超高层商用建筑暖通空调设计管理研究

宫金平

暖通空调是超高层房屋建筑的重要设施，其设计关系到暖通空调洞使用寿命以及节能效果。为此，文章结合超高层商用建筑特点以及暖通空调使用情况，从设计流程、设计内容、设计理念几个方面探究超高层商用建筑暖通空调设计管理优化对策，旨在能够为房屋使用者创设舒适的居住环境。

城市化进程的加快促进了我国建筑行业的发展。超高层商用建筑是当前我国社会范围内的主要建筑形式，也是人们办公、消费、休闲娱乐的重要场所。和一般的建筑相比，超高层商用建筑在房屋设计上有着更高的要求，对工程施工设计人员的能力是一种挑战。暖通空调设计是超高层商用建筑设计的一个重要内容，这项设计工作的开展关系到建筑的使用寿命和最终质量。为了能够优化超高层商用建筑暖通空调设计管理，文章结合超高层建筑特点，从设计思想、设计流程、设计内容几个方面分析超高层建筑暖通空调的设计要点[1]。

一、超高层商用建筑特点

建筑采暖主要是指通过使用恰当的方式来向房屋建筑内部输送热量，在热量的支持下能够实现对房屋建筑内部环境的协调处理，最终打造出适合居住的环境。采暖是现代建筑建设的一个重要内容，也是体现建筑功能的重要关键。根据房屋建筑结构的不同，工程所使用的采暖方式也不同。和采暖相关的另外一个因素是建筑通风，通过合理的建筑通风能够实现房屋建筑内外部空气的顺利交换，为建筑内部引入新鲜的空间，置换其中污浊的空气，最终保障房屋建筑内部环境的健康。在超高层房屋建筑施工中，空调暖通设计直接关系到房屋建筑的舒适度，为了能够满足人们对房屋建筑的需求，需要密切关注超高层商用建筑暖通空调设计管理。

为了能够提升超高层商用建筑暖通空调设计管理成效，需要相关人员对超高层建筑的特点进行全面的分析，具体如下。第一，房屋建筑室内环境差异大，噪声大。超高层房屋建筑的楼群高度超过100m，楼层越高，其内部的容积率就会越低，相应地，房屋建筑所需要承受的风速也会提升，在室内外环境变化的影响下房屋建筑施工会出现安全隐患。第二，缺乏公共交流空间。超高层的容积率相对较低，虽然超高层建筑有效地节省了土地，缓解了人口居住压力，但是超高層公共空间较小导致使用者舒适度降低，为此，只有通过有效的空间设计才能够保证整个超高层建筑工程的施工质量。

二、超高层商用建筑暖通空调设计管理内容

（一）设计思想

暖通空调设计是房屋建筑设计的一个重要组成部分。基于可持续发展理念，暖通空调设计要注重建筑自身结构、周围景观布置、建筑装饰等内容的结合。基于可持续发展理念的超高层商用建筑暖通空调设计管理表现如下。第一，节能设计。在暖通空调设计中要尽可能地使用高性能冷热源设备、热回收空调机组，通过使用这些设备来达到节能设计的目的，降低工程建设成本，满足人们对房屋的建设需要。第二，消声设计。消声处理体现在避难层水泵、屋面冷却塔减震处理、办公区域末端设备的噪声控制。通过消声处理能够提升建筑的商业价值。第三，客户需求。在客户需求层面，超高层建筑的开发商需要考虑客户对房屋的现阶段使用需求和未来使用需求，站在长远的、可持续发展的角度来进行暖通空调设计。

（二）设计流程

1.方案设计

暖通空调方案设计是空调设计的基础。在方案设计阶段需要工程的业主、开发商能够充分明确工程项目方案设计的目的和规模，进而在完整的设计方案中详细列清各个项目的建设需求[2]。从实际应用情况看，多数超高层商用建筑都是企业总部的办公场所。于此，工程建筑的业主需要根据使用需求来对建筑暖通空调设计团队提出对应的要求，包含暖通空调方案设计中是否包含了自建的计算机数据运营中心，如果包含了，那么计算机空调运营中心的占地面积是多大;除公共卫生间之外还会拥有怎样的餐饮设施;是否需要从普通职工的餐厅中分离出来特色餐厅、行政餐厅。在了解以上信息的基础上，工程业主从总体上把握工程空调暖通设计，购买相应的材料和设备，并就这些材料、设备购买成本消耗进行计算。

