本站原创摘 要本文以两个超高层办公、酒店、商业餐饮综合体项目为研究对象,对常规200米至300米超高层建筑暖通设计中空调系统形式、系统分区、燃气动力、以及其他特别要注意的问题进行了比较及介绍.
关 键 词超高层建筑；办公；酒店；商业餐饮；空调系统；竖向分区；燃气动力
0引言
社会经济发展的速度很快,建筑行业在新时期也取得一定的发展.楼层建设的越来越高,一些超高层建筑被建设出来,而且与传统的建筑相对比,使用功能更为全面.现在很多都是集办公、酒店、商业区、餐饮于一体的综合建筑.据相关资料说明至2013年底,全球已建成的超过200m的约870栋,超高层建筑的飞速发展,给勘察设计行业包括暖通专业在内的各专业都带来了许多新问题,对这些问题进行深入研究,特别是对其中关键技术问题进行研讨与分析,具有非常重要的意义.相比常规项目,超高层建筑空调系统设计将显得更加重要,系统设计是否合理,将会对工程的安全性、节能性、经济性和运行管理等产生重大的影响.本文就是通过对实际工程相比较,介绍常规200米至300米超高层建筑中暖通空调系统形式的设置.
1建筑工程概述
1.1江苏省某工程,用地面积约15670平米,总建筑面积约149700平方米,地上总建筑面积约108700平方米,其中酒店建筑面积约42880平方米,办公建筑面积约65820平方米,地下总建筑面积约41000平方米,建筑最高点高度238.8米.
1.2河南省某工程,项目总用地面积29030平方米,总建筑面积约337750平方米,其中：地上约247300平方米,地下约90450平方米,建筑最高点高度286米.
本文中江苏省建筑用S工程代替,河南省建筑工程用H工程代替.
2冷热源形式及参数设置比较
2.1S工程介绍
办公和酒店分别设置冷热源,办公冷源为电制冷冷水机组（变频）,热源由当地蒸汽热网提供0.9MPa饱和蒸汽通过汽水螺旋螺纹管式换热机组提供,水系统为一次泵变流量,办公水管形式为两管制.结合设备初投资以及建筑条件限制（避难层很难增设换热站）,办公区域空调水系统不分区,地下室冷水机组、板换、水泵、附件以及首层末端设备承压较高.酒店冷源为电制冷冷水机组（变频）,热源采用燃天然气燃轻柴油两用承压式热水锅炉提供,该锅炉同时承担给排水生活热水负荷,热水经板式换热器供空调用热水及给排水专业生活热水用.空调冷热水系统为一次泵变流量,水管形式为四管制,酒店区域水系统分低区和高区,高区冷热水板换设置在31F避难层,低区由冷水机组和板换直供.办公冷冻水供回水温度6℃/13℃,冷却水供回水温度32℃/37℃；酒店低区（B1-5F）冷冻水供回水温度5℃/12℃,高区（31F-塔楼屋顶）冷冻水供回水温度6℃/13℃.办公二次侧空调热水供/回水温度为60℃/45℃；酒店部分锅炉供回水温度95℃/70℃,二次侧空调热水供/回水温度为60℃/50℃,首层和空中大堂地暖热水供/回水温度为50℃/40℃.
