浅谈超高层建筑的暖通空调设计管理

任文娟 张建兵

摘要：随着社会经济和城镇化进程的持续推进，我国的建筑业得到了迅猛的发展。超高层商用建筑在国内越来越多的出现，成为人们办公、消费、娱乐的重要场所。超高层商用建筑体的出现，对从事建筑设计的人员提出了切实的要求。任何一座超高层建筑的设计都是开发商、建筑设计师、结构工程师、机电工程师、装饰设计师、景观设计师和相关专业共同协商的结果。暖通空调设计师，作为设计团队的重要组成部分，在保障产品品质的前提下，必须首先考虑工程的造价、设备的运行费用、建筑的运营费用、建筑物使用者现有和将来的所有需求以及节能与环境问题。因此，在保障设计质量、设计进度的基础上，业主对于项目设计管理整体的把控，运用可持续的设计理念贯穿于设计的整个生命周期内有其现实的意义。

关键词： 暖通空调，可持续设计，管理

1 设计流程的管理

1. 1 方案设计阶段

暖通空调方案设计是整个设计过程的基础，是暖通空调系统全生命周期关键的一环，为深度设计提供方向。在方案设计阶段的開始，业主或开发商需要认可项目设计的目的和规模。在业主自用建筑或明确租售的建筑项目中，建立一个完整的设计方案需要详细列明项目各个方面的需求。很多超高层商用建筑都是企业总部或者国际公司的办公场所，业主需要根据发展规划对设计团队提出具体的要求。例如，该建筑内是否包含企业自建的计算机数据运营中心，如果有，需设置多大面积，是否有除公共卫生间外的行政卫生间，含有什么样的餐饮设施，有没有从普通职工餐厅分离出来的行政餐厅或特色餐厅区域，除数据中心外，还有哪些区域需要延时工作或不间断工作。业主需要进行整体控制，对于上述或者类似规划问题的回答将对暖通空调的方案设计有直接的影响。主要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。暖通方案设计说明书需要包含充足的信息，以作为最初的工程预算基础。

1. 2 深度设计阶段

深度设计作为方案设计的实施及扩展阶段，暖通空调设计师即按照空调系统的详细方案进行深入、细节的设计。业主单位设计师需明确设计院、前期、顾问单位等各单位间的责任分工，协调好各方面的利益关系，在控制设计进度、保障设计质量、保证项目具体特殊要求的情况下开展好设计管理工作。如在设计施工图阶段，进行过程管控，分阶段审查设计院图纸的完成度，保证设计图纸在满足国家规范、地方规范及业主建造要求的情况下有条不紊的进行。业主单位设计管理人员需要及时就设计当中出现的问题与设计总承包方设计人员进行有效的沟通，给予设计院设计人员具体指示以方便进一步的工作推进。

1. 3 施工阶段

施工阶段开始于施工图技术交底，项目施工阶段的设计管理工作主要是审核施工单位二次深化设计图纸，根据现场施工状况协调设计院提供设计变更图纸，在施工进行过程中随时在现场与设计院、施工单位共同解决设计中未能考虑到的问题，如各专业管线交叉位置的管综排布导致的吊顶高度不足、高大空间气流组织考虑欠佳导致的热风无法下送的问题等。在预留预埋阶段，审核施工方提供的预留预埋图纸，特别注意的是地下室部分外墙的给排水套管、雨污水套管、电信进出套管等。在管线施工前，确认管线综合布置图、剖面图按图施工的有效性； 明确施工单位按照设计阶段预留的外墙新风口、排气口安装，发现现场百叶未能按照设计预留需现场协调。

2 设计内容的管理

2. 1 冷热源设备

对于超高层商用建筑而言，为满足项目空调要求，系统是采用中央设备间负担多层空调，还是采用局部机房来担负一层的空调送风，需要考虑建筑体本身的商品品质定位及建筑布局。在选择系统的冷热源设备时，需要进行详细的经济性分析以确定项目所要选择的制冷供暖系统形式。在高层建筑中一般采用商用冷水机组，由超高层建筑自身的特点所决定。供热设备包括燃油、燃气或电锅炉，其中采用油或气的锅炉都要受到燃料类型和燃料价格的影响。冷水机组和锅炉设备的位置确定需要综合考虑。

可能的位置会影响到结构造价、建筑布局、施工时间、人员空间需求的冷量和热量等。

2. 2 空调水系统

超高层商用建筑水输配系统的管道设计不同于低层建筑，主要是由于建筑高度产生的静水压力对于管道系统产生的影响。静水压力不仅影响管道、阀门和相关配件，而且影响建筑物内安装的设备。超高层建筑的水系统一般需要进行系统分区，系统的分区需要充分考虑设备的承压能力，在使用成本效益分析的状况下综合考虑不同承压能力设备间的搭配，如使用板式换热器减小作用在管道、阀门、附件和设备上的静压。设备水温差的选择在大型商用建筑中需要特别考虑，采用较大的水温差通过减少水流量进而减小管道尺寸以减少项目初投资。

2. 3 空调风系统

在超高层商用建筑中，一般采用的风机盘管加新房系统和全空气系统。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。VAV 系统末端装置主要有单通道、串联风机动力型、并联风机动力型等末端装置。变风量系统存在噪声、振动、末端装置选择不当、空间局部过冷等问题。设计、施工、调试、运行各个环节紧密配合是变风量系统成功的唯一途径。

办公大堂作为高大空间，其空调系统往往会出现采暖负荷设计计算没有问题，但室内温度达不到设计要求的现象；究其原因，一方面与空调系统的气流组织欠佳有关，另一方面与建筑冷热风侵入的阻挡设施设置不足有关。在气流组织方面，可考虑采用中位送风、顶部回风的方式，同时辅以大堂靠外围处设置地暖热保护；在冷热风侵入的阻挡设施设置方面，可考虑采用设置双门斗或风幕的方式解决。

这些方面都是业主设计管理人员需要重点关注及提醒设计承包方设计人员着重设计论证的。

3 可持续的设计理念

可持续的设计理念注重的是建筑的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。暖通空调设计作为建筑设计的一部分，在实现可持续的设计理念方面需要与建筑、结构、景观、装饰等各专业协同合作。节能、消声、客户需求的预判等都是可持续设计理念实现的具体内容。在节能方面，如运用高性能的冷热源设备，采用热回收空调机组，应用免费通风制冷技术等，这些方面不仅降低了建筑体的运营成本，还能够满足人对空调的舒适性的要求。消声方面，如避难层水泵、屋面冷却塔消声减震的处理，标准层办公区VAV 末端设备噪声振动的控制，层间机房的消声处理等，这些方面不但最大程度的利用了建筑的商业价值，而且能够使租户有理由持续的承租。在客户需求方面，开发商需要充分考虑到客户现有和将来的需求，在设计阶段就需要整个设计团队将这一理念贯彻，作为暖通设计管理人员，需要提请设计承包方设计人员在需求的基础上将这一理念实施，在施工过程中去实现。

暖通空调设计最终的产品是为人提供舒适性的服务，在日新月异的科技变迁中，暖通空调设计本身得益于此，但也对设计提出了新的要求。暖通设计管理人员自身要精于设计，更须要精于设计管理。本文以设计管理为切入点，从设计流程、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设计的管理要点。

参考文献：

[1]Donald E.Ross.HVAC design guide for tall commercial building，2004-01-01.

[2]李娥飞.暖通空调设计与通病分析[M].北京： 中国建筑工业出版社，2004： 8.

[3]雷锦钰.建筑暖通空调设计中存在的问题以及改进策略[J].山西建筑，2013，39（12）：105-106.