2.深度设计

深度设计是方案设计的一种扩展。在具体的深度设计中暖通空调设计者可以按照空调系统规划内容来对暖通空调系统设计方案进行深入的设计。在暖通空调设计中，业主单位的设计人员要明确设计院、顾问单位之间的责任分工，协调好各方利益的关系，在合理把控工程设计进度、设计质量、项目发展要求的情况下开展暖通空调的深度设计[3]。

比如，在施工图纸的设计阶段要做好各阶段施工的过程管控、分阶段审查，确保施工图纸的设计能够满足国家、地区规范要求。业主单位的设计管理者如果发现设计方案中出现了问题，要及时和设计总承包设计人员进行有效的沟通交流，为设计院设计人员提供具体的指示，从而更好地推进暖通空调施工设计工作的顺利开展[4]。另外，在暖通空调深度设计工作中为了能够保证设计的有效性，还需要定期召开专业设计协调会，在协调会议上及时获得设计总承包方的信息，根据总承包方提出的问题采取对应的措施予以解决，解决工程专业设计和土木工程建设、电气设计、给排水设计、装饰设计之间的矛盾冲突。

3.施工设计

施工图纸的设计是建筑工程施工阶段所需要开展的一个重要内容，这个阶段的管理工作主要体现在对施工单位二次深化设计图纸的内容进行审核，根据施工现场的实际情况协调设计院来变更施工设计图纸。同时，在整个工程施工的过程中要能够随时在现场和设计院、施工单位共同解决施工设计中所没有考虑到的问题，这些问题包含管线位置布置不合理、高大空间气流管理不顺畅所诱发的热风无法下送的问题[5]。在管线预留埋设的阶段需要注重审核施工方提供的预留预埋施工设计图纸，特别是需要密切关注地下室部分外墙给排水套管、雨污水套管、电信进出套管的设计。在管线施工之前需要施工人员能够明确各个管线的综合布置位置、剖面设计图。在此基础上，施工单位需要严格按照设计阶段预留的外墙新风口、排气口来安装管线，如果发现现场百叶没有按照设计的标准进行安装要做好设计预留，要到现场进行协调管理。

（三）设计内容

1.热冷源设备

对于超高层商用房屋建筑来说，为了能够满足整个工程项目空调设计要求，超高层建筑暖通空调设计人员需要在详细的经济性分析基础上实现对建筑的精准定位，之后对采用中央设备间负担多层空调，还是使用局部机房担负一层空调送风来进行选择[6]。在选择建筑暖通空调系统冷热源设备的时候需要提前开展必要的经济性分析，通过全面的经济性分析来确定项目所需要选择的制冷供暖系统形式。超高层房屋建筑施工中常用的供热设备包含燃油设备、燃气设备、电锅炉设备等，在具体实施操作的时候油气锅炉会受到燃料类型、燃料价格的影响。冷水机组、锅炉设备位置的确定则是需要考虑超高层建筑结构造价、建筑布局、施工时间、施工人员布置等因素的影响。

2.空调水系统

超高层商用建筑水输配系统管道设计和底层建筑相比存在较多不同。在具体实施操作的时候静水压力不仅会影响到管道、阀门的配置，还会影响建筑物内部设备的安排。在具体施工管理的时候，超高层建筑水系统要实现分区域、分系统的设计，在实施分区设计的时候还需要注重考虑各个设备的承压能力，在确保成本效益得到保障的情况下考虑不同承压能力设备的搭配。设备水温差的选择也是商用建筑暖通设计过程中需要思考和解决的问题。比如，超高层房屋建筑在有数据中心的情况下可以提供24h的冷却水需求。但从发展实际情况看，高层建筑和办公标准楼层租户冷却水需求不同，在暖通空调设计的过程中，工程业主管理人员需要要求设计承包方的设计者对标准楼层每个租户单元预留管道接口进行设计，目的是能够适应后期租户的灵活需求。

