福州某超高层建筑暖通设计总结

刘明浩

（中国城市建设研究院有限公司福建分院 350000）

0 前言

本文以海西商务大厦、福清利嘉中心项目暖通设计介绍为主，浅述福州地区超高层住宅、办公楼、五星级酒店暖通设计特点。

1 工程概况

海西商务大厦位于福州市鼓楼区，定位为国际5A 甲级超高层写字楼，建筑高度为168m，总建筑面积为107433 平方米。地上共39 层、地下共4 层，地上1 层为大堂，2 至37 层为办公用房，38、39 层为接待中心；地下室平时为设备用房及车库，人防设置于地下4 层，战时为二等人员掩蔽所。现已竣工投入使用，现大厦更名为福建外贸大厦。

福清利嘉中心位于福清市。总建筑面积为1055533 平方米，包括1 栋高度为158.6 米的五星级酒店、1 栋高度为164 米的SOHO 办公楼、10 栋高度为119.2～147.1米住宅楼、裙楼及部分地下两层为商业；地下室共4 层，平时为车库、商业及设备用房，人防设置于地下3、4 层，战时为物资库、人防固定电站、二等人员掩蔽所。现已部分竣工投入使用，其余部分正在施工。

2 超高层住宅暖通设计特点

福州市属于夏热冬暖地区，住宅一般采用预留分体空调方式满足住户空调供暖需求，不独立设置供暖设施。住宅各房间（含卫生间、厨房）均设置可开启外窗自然通风，厨房另设烟囱以满足厨房排油烟需求。一般住宅项目走道长度均小于20 米，不设置排烟设施。因此，福州地区超高层住宅暖通专业主要设计内容为消防防烟设计。

福清利嘉中心在2015年2月完成施工图设计，防排烟系统按照《高层民用建筑设计防火规范》GBJ50045-95（2005年版）及《福建省高层建筑防火设计指导意见》设计。

防烟楼梯间及前室防烟设计：根据规范要求，建筑高度超过100 米的居住建筑其防烟楼梯间、前室及合用前室均应采用机械加压送风系统。并根据GBJ50045-95 （2005年版）第8.3.3 条“层数超过三十二层的高层建筑，其送风系统及送风量应分段设计。”因此福清利嘉中心超高层住宅防烟系统纵向以避难层为界进行分段划分设计，将风机置于避难层风机房及屋面上，以确保每段纵向防烟系统层数或高度均满足规范要求。

避难层防烟设计：封闭避难层设置机械加压送风系统，送风量按避难层净面积每平方米不小于30m3/h 计算。

综上所述，福州地区超高层住宅项目主要设计内容为防烟楼梯间、前室及避难层防烟设计，其主要特点是机械加压送风系统纵向以避难层为界进行分段划分设计，将风机分别置于避难层风机房及屋面上，以确保每段纵向防烟系统层数或高度均满足规范要求。

3 超高层办公楼暖通设计特点

超高层办公楼暖通设计特点分析主要以介绍海西商务大厦为主。

3.1 中央空调系统

3.1.1 冷热源

应业主要求，海西商务大厦采用常规、节能的空调冷热源系统，因此空调冷源为设置在地下二层的水冷离心机组，空调热源为设置于屋顶的风冷热泵机组；水冷机组为离心式，风冷热泵仅作冬季热源用，夏季不参与供冷。

夏季空调冷源设置于地下2 层冷冻机房内，主要由2 台820RT(2883kW)水冷离心式冷水机组、1 台510RT(1793kW)水冷离心式冷水机组、5 台冷冻水泵（2 用1 备和1 用1 备）和5 台冷却水泵（2 用1 备和1 用1 备）构成，设计供回水温度为5.8℃/10.8℃，冷却水设计供回水温度为32℃/37℃，冷却塔设在屋顶。

冬季空调热源设置在屋顶，主要由4 台制热量为838.4kW 的风冷热泵机组、5台冷热水循环泵（4 用1 备）。风冷热泵制热时供回水温度为46.5/41.5℃。

按甲方要求，38 层及39 层办公楼层采用独立的变制冷剂流量空调系统，室外机放置于屋顶。电梯机房、消控中心等有24 小时独立运行需求的房间采用分体式空调器。

3.1.2 空调水系统

海西商务大厦空调水系统由空调冷水系统和空调热水系统组成。

空调冷水系统：24 层以下的空调冷水由制冷机房内的冷水机组直供，供回水温度为5.8℃/10.8℃；24 层以上的空调冷水由设置于24 层的板式换热器经换热后提供，其供回水温度为7℃/12℃。

空调热水系统：10 层至37 层的空调热水由设置于屋顶的风冷热泵直供，供回水温度为46.5℃/41.5℃；10 层以下的空调热水由设置于10 层的板式换热器经换热后提供，其供回水温度为45℃/40℃。

