超高层商用建筑暖通空调设计要点

2019-01-31房路历下控股集团有限公司山东济南250001

中国房地产业 2019年18期

关键词：热源商用暖通

文/房路历下控股集团有限公司山东济南 250001

1、暖通空调方案设计的基本原则

1.1 方案的经济性

在相同条件下确认材料、设备以及安装等诸多方面费用的科学性和合理性，同时考虑暖通空调运行过程中所带来的能耗问题，根据当地实际情况和节能部门的具体要求，制定不同方案进行对比优选，最终选择最为科学、合理、经济的设计方案。

1.2 方案的可行性

暖通空调设计方案要保证其本身的可行性，才能够实现为超高层商用建筑服务的目标。设计中的各项参数设置，要有科学的数据支持，对于一些比较复杂、特殊的空调安装工作，参数设计的时候要有具体的数据计算，确保数据准确可靠。

1.3 安全性

暖通空调安全问题包括系统设备安全、设备环境安全、人员安全、防火安全、易燃易爆安全等，可通过技术规范、运行管理、设备研制、工程设计等方面实现提高空调系统安全性。高层商用建筑结构更复杂、建筑高度更高，一旦发生意外，救援难度很高，因此更要重视安全问题。

2、超高层商用建筑暖通空调设计要点

随着建筑技术的进步以及城市土地资源的稀缺，高层建筑尤其是超高层建筑越来越多的出现在我们视野里，已成为城市建筑中常见的建筑形态之一。超高层建筑独有的建筑形态多样性、建筑体量大、墙地比高、竖向系统庞大等特点对暖通空调设计提出了更多的要求。

2.1 准确细致的负荷计算

冷热负荷是超高层商用建筑暖通空调设计的基础数据，该数据的准确程度直接影响到系统设计成功与否，错误的数据轻则造成资源浪费、成本增加，重则导致系统达不到使用要求，造成设计不合格。同时，由于超高层建筑体量大，计算基数大，在使用传统的以经验值乘以保险系数的方式计算时会因基数大造成计算结果偏大，严重偏离实际数据，进而影响设计成果。因此，必须要结合实际进行负荷计算，得到准确的计算数据后进行下一步设计工作。

2.2 因地制宜的热源设计

在确定好冷热负荷之后，第二个重点就是暖通空调系统的热源设计。超高层建筑一般设计为总部办公、高级写字楼以及高端酒店等，不同的业态对暖通系统的要求也不尽相同。例如，总部办公和高级写字楼就具有系统使用时间、荷载都集中在白天的特点，而高端酒店则有荷载以晚上为主，白天平均分布，系统全天使用的特点，同时，我国幅员辽阔，北方和南方、沿海和内陆的气候特征相差极大，在实际运行中还会受到阶梯电价、能源限制等政策影响。因此，在超高层建筑热源设计时，应首先对项目建成后业态进行研究，结合当地政策考虑是否有阶梯能源供应、蓄冰蓄热的需求，再考虑区域的气候特色，比如有丰富的海水、河水资源，有丰富的地热资源或者是天然气、煤炭供应丰富等因素，选择水源热泵，地源热泵或者空气源热泵等，通过因地制宜系统热源设计，为后续的系统设计打下良好的基础，提升设计方案的科学性和合理性。

2.3 合理布置水力平衡装置

相比一般建筑，超高层建筑高度更高，其竖向系统设计更加庞大复杂，而复杂的系统又对管道水力平衡设计提出了更高的要求。众所周知，暖通空调通过水、空气等流体作为载体进行能量转移，好的水力平衡设计是系统正常运行的关键，因此设计人员必须对超高层建筑的暖通空调系统进行详细的水力计算，并在系统中合理的设置平衡装置。对于定流量的供暖空调系统，可以在建筑热力入口处设置静态水力平衡阀；对于变流量的供暖空调系统，可以通过动态的压差控制阀替代传统的动态流量平衡阀，通过上述措施，最大程度上减少水力不平衡现象的发生，确保系统的使用效果。

2.4 合理设计冷热源机组容量

超高层商用建筑在进行暖通空调设计阶段，实际冷热源机组容量选取往往会有较大的裕量，从而产生能源浪费的现象，主要原因有以下几点。首先，设计负荷计算不合理，导致冷热负荷数据不准，设计人员往往直接放大冷热负荷。其次，一些中小设备厂家产品虚标型号，实际容量不足，导致甲方和设计人员为保险起见留的余量过大。前文提到过，由于超高层建筑体量大，过分保守的容量计算往往会导致最终机组容量明显大于实际需求。根据相关调研表明，目前建筑的暖通空调能耗在我国建筑能耗中占有相当大的比例，机组容量过大是其中一个重要原因。在正确计算负荷的基础上，合理选择机组容量不仅减少工程造价，节约成本，还能够有效的降低超高层商用建筑中能源浪费问题。

2.5 注重节能设计

随着我国经济发展模式的转变和可持续发展观念的推进，节能概念越来越深入人心。暖通空调系统作为现代社会日常生活中的能耗大户，在设计过程中充分考虑节能需求意义重大，通过对暖通空调的能耗问题进行科学、严格的设计，可以达到降低能源消耗的目的。超高层建筑一般具有外立面造型独特、墙地比高且多为玻璃幕墙的特点，能耗损失较大，在暖通空调设计时更应该注重节能设计。实际操作过程中可通过深入研究建筑的保温系统，合理利用建筑内外温度差、气压差等自然资源达到保温、保湿、通风等效果；同时加强空调智能化、自动化设计，实现空调对温度、湿度等环境因素的自动感应，降低空调在运行过程中造成的能耗，从而达到节约能耗的目的。

2.6 精益求精的设计态度

超高层建筑的发展越来越快，其在建筑高度、结构复杂度以及建筑形态上不断取得突破，暖通专业作为配套专业也必须适应新的形势，接受新的挑战。设计的过程中注意总结经验、重视设计细节，通过对BIM等新技术的应用，不断改进和完善暖通设计，加强暖通设计的可靠性和合理性。在高层建筑暖通设计的过程中，新事物的出现一定会引发新的冲突，当现行设计方法无法满足时，一方面要充分超高层建筑水电气暖的基本要求，确保其使用功能，另一方面还应尽量完善理论依据，同时对日后的变化予以科学预测，为后期的整改留出一定的空间。以精益求精的态度解决设计问题、跟进设计工作、总结经验教训，才能不断的完善超高层建筑暖通设计体系，从而有效提高设计整体水平。