超高层建筑暖通设计探讨

范 俊

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)



超高层建筑暖通设计探讨

范 俊

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)

以山西省太原市郊区某超高层建筑为例，介绍了其工程概况，从节能设计、空调系统设计、防排烟设计、空气净化系统及空调系统智能控制等方面，对超高层建筑暖通设计进行了阐述，从而保证高层建筑的施工质量。

超高层建筑，空调系统，防排烟系统，通风设备

随着我国国民经济的快速发展，各地都雨后春笋般出现了很多超高层建筑，本文以山西太原市郊区某超高层为例，对超高层建筑暖通设计进行探讨。

1 工程概况

本工程地下3层,地上部分为33层，地下3层均为车库及设备用房。地上部分:1层设大堂,商业,消防控制室等;2层设餐厅,厨房;3层设厨房,餐厅,会议室;4层以上全部为商务办公，在15层及30层设避难层。

层高及建筑高度:地下1层、2层、3层层高为4.2 m,主楼地下1层层高为6.0 m;地上1层层高为8 m,2层～4层层高5.1 m;5层～28层，30层～32层层高4.1 m,29层及33层层高为4.8 m;楼梯出屋面及电梯机房层高为5.3 m，室内外高差为0.45 m，建筑高度南楼为126.95 m。

项目总建筑面积为90 632 m2，其中地上总建筑面积为57 695.09 m2，地下总建筑面积为32 936.91 m2。

2 主要设计依据

GB 50736—2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范；

GB 50016—2014建筑设计防火规范；

GB 50189—2015公共建筑节能设计标准等。

3 设计范围

中央空调系统设计、防排烟系统设计、机械通风系统等。

4 设计参数

4.1 室外设计计算参数(太原市)

夏季通风室外计算温度27.8 ℃，夏季空气调节室外计算干球温度31.5 ℃，夏季空气调节室外计算湿球温度23.8 ℃。

4.2 室内设计计算参数

1)空调室内设计计算参数，见表1。

表1 空调室内设计计算参数

2)通风室内设计计算参数，见表2。

5 空调节能设计

1)选用的空调通风设备均为节能型产品,空调主机能效比满足《公共建筑节能设计标准》的要求。

表2 通风室内设计计算参数

2)空调水系统每个末端设备均设置自动调节水量的装置,由温控控制面板和电动二通阀(或电动调节阀)组成。

3)制冷换热机房内空调冷冻水,冷却水和自来水均设置热量表或水表,达到计量的要求。同时对室内外温湿度进行计量。

4)空调系统为减少能耗,节约冷热量,冷水机组侧采用定流量;空调系统末端采用变流量控制。根据总负荷自动确定冷水机组运行台数，热水系统采用变流量控制。

5)避难层和屋顶设置组合式热回收式空气处理机组,大堂,商场,餐厅及2层～4层连廊采用全热交换新风换气机组。新风入口处设风速传感器。

6)地下车库排风系统采用根据室内CO2浓度进行启停控制,以减少风机能耗。

6 空调系统设计

6.1 空调冷热负荷

夏季计算空调总冷负荷为5 192.6 kW,冷负荷指标为90 W/m2，冬季计算空调总热负荷为4 615.6 kW，热负荷指标为80 W/m2。

6.2 冷热源设计(制冷换热机房二次设计)

1)制冷机房设置在地下1层，待甲方确定厂家后进行二次设计。

2)机房夏季制取7 ℃/12 ℃冷冻水供夏季空调使用;冬季制取60 ℃/50 ℃热水供冬季空调使用,空调水系统进行划分:1层～16层为低区系统,17层～33层为高区系统,采用地下1层制冷换热机房制取的7 ℃/12 ℃冷冻水和60 ℃/50 ℃的热水。

6.3 空调水系统设计

1)本工程空调水系统为双管制,一次泵变流量水系统,垂直立管采用同程式系统,水平干管采用异程式系统。

2)空调冷热水系统采用压差旁通方式定压，系统补水采用软化水，全自动软化水系统设在制冷换热机房内。

3)为了达到节能和调节的目的,本工程空调冷热水系统采用变流量控制,风机盘管,新风机组和空调机组水管上均设置电动两通阀。

6.4 空调风系统设计

1)1层～4层主楼:1层大堂和商场,2层餐厅,3层餐厅,以及4层休息厅采用吊挂式空气处理机组加新风(热回收)系统,送风口采用方形散流器顶送,回风口采用门铰百叶滤网回风口。

2)2层～4层连廊:2层和3层餐厅采用吊挂式空气处理机组加新风换气机系统,3层会议室和4层办公室采用风机盘管加新风换气机系统。

3)2层和3层厨房由专业厂家设计。

4)5层～33层均为风机盘管加新风热回收系统,新风回风采用走道设回风竖井每层集中回风。

6.5 空调系统自动控制系统设计

1)主机控制:按空调负荷与二次方面要求流量来决定合适的台数(台数控制),为使机组内每台机器运行时大致相当而自动调整运行优先顺序(自动顺序控制),与主机联动的水泵开关(水泵联动控制)。