3.空调风系统

超高层商用建筑设计中，一般会使用风机盘管加新房系统、企业空气系统。在整个系统运作中，全空气变风量系统是高质量商用建筑办公采用最多的一种形式。VAV系统末端装置包含单个通道、串联风机动力装置、并联风机动力末端装置。在各个系统装置运作的时候我们会发现变风量系统在运作的时候容易出现噪声大、振动快、末端装置选择不恰当、空间局部过冷等问题，为了解决这些问题，需要施工人员强化施工设计、施工管理、施工调试、施工运行等环节的设计。办公大堂作为高大空间，其空調系统在设计的时候会出现采暖量设计没有问题，但是温度设计达不到规定标准的现象。深入分析，我们会发现出现这样现象的原因有两种：一种是空调系统内部的气流组织设计不理想，另外一种是建筑冷热风侵入阻挡设施不充分。为了解决这个问题，在气流组织运作上可以使用中位送风、顶部回风的方式。同时，在冷热风侵入阻挡设施设置中的时候可以通过采取设置双门斗或风幕的方式解决。

三、某超高层建筑暖通空调设计分析

某超高层房屋建筑的占地面积为13.2平方米，建筑高度为230米，包含地上51层和地下3层。房屋建筑中包含避难区和设备层，超高层建筑暖通空调的具体设计如下所示。

（一）管线的设计

超高层房屋建筑内部存在比较多的管道，在这些管道中有很多是暖通空调管道，具体包含排水管道、通风管道、电线管道，在进行这些管道设计的时候需要思考如何实现对各个管线的合理配置，减少各个管道间相互影响[7]。

（二）空调水系统的分区设计

按照压力设定数值对空调水系统进行分区管理。在房屋建筑施工中，建筑楼层越高，其空调系统所需要承载的水静压就越多，为了能够更好地开展施工，需要采取措施提升设备以及管道材料抵抗压力的能力，由此就会增加工程成本。为了节省成本，在施工的时候需要对空调水系统实施分区设置，即2-22层为低区、23-37层为中区、38层以上是屋顶。在22层设置中高区换热站。低压空调区域范围内的设备能够承担1.6MPa的压力，中区和高区衔接位置上的空调系统设备能够承担1.6MPa的压力，高区位置上的空调系统设备能够承担1.8MPa的压力。在设备的实际运作中需要将设备所能够承载的压力设定在2MPa以内。

（三）冷水机组、空调机组的自动化控制

根据供回水的流量、温度变化来对空调自动控制系统的负荷进行计算，确定冷水机组、空调水泵的运行参数，并在设备运行的过程中密切关注水机组、水泵运行情况[8]。同时，还需要将主机设备和冷水机组蒸发器出水管上的水流开关密切连接在一起，采取必要的技术形式来实现对这些开关的自动化控制。

（四）通风和排烟系统的自动化控制

为了能够确保地下通风安全，需要在地下室设置一个一氧化碳监测器，在一氧化碳监测器的作用下实现对车控通风、风机的自动化控制，密切关注地下车库的空气质量，在发现问题之后在第一时间进行报警，通风和排烟自动控制系统会将排烟口打开，同时会启动送风机、排烟机和补风机，切断一些关联电源。

四、结束语

综上，暖通空调是超高层房屋建筑的重要组成，暖通空调的设计直接关系到整个建筑工程的施工安全和施工质量。为此，文章结合超高层建筑的施工需要以及社会发展对超高层建筑施工提出的要求，从施工的各个层面入手探究了超高层商用建筑暖通空调设计优化对策，旨在能够更好地设计暖通空调，优化建筑物内部的结构，减少超高层建筑物可能出现的安全风险。

参考文献：

[1]伍小倩.超高层商用建筑暖通空调设计管理探析[J].建筑技术开发，2020（6）：2.

[2]王立新.新型商用中央空调的隐蔽设计思路构架实践[J].2021（20）：60-61.

[3]孙杨.东莞某超高层办公楼暖通空调系统设计[J].科技创新与应用，2019.

[4]戴树霞.超高层商用建筑暖通空调设计要点[J].河南建材，2020（8）：2.

[5]徐波.超高层商用建筑暖通空调设计要点[J].百科论坛电子杂志，2019（3）：34.

[6]袁亚飞.超高层商用建筑暖通空调设计应用分析[J].名城绘，2019（5）：1.

[7]丘桂达.关于商业建筑暖通设计管理注意事项[J].河南建材，2019（6）：2.

[8]刘博，张琪.超高层建筑暖通空调系统设计问题探讨[J].建材发展导向，2020，18（9）：1.