浅议超高层建筑空调设计及节能技术应用

郭亚宁

摘 要 电能作为一种重要能源推动了社会发展，而社会在发展过程中对其的依赖程度也在不断加深。当前社会发展面临两大问题，能源与环境问题，并且随着节能环保理念不断深入，人们已经认识到节能与环保工作的重要性。空调应用已经普及，但是在使用过程中也会产生某些方面的问题，尤其对于高层建筑而言，需要重点关注能耗问题，并通过相关方法来解决能耗问题，实现社会与行业可持续发展。

关键词 超高层建筑；空调设计；节能技术应用

城市在发展过程中由于土地资源限制，在规模扩大的同时，建筑向着高层化方向发展，虽然实现了对土地资源的有效利用并且也利用了空间，但带来了其他方面问题，比如高层建筑能耗问题。高层建筑在设计方面更加复杂，无论是结构或者是其他方面，相应的配套设备也具备了复杂性，能源供给问题对技术的要求更高，受到多方面因素影响，就会产生能耗问题。在当下节能与环保已经成为时代发展潮流，高层甚至是超高层建筑需要考虑到节能问题，从而产生更大的社会效益与经济效益。

1 基于节能理念的设计工作原则

首先是可循环原则，该项原则是节能技术实现的关键方式，并且与节能工作的各项要求是相符的。建筑在空调节能工作方面可以选择能够重复利用的资源，而可循环原则也正是基于此，对运行过程中能源与废弃物进行回收再利用，从而形成一个循环系统。

其次是低碳原则，低碳原则也是节能工作开展的要求，在利用能源时不会对周边环境造成影响，达到绿色环保目的，从而体现生态效益。再者是协调性原则，该原则在设计工作开展自始至终要贯彻，对于高层建筑而言，要实现节能的目标，就需要各个部分能够协调一致，从而使整体节能工作效益得以体现[1]。

2 设计阶段

空调应用需要大量电能提供支撑，因此节能设计工作中空调方案设计是重点工作。方案设计阶段需要注意的问题有选择空调系统，系统具体布置则由设计人员来完成，设计人员依据工作经验与想象力，并且结合到现实环境情况，在多种方案中选择最优方案。

设计方案可以将其分为两个部分，初步设计环节与深度设计环节，深度设计是对初期设计方案的扩展，结合以初期空调系统方案进一步深入与细化。深度设计环节相关部分设计人员应该保持良好的沟通，如设计师，结构工程师等，确保与其他部分的协调[2]。

3 设计内容

3.1 冷热源设备选择

选择冷热源设备时，需要结合到系统自身设备，建筑管理系统，配套电气系统，工程造价等。如果冷热源设备采用的是层间机房或者是中央设备，就会对建筑设计产生一定影响，选择方案不同，建筑体量也就会有差异。除此之外，系统方案选择也会对建筑面积与使用面积产生一定的影响。

3.2 空调水系统

对于超高层建筑而言，管道系统在设计是主要考虑到问题是建筑达到一定高度后产生的静水压对管道系统造成的影响。静水压造成的影响一方面体现在阀门，管道，配件。另一方面则会影响到建筑内设备安装工作。空调水系统在布置时需要考虑到设备承压，项目具体要求，设计实践等。空调水系统可以利用建筑设备层以及避难场所等對压力进行合理分区。除过静水压力之外，还需要将水泵运行时候产生的动水压考虑在内。

如某工程，地上共三十二层，建筑高度149米，避难层为11到22层。水系统设计通常依据压力进行分区，依据资料显示，设备管材压力大于2MPa时，成本就会翻倍。依据建筑物体结构 可以将其分为三个区，即高、中、低。低区的承压控制在1.6MPa左右，中区也控制在此范围内，而高区稍高，为1.8MPa。所有设备与管材承压需要控制在2.0MPa范围内。水系统采用的是两管制，通过热交换间热换器竖向分区，竖向管路为异程式，各层水平通过主管平衡阀进行调节，供水回温控制在32到37度之间，冷却水系统设置有化学处理器。

3.3 空调通风系统

空调系统依据通风管道可以将其分为两个类别，一是中央空调送风系统，二是局部空调系统，前者负担了设备间上层与下层任务，而后者则只是负责设备所在层的任务。选择通风系统时要考虑到对建筑空间的占用，风路系统合理与否对于设备安装空间，系统成本有着重要意义[3]。

4 高层建筑空调节能技术与措施的应用

4.1 能耗传输节能

对空调系统的介质流速进行合理的调节，而影响介质流速的是传输过程消耗的能源量大小，降低流速则能够降低能耗。对温差进行合理调节，如果系统内部温差过大，可以通过降低系统水量，从而减小空调内系统在运行过程中的电能损耗。

4.2 应用变频技术

在众多节能技术中，变频技术较为典型，其依据是室内人员密度，阳光强度，通过变频控制对机组输出能量進行控制，通常情况下能够达到的节能效果在30%到40%之间。单从变频技术来分析，其优势体现在各能耗设备间是相互独立的，可以进行随机启停操作，从而实现对系统的智能控制。

4.3 水力平衡设计

节能工作开展要考虑到水力平衡节能，而目标实现可以通过相应设备安装。设备安装过程需要考虑到某些方面问题，如施工现场需要做好勘察工作，便于后期工作开展时熟悉工程实际情况，从而最大程度保障水力平衡。如果设计平衡未能实现，可以考虑静态或者是动态水力平衡，从而确保其与水量变化情况一致。

4.4 热能回收技术

热能回收对象主要是冷凝热及排水余热，排风余热利用新风系统对室内有害气体进行稀释，以此来提升室内空气质量。新风在进入室内时，旧风会被排出到室外，从而使新风负荷得到缩减。依托于新风能量通过交换设备进行预热数预冷，从而使排风过程中热量损失降低。

5 结束语

能源问题事关可持续发展，因此在超高层建工空调系统应用过程中也应该考虑能耗问题，并综合建筑各方面情况，采取有力节能措施，降低能耗，同时也降低工程建设成本，推动相关技术发展与创新。

参考文献

[1] 郭振义.高层建筑空调设计及节能技术应用[J].工程建设与设计，2017，（10）：15-16.

[2] 张丹蕊.浅议节能技术在建筑电气设计中的应用[J].山东工业技术，2016，（13）：73.

[3] 翁政军.超高层商用建筑暖通空调设计管理[J].山西建筑，2014，

40（14）：155-157.