如图1所示：

图1 水系统分区示意图

本项目空调水系统竖向分段后各段竖向系统高度较高，因此采用竖向同程系统，以确保竖向水利平衡。

3.1.3 空调风系统

1 层大堂及夹层走廊采用全空气系统，气流组织为上送上回。2 层以上办公区域采用4 管制风机盘管+新风方式。

3.2 通风系统

办公楼层卫生间及开水间设置竖向机械排风系统，风机分别设置于十层避难层、二十四层避难层及屋顶。其余汽车库及设备用房通风均为常规设计。

3.3 防排烟系统

海西商务大厦施工图审查时间为2014年5月，防排烟系统以《高层民用建筑设计防火规范》GBJ50045-95（2005年版）及《福建省高层建筑防火设计指导意见》的规定作为主要依据进行设计。此工程防排烟系统与通风系统有着共同的特点，即纵向系统以避难层为界进行分段划分设计，将防排烟风机置于车库、避难层风机房及屋面上，以确保每段纵向防排烟系统层数或高度均满足规范要求。

3.3.1 加压送风系统

防烟楼梯间、前室及合用前室均设置机械加压送风系统，风机分别设置于避难层及屋顶。封闭避难间设置机械加压送风系统，送风量按避难间净面积每平方米不小于30m3/h 计算。

3.3.2 排烟系统

地下车库设置排风(兼排烟)系统：按照防火分区的划分，每层每个防火分区内设置机械排烟、补风系统，排烟风机置于机房内；此系统与平时机械通风系统合用。

地上大于100 m2的办公区域设置机械排烟自然补风系统，排烟风机置于避难层及屋面。

4 超高层酒店暖通设计特点

超高层酒店暖通设计特点分析主要以介绍福清利嘉中心9#楼酒店为主。

4.1 中央空调系统

福清利嘉中心9#楼酒店空调冷源为水冷离心机组，空调热源为供热锅炉。

空调水系统与海西商务大厦类似，即在避难层进行换热后给高区提供冷热水，以解决超高层水系统承压过高问题。

客房部分空调水系统采用纵向系统，即客房层走道上不设置空调水管，空调水立管分散设置于客房卫生间空调水井内，经过卫生间吊顶空间接入风机盘管，以保证走道净高需求，如图2所示：

图2 酒店客房空调水系统及平面示意图

酒店空调风系统主要特点在于为保证走道净高需求，客房新风、卫生间排风竖向设置，标准客房新风量为100m3/h，卫生间排风量为90m3/h。卫生间排风集中进行收集，通过设置于避难层或屋面的风机排至避难层外墙或屋面。新风经设置于避难层或屋面的新风机组冷（热）水盘管处理后，通过若干风管分散到卫生间的新风竖井中，再送至各个客房。如图3所示：

4.2 通风及防排烟系统

福清利嘉中心9#楼超高层酒店的通风及防排烟系统与海西商务大厦的特点基本一致，均为以避难层为界进行分段划分设计，将风机置于避难层或屋面上。需要注意的是因酒店通风空调系统比办公楼要复杂，避难层各系统管道较多，因此应重点关注避难层管线综合排布，以确保避难区域、走道的净高要求。

5 结语

笔者通过对以上福州地区典型超高层住宅、办公楼、酒店设计特点的分析，认为福州地区超高层建筑暖通设计的主要特点可以总结为以下几点：

1、超高层公建因其体量较大、空调能耗高，因此在选择空调系统方案时，一般优先选择能耗较低的水冷冷水系统。此外，为满足加班需求，可采用大小机搭配的方式适当选用一台小机组或局部楼层配置多联机。

图3 酒店客房空调风系统及平面示意图

2、超高层建筑空调水系统纵向分区设计，通过在避难层设置板式换热器换热后，将空调水系统纵向高度控制在100 米以内，以解决超高层水系统承压过高问题。

3、超高层建筑空调水系统竖向跨度大，因此为确保水利平衡，一般采用竖向同程系统。

4、通风系统的送排风风机一般设置于避难层、屋顶区域，这样既不占用使用楼层空间又能隔绝风机噪声且不破坏建筑外立面。通风系统纵向以避难层为界进行分段划分设计，以减少通风系统长度，降低通风系统风压，从而达到节能的目的。

5、消防防排烟系统纵向以避难层为界进行分段划分设计，将风机分别置于避难层风机房及屋面上，以满足消防规范对纵向防排烟系统高度的限制要求。

6、超高层建筑避难层常常作为设备层使用，其各系统管道较多，应特别注意管线综合排布，以确保避难区域、走道的净高要求。