation work of high-rise commercial building HVAC design, from the cold and heat source equipment, air conditioning wind system, smoke control system and other aspects, elaborated the design contents and key points of the air conditioning system, and put forward the sustainable design concept of HVAC, made the air conditioning system design achieved efficient, energy-saving operation effect.

commercial building, super high-rise, HVAC, sustainable design

1009-6825(2017)02-0136-02

2016-11-08

翁政军(1982- )，男，工程师

TU834

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