2.2H工程介绍
商业裙房及T1塔楼楼办公区、超市合用冷源,酒店单独设置冷源,办公冷源为电制冷冷水机组（变频）,热源采用市政热网提供高温热水经热水板换换热后供空调使用,电影院设置独立冷源系统,裙房屋面预留风冷冷水机组等设备安装位置,超市冷热源与商业办公合用,在主管处设能量计.商业裙房及T1塔楼楼办公区水系统形式为一次泵变流量,办公水管采用四管制,影院为两管制.酒店冷源为电制冷冷水机组（变频）,热源采用市政供热和锅炉相结合的方式,在市政供暖季,空调热源采用市政供热,锅炉提供全年的生活热水及非采暖季的空调用热,裙房地下室酒店用房和高区酒店用房分设空调热水板式换热器.酒店空调水系统为一次泵变流量,水管形式为四管制.以末端设备承压控制在1.0MPa以内为分区原则,商业裙房及T1塔楼办公分低、中、高三个区,10F设置冷热水板式换热器分别供办公中区和高区使用,10F以下由冷水机组和低区热水板换直供.酒店部分分低区和高区,分别在地下室和T1塔楼34F设置冷热水板式换热器供低区和高区酒店使用.商业裙房及T1塔楼楼低区办公区（B1-9F）冷冻水供回水温度6℃/12℃,T1塔楼中高区（11F-46F）办公区冷冻水供回水温度7℃/13℃,冷却水供回水温度31℃/36℃；酒店低区（B1-6F）冷冻水供回水温度6℃/12℃,高区（47F-塔楼屋顶）冷冻水供回水温度7℃/13℃,冷却水供回水温度31℃/36℃.商业裙房及T1塔楼办公区域一次市政热网热水供/回水温度为130℃/65℃,二次空调热水供/回水温度为60℃/45℃；酒店区域锅炉供回水温度95℃/70℃,二次侧空调热水供/回水温度为60℃/45℃,首层和空中大堂地暖热水供/回水温度为50℃/40℃.
以上两项目水系统如下附图（热水系统参考冷水系统）：
3空调系统末端介绍
3.1S工程介绍
办公区大堂大空间区域采用全空气处理系统,过渡季节可利用70%新风运行,标准层办公以及其他小空间采用两管制风机盘管加新风处理系统,塔楼办公新风于设备层集中设置新风机组,通过竖井输送至每层办公区域,办公新风采用转轮热回收.酒店部分中的的大堂、餐厅、宴会厅、多功能厅等大空间区域采用四管制全空气处理系统,过渡季节可利用70%新风运行.酒店部分中的客房、会议室、健身房、SPA、后勤办公等小空间区域采用四管制风机盘管和新风系统,客房新风于设备层集中设置新风机组,通过竖井输送至每层客房,新风采用热管热回收.酒店大堂、室内游泳池池边四周采用热水地板辐射采暖系统,酒店泳池空调采用专用除湿热泵（不需设远置冷凝器型）.
3.2H工程介绍
办公区大堂大空间区域采用全空气处理系统,过渡季节可利用70%新风运行,标准层办公低区采用四管制风机盘管加集中新风处理系统,办公中、高区采用变风量全空气系统（内区单风道,外区带再热并联BOX）,中、高区每层设置两天变风量空调机组,办公新风均于设备层集中设置新风机组,通过竖井输送至每层空调机房或办公区域,由于设备层建筑空间限制,另此项目无绿建要求,办公新风未采用热回收装置.非酒店部分的大堂、商业回廊等大空间区域采用四管制全空气处理系统,过渡季节可利用70%新风运行,商业、餐饮等面积较小区域采用四管制风机盘管和新风系统,于商业、餐饮内预留空调水管支管、新风支管及阀门,并标注冷热量及新风量.酒店部分中的大堂、餐厅、宴会厅、多功能厅等大空间区域采用四管制全空气处理系统,过渡季节可利用70%新风运行.酒店部分中的客房、会议室、健身房、后勤办公、更衣室、公共卫生间、员工餐厅等面积较小区域采用四管制风机盘管和新风系统,客房新风于设备层集中设置新风机组,通过竖井输送至每层客房,新风采用热管热回收.酒店大堂、室内游泳池池边四周采用热水地板辐射采暖系统.酒店泳池空调采用专用除湿热泵（不需设远置冷凝器型）.4设备、阀门及管道承压及管材类型和连接方式
