关于高层建筑空调水系统设计的探究

王继伟

摘 要：高层建筑凭借其宏大雄伟的气势、日臻完善的配套设备、丰富多元的建筑功能而进入人们的视野。它们的出现不仅改变了城市的建筑布局，而且很可能成为当地的地标和象征。但体型巨大、功能复杂、容纳人员众多的特点也使国内的高层建筑空调无论在设计，还是在施工、管理方面均有待完善和提高。

关键词：高层建筑；空调水系统；排气问题；冲洗方法

中图分类号：TU831.3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）24-0027-02

1 高层建筑的定义和结构体系

从广义上来说，高层建筑就是指超过一定高度和层数的多层建筑。自2005年起，我国把超过10层的住宅建筑和超过24 m高的其他民用建筑划分为高层建筑。

根据目前国内的平均技术水平，高层建筑的建设主要采用框架结构和框架剪力墙结构。这两种结构的优点是抗水平负荷载能力强。

2 空调水系统的概念

空调水系统是指将热量通过管道直接带入房间或着是通过空调处理装置带入室内的水管路系统。

3 高层建筑对空调水系统的影响

超高层建筑本身具备很多人为无法改变的自然特性，因此，不可避免地会对空调水系统的设计产生极大的影响，主要表现在：①负荷承载力方面。随着建筑层数的增加和高度的升高，大气透明度、太阳辐射强度、风速也随之增强，这相应地就对空调水路系统设备和管道承压负荷提出了更高的要求。空调水系统分区问题也是高层空调水系统设计中必须着重考虑的问题，必须通过梯级板换的方式将冷热水逐级送至最高层。②性能化设计方面。由于高层建筑自身的高度，使疏散和排烟成为主要的阻力问题。且由于建筑本身热压所造成的风烟作用较大，因此，对空调通风、换气、排烟效果也提出了更高的要求。

4 空调水系统的施工方案

空调水系统的施工是一项庞大的高难度工程。要想保证系统的施工质量，就要做好施工准备工作。首先要在技术方面要做好充足、完善的准备工作。在安装空调水系统之前，必须做好大量的准备工作，确保施工过程的万无一失。施工前，安排相关的专业工程技术人员对工人的技术进行多次专项交底、内容交代、流程指导，使所有施工人员在进入施工现场之前，对要安装的设备的性能、特点和要求都牢记于心，做到心中有数。其次，要做好事先考察工作，了解工程特点，以配合其特性做好施工图纸的自审、众审，详细做好与会记录，充分了解最初的设计意图。最后，通过认真审核施工图纸，按系统、部位、内容绘制出施工的风管加工大样图，并进行现场后期的加工制作。根据图纸做好施工预算，获得批准后采购物资、加工定货，确保各项物资在施工前能够按时到场，保证施工有序进行。

5 竖向分区原则

目前，我国高层建筑绝大部分空调水系统的设计都采用了这样一种传输方式：在建筑的每个中间层设置水-水板式换热器，把冷、热水从低区逐层提升至设备层，然后经板式换热器加热交换后再由次级泵输送至高区。采用这种输送方式可以有效使低区与高区承受由各自分区高度所产生的压力，均衡各层的压力值，从而避免低区的设备和管路承压过大，造成破裂。目前，钢结构技术的进步使得超高层建筑中空调水系统的管道承载力有了进一步的提升。

6 在建造过程中可能出现的问题

空调水系统在建造过程中可能出现的问题主要有冷水机组水泵无故被推倒、冷水机组无法启动、空调冷冻水泵进出口压力不正常和冷水机组因水流开关不能启动等。

7 空调水系统的排气问题和方法

高层建筑中，空调水系统的水都是从生活水池中引出的，而生活水池中的水由于长期暴露在空气中，其实际浓度就等于空气中的平衡浓度，但水泵在水池中抽水时经过空调机组的处理后潜在地改变了其实际浓度，因此，在空调水系统中，空气很容易从水中析出，造成空调水系统的管道极易累积空气，这也是输水不畅的主要原因。

目前为止，为了解决空调水系统中的积气问题，使用最广泛的就是自动排气阀。它的工作原理就是利用空气和气阀的关系，当水路系统内积气时，气体就会聚集在阀的上部，浮子就会随液面的下降而下降。阀芯打开时，就开始进行排气。

8 空调水系统的冲洗

为了使水系统保持洁净、达到安全高效的冲洗效果，系统冲洗前必须遵循以下规定：①管道试压合格后才能进行管网冲洗。②事先对管道支吊架的牢固程度进行检查，确保其能承受清洗时水流的巨大冲击力。③冲洗前，应对系统内的仪器施加紧密保护，并将喷嘴、孔板、节流阀、滤网等部件小心拆除，妥善保管。防止在冲洗过程中有杂物进入空调设备，将其堵塞或破坏。冲洗前，应采取旁通或与清洗管道相隔离等保护措施。冲洗工作结束后，及时将其恢复至原位。④冲洗水应使用生活用水，清洗前先充水浸泡管道，以便使清洁工作省时高效。

9 冲洗方法的选择

如果采用以往传统的冲洗方法，即简单地靠机械供水冲洗，不仅不能有效满足高标准冲洗的要求，还会浪费人力和物力。

建议采用反向冲洗的方式，即让冲洗水流的流向与冲洗物处于相反的方向。这种方式排除了机械动力必要性，利用建筑高度与地面的巨大落差，形成了自上而下的大排式流向冲击力，使管内杂物可以随着水流的方向自动向下排除。

10 结束语

本文所阐述的竖向分区原则和竖向分区方案只是一些原则性的建议，在具体施工过程中，空调水系统的竖向分区方案还需要通过更多实践来不断完善，具体的设计和施工方式还要根据工程的具体情况具体分析、具体对待。此外，施工的方法和流程还要与相关的标准、政策法规、施工工艺、施工水平和运行管理水平相结合，以实现节能、安全、高效、经济、合理的设计目标。

参考文献

[1]刘天川.超高层建筑空调设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2]王钰.超高层建筑空调水系统的分区技术[J].中国建设信息供热制冷，2007（04）.

〔编辑：王霞〕