关于超高层建筑暖通设计的重点与难点探讨

冯庆祥

摘  要：超高层建筑的楼层数量多于普通建筑，其内部建设活动的展开方式也与普通建筑不同。建设超高层建筑时，必须要注意特殊的建设条件与要求，以暖通系统为例，设计必须把握重点与难点设计内容，消除暖通系统中的技术缺陷，使用标准化的方法给建筑居住者提供可靠优质的暖通服务。现研究给超高层建筑设计暖通系统时的注意要点。

关键词：超高层建筑;暖通系统;设计;重难点

超高层建筑的设计环境复杂，各个专业的设计人员需在超高层建筑中展开协调工作，确保各种管道与设备可以在这一特殊的环境中发挥应有的作用，暖通设计内容繁杂，设计者需要不仅需要安排风系统、冷热源装置，还需确定空调参数，展开必要的机电控制工作。找出核心内容，进行重点设计;确定设计难点问题，集中突破。现围绕超高层建筑的暖通工程，展开设计重难点方面的分析与研究。

1 选择空调设计参数

对于百米以上建筑，应考虑冬季室外计算温度随建筑高度增加的变化，根据相关文献，每升高100m，温度约降低1℃。虽然《公共建筑节能设计标准》中对幕墙的气密性有不低于3级的要求，但热压及风压对空调区域换气的影响仍不容忽视，空调区与室外或其他空调区之间的压差值是确定空调区新风量，校核区域、楼层乃至整个建筑风平衡的主要依据。

2 安装冷、热源设备

除常规考虑因素外，冷、热源设置时还应考虑以下几点：不以单纯满足绿建得分为目的，盲目设置三联供、蓄冷、地源热泵等系统，应结合项目所在地区的能源条件，综合环保、初投资、运维费用、能效等因素进行方案比选，为项目量体裁衣设置冷、热源;现代建筑幕墙密封性好，部分地区冬季工况南向房间也具有一定冷负荷，全年需供冷水，可考虑过渡季及冬季冷却塔免费供冷;“低温潮湿天”冷却塔排出的湿热空气产生白雾，不利观瞻，应协调建筑专业考虑冷却塔摆放条件及位置，以及防白雾措施，如利用废热加热冷却塔排气，或采用“干一湿式冷却塔”，将高温的冷却水先流过干式盘管作为加热进塔空气的热源，再流进湿式淋水填料，用于降低出塔空气的相对湿度。

现设备故障时的后备能力，避免“孤儿机组”;由于高压制冷机可直接以市政进线或中间变压等级的电力直接供电，从而减少了变配电环节的设备和机房，额定用电功率大于350kW的制冷机组应优先考虑高压供电;冷源配置时尤其需分析最低冷负荷以及部分负荷的分布，如过渡季或冬季时内区发热量较大区域少量的供冷需求，并考虑不同工况下制冷机组运行组合策略及运行效率。

3 安装空调水系统

3.1 基本设计要点

设计者利用已有信息可以对空调水系统的实际压力数值进行分析，而后通过多种可行技术方法进一步提升水系统的性能。建筑高度被增加的同时，其体量也被大幅增加，空调水系统具有输配距离员以及规模大的特性，同时其运行阶段的能量损耗量也比较高，为了响应建筑设计领域中节能减排号召，需调整与优化水系统。

可利用冰蓄冷或者冷水机系统，使空调在大温差的条件下有效运行，初期技术投资可被节省。输送冷量过程中的能耗问题也能够被控制。设计者应当紧密关注冷机设备的使用情况，确认是否出现了冷机效率衰减的问题。在空调设备末端区域，需展开校核工作，使空调机组始终可以保持良好的换热能力。设计水系统时，还应当注重该系统的具体功能，将输配距离、系统应用要求与使用时间相同的房间联系，给水系统设置输配距离时，控制长度，系统阻力也不能过大，否则正常的输配需求无法被满足。

3.2 控制水力平衡

水系统应当始终保持动态与静态水力平衡，空调支路系统不能出现过流或者欠流的情况。空调设备末端装置处应當设置出合适的水流量。技术人员对已经投入运营的超高层建筑展开回访发现，静态平衡阀在控制水力平衡的工作中可发挥出良好作用。

3.3 正确设置循环水泵

利用输泵支持空调水系统的正常使用。根据水系统的规模确定水泵的设置数量，控制空调设备的负荷变动情况，高效运行循环水泵装置。以变频的方式驱动水泵系统运行时，必须要关注最高效率点的设置情况，最好将其设置到合适的工况点处。

4 风系统安装建议

风系统是暖通安装施工活动中的重要构成部分之一，很多空间中都需要有完备风系统的支持，尤其是在连廊、中庭以及大堂等空间偏大的区域，超高层建筑本身就具有极为复杂内部结构，一些设计者还会在空间中增加个性化的装饰物，部分建筑内部还会出现绿化环境，设计空间中存在热扰过多的情况，使用常规的气流组织计算方法很难给风系统设计工作提供支持。因此风系统设计工作开展难度高。

设计风系统时，可考虑运用流体力学方面的理论与软件，进一步检测气体组织的合理性。利用CFD软件，建设物理模型，确定空调系统的边界条件，设置合适的风口数量，调整风口设置位置。控制送风温度与回风速等重要参数。利用计算机设备展开模拟计算工作，以更加形象化的方式呈现出超高层建筑的速度场与温度场，结合空间条件调整气流组织系统。

5 消防系统与机电系统安装情况

5.1 消防系统设计建议

设计消防系统时，必须做好布置风口的工作，超高层建筑给风口设置了特性的位置，主要是屋顶、避难层或者建筑首层处。

由于数量多，布置杂乱无章，下部排烟被上部补风吸人情况多有发生，既不利观瞻，又影响防排烟效果。因此前期机电房、管井位置应与建筑师充分协调、整体布局，排烟、补风口布置时，不仅要考虑同层之间不互相影响，也要考虑上、下层之间的影响。

5.2 机电系统设计情况

随着现代建筑功能定位的提高，机电管线越发繁多，而建筑结构形式复杂，机电空间小，以往的二维平面综合管线图及局部剖面图难以满足对复杂机电管线进行排布的要求，对于管线复杂工程，可采用BIM，以减少不必要的拆改，节省工期，降低社会成本并提升经济效益。机电管线布置时应考虑到后期风口、灯具、烟感探头、喷淋头的安装，可参照以下原则布置：尽可能利用梁内空间;有压管让无压管，小管线让大管线，施工简单的避让施工难度大的;冷水管道避让热水管道;附件少的管道避让附件多的管道;临时管道避让永久管道;气体管道避让液体管道;管线垂直布置时，应遵循风管在上，电气桥架在中间，给排水管在下。

6 结束语

超高层建筑在城市建筑中所占的比重不断增加，建筑业被大力发展的同时，相关的专业的进步也极为突出。本文研究的主要是暖通施工工作的开设情况，对一些比较容易形成技术缺陷的设计环节展开了研究，暖通技术日益成熟化，暖通技术人员仍旧需要根据暖通施工条件做好节能保障工作，通过暖通系统来提升室内环境质量水平，利用自动控制系统改造建筑暖通装置。

参考文献

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[2]王承东，王潇潇.高层建筑暖通空调设计要点探讨[J].绿色环保建材，2018.

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