两项目冷水机组、锅炉、板换、冷热水泵、管材管件承压为1.6MPa-2.0MPa左右,S工程地下室和1F设备2.0MPa,其他1.6MPa,H工程商业、办公末端设备1.0MPa,高区酒店1.6MPa,低区酒店1.0MPa.管材类型及连接方式为：办公：P≤1.0MPa采用热镀锌钢管,螺纹连接,1.05避难层（设备层）分布、功能及其层高比较
4.1S工程介绍
避难层分布：4层（避难层及办公）标高为15.000米,15层（避难层及设备层）标高为61.500米,27层（避难层及办公）标高为111.000米,31层（避难层及设备层）标高为126.600米,36层（设备层）标高为154.800米,42层（避难层及客房）标高为181.500米,屋面标高为227.300米.避难层层高：4层4.5米,15层6.6米,27层3.9米,31层6.6米,36层7.2米,42层3.9米
4.2H工程介绍
避难层分布：T1塔楼：10层（避难层及设备层）标高为44.600米,22层（避难层及设备层）标高为94.570米,34层（避难层及设备层）标高为146.410米,46层（避难层及设备层）标高为198.430米,59层（避难层及设备层）标高为251.530米,屋面标高为279米.避难层层高：T1塔楼：10层4.32米,22层4.32米,34层4.5米,46层5.8米,59层4.32米；T2塔楼7层3.74米,20层3.74米,33层3.74米.
6消防介绍
两项目防烟楼梯间均根据主要避难层分段设置加压系统,合用前室局部跨越避难层,但系统承担层数少于20层,并且加压送风风量放大1.3倍以上.S工程办公采用电动排烟窗自然排烟,走道采用机械排烟、机械补风,H工程办公、走道均采用机械排烟、机械补风,机械排烟系统、补风系统根据主要避难层分段设置排烟系统,但系统承担层数少于20层,并且系统风机风量放大1.3倍以上,避难层均采用机械加压送风系统.餐饮商业全部机械排烟,机械补风至防火分区公共区域.酒店客房走道设置机械排烟、机械补风系统,考虑漏风量较大,系统风机风量需放大1.3倍以上,其他区域根据万豪及高规要求设置排烟系统.
7总结
7.1空调冷源均采用电制冷冷水机组,冷冻水供水温度采用5～6摄氏度,供回水温差为6～7℃,热源可根据当地市政热源结合锅炉供热,酒店均需要设置锅炉供热；
7.2两项目塔楼下部均为办公,上部为酒店,办公竖向水系统可结合初投资、设备承压、建筑条件、业主要求等综合考虑是否分区.低区酒店分区参考办公,高区酒店需要在中间设备层（通常在36F左右）考虑设置转换板换；
7.2根据末端承压考虑水系统分段,办公及裙房商业餐饮需要后期租户采购及自行安装风机盘管区域建议采用承压1.0MPa以下设备；
7.3两项目避难层高度相差悬殊,项目S部分避难层存在办公或酒店功能房间,系统不能完全根据避难层设置.项目H避难层均无功能性房间,系统分段灵活,管线及设备相对项目S可减小,因此避难层高度较低.因此避难层高度需要根据建筑避难层分布以及避难层给予暖通专业使用面积对暖通风系统和水系统分布的影响确定,避难层高度可高可低；
7.4办公及酒店是否考虑热回收节能措施需要结合绿建节能、酒店管理公司等要求确定；
7.5对于超高层办公可采用机械排烟也可采用自然排烟,自然排烟采用电动排烟窗,酒店区域结合消防规范及酒店公司管理标准要求设置；对于竖向办公及走道以及其他消防系统承担楼层较多的排烟、补风、加压送风系统,系统尽可能多分段,另风机风量、风压放大系数需要加大,充分考虑系统风口、风阀、风管漏风量以及管线安装路由对风机参数影响；办公机械排烟系统立管可根据办公净高要求设置2―4个排烟竖井,尽量减小水平排烟主风管路由.
7.6燃气管井两项目设置位置相差悬殊,所以其设置需要结合规范及当地要求设置,提前咨询相关部门,以免后期更改影响较大.