2)水泵控制:按空调负荷流量决定运行台数(台数控制),将首端压差限制在一定范围直通管的电动两通阀的控制(直通控制)。

3)新风机/空调机控制:以送/回风设定值为基准决定动态平衡电动调节阀的开度(送/回风温度控制),以室内湿度设定值为基准控制加湿器能力(加湿控制)。

4)所有配套使用的系统运行需设置相应的联锁控制。

6.6 空调净化系统

1)设备层组合式热回收式空气处理机组新风入口处安装初效过滤及加湿装置。

2)每层组合式空调机组新风风总管段配置初效过滤器,净化杀菌器及电子空气净化机。

3)吊挂式空气处理机组和风机盘管回风管段配置复合式空气净化器。

4)设备层新风入口初效过滤装置与热回收空气处理机组联动控制,同步开启，延时停止。

5)每层空调机组新风总管配置的初效过滤器,净化杀菌器和电子空气净化机与每层空调机组联动控制,同步启停。

6)复合式空气净化器采用智能控制,具备联动,定时,预设等多种功能。

7)室内回风百叶风口均内衬防虫钢丝网,以防止鼠类及昆虫进入空调系统,空调通风设备均设置有可供清洗的空气过滤网。

7 防排烟系统设计

1)地下防烟楼梯间机械加压送风机设在地下2层,地下1层,2层,3层设自垂百叶风口。

2)不满足自然排烟条件的内走廊也均设置机械排烟系统，排烟风机均设置在屋顶。

3)地下层车库的每个防火分区划分为两个防烟分区,每个防烟分区均设一套机械通风及机械排烟系统,通风与排烟合用一套系统，通风量按换气次数6次/h计算,排烟量按建筑层高确定排烟量,补风量不小于排烟量的50%，送排风机平时通风,着火时排烟补风。

4)地下层配电室设置一套独立的机械排烟,机械通风及补风系统,通风与排烟合用一套系统，配电室采用气溶胶灭火,着火时,由消防控制室控制防火阀关闭，火灾扑灭后,由消防控制室操作或设在房间外部的手动控制装置操作送排风机运行及防火阀开启,将房间内的有害气体排至室外。

5)地下1层暖通设备用房和面积大于100 m2库房设置一套独立的机械排烟,机械通风及补风系统,通风与排烟合用一套系统。

6)地上其余房间外窗可开启面积均大于建筑面积的2%,满足自然排烟要求,采用自然排烟。

8 空调水系统试压

1)空调冷(热)水系统的试压：

a.北楼低区和南楼空调冷(热)水系统工作压力为1.0 MPa,试验压力为1.5 MPa，北楼高空调冷(热)水系统工作压力为1.2 MPa,试验压力为1.8 MPa。

b.试压前应用水清洗,冲洗时,将阀门全部开启并打开回水或凝结水干管末端的排污管堵,然后再进行清洗,直到将污浊物冲净为止。

c.在各分区管道与系统主,干管全部连通后,对整个系统的管道进行系统的试压，试验压力以最低点的压力为准,但最低点的压力不得超过管道与组成件的承受压力，压力升至试验压力后,稳压10 min,压力下降不得大于0.02 MPa,再将系统压力降至工作压力,外观检查无渗漏为合格。

2)空调冷却水及冷凝水系统的试压:

a.空调冷却水系统工作压力为1.7 MPa,试验压力为2.2 MPa。

b.试压前应用水清洗,冲洗时,将阀门全部开启并打开回水或凝结水干管末端的排污管堵,然后再进行清洗,直到将污浊物冲净为止。

c.在各分区管道与系统主,干管全部连通后,对整个系统的管道进行系统的试压，试验压力以最低点的压力为准,但最低点的压力不得超过管道与组成件的承受压力，压力升至试验压力后,稳压10 min,压力下降不得大于0.02 MPa,再将系统压力降至工作压力,外观检查无渗漏为合格。

3)空调冷凝水系统的试压:空调冷凝水系统采用充水试验,应以不渗漏为合格。

4)系统试压合格后,空调供回水管道,冷却水管道室外部分,冷凝水管道,一次二次供热管道等均需保温，空调供回水管道及供热二次管道保温材料采用柔性泡沫橡塑保温,管道不小于DN50,厚度&=25 mm，管径DN=70 mm～150 mm,&=28 mm，管径不大于DN200,&=32 mm，冷凝水管道采用柔性泡沫橡塑保冷,在空调房吊顶内保温厚度&=9 mm,在非空调房间内保温厚度&=13 mm。

[1] 朱道龄，刘 浩.超高层建筑空调设计及节能技术应用[J].制冷与空调，2009(6):77-78.

[2] 姜海龙.高层建筑通风空调工程施工中的常见问题研究[J].建筑工程技术与设计，2015(35):33-35.

Discussion on HVAC design of super high-rise building

Fan Jun

(ShanxiArchitecturalDesignandResearchInstitute,Taiyuan030013,China)

Taking a super high-rise building in Shanxi Taiyuan suburb as an example, introduced its engineering general situation, from the energy-saving design, air conditioning system design, smoke control system, air purification system and air conditioning system intelligent control and other aspects, elaborated the HVAC design of super high-rise building, so as to ensure the quality of high-rise building construction.

super high-rise building, air conditioning system, smoke control system, ventilation equipment

1009-6825(2017)18-0111-02

2017-04-11

范 俊(1980- )，男，工程师

TU831

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