摘要：本文根据工程案例，对项目空调水系统竖向分区、防排烟系统、空调风系统及自动控制方面的设计进行分析，以期提升暖通设计水平。
关键词：超高层建筑；冷热源；水系统竖向分区
一、工程概况
某建筑建筑面积53540.03m2，地上32层，地下2层，地下2层为设备机房区；地下1层为地下车库，32层为屋顶机房区。空调面积38000m2，空调总冷负荷约2280kW，冷负荷指标60W/m2；空调总热负荷约3496kW，热负荷指标92W/m2。该建筑主要以办公为主，也集商务、餐饮等功能的超高层建筑，其结构采取现浇钢筋混凝土框架--核心筒结构。
图1
二、空调冷、热水系统
空调水路分高低区设置，地下2层~16 层为低区，17层~32层为高区。低区一次冷水供回水温度为6℃/11℃，中、高区二次冷水供/回水温度为7.5℃/12.5℃。一次水和二次水的冷水换热机房位于9层避难层（地面标高为 36.0m）。设2台高区用水 -- 水板式换热器、3 台高区用冷水循环泵。
热源采用市政热网提供一次空调用热水，供/回水温度90℃/65℃，供回水资用压力 0.4/0.2MPa，热交换设备设置在地下2层换热站内。市政热水经水--水板式换热器换热后提供 低区用二次空调用热水，空调热水供 / 回水温度为 60℃/45℃；高区空调热水由设在9层避难层的2台水--水板式换热器提供，高区热水供/回水温度为55℃/40℃。
空调水系统均采用两管制、一级泵系统、主机定 流量系统，末端变流量系统；管路系统采用异程式；空调机组和新风机组末端设备处设置电动调节阀，各风机盘管末端设 备处设置电动两通阀；在分集水器的各环路和各主要分支管路上设静态平衡阀，以利于整个系统的水力平衡；空调水路供回水总管上设有压差旁通阀，以满足负荷侧水量变化而冷水机组定流量的要求；空调水系统均采用隔膜式气压罐补水定压，系统的补水为经过软化处理后的软化水。低区部分的补水定压装置和软化水装置设在地下1层的制冷机房内。高区的补水定压装置和软化水装置设在9层换热机房。
三、空调系统设计
各层办公区域采用风机盘管加新风系统，新风机组设于每层核心筒内的机房内；地下2 层管理用房、地下1层健身、首层咖啡厅采用风机盘管加新风系统；风机盘管冷凝水就近 排至卫生间、清洁间或空调机房，在每个新风机房和空调机房 内设有地漏，凝结水可排至地漏；新风机组和空调机组采用湿膜加湿的方式加湿；变配电间及电梯机房预留有分体空调的 电源；地下1层休息区及首层大堂因层高较高，夏、冬季除采 用风机盘管加新风系统供冷、热外，还以地板冷、热辐射系统 作为辅助冷热源，辐射供暖冬季热源由地下2层热交换站提供60/45℃的热水，经各辐射采暖分集水器机组混成 45/40℃ 的热水；夏季冷源由地下 1 层的制冷机组提供 6/11℃的冷水，经分集水器机组混成16/21℃的冷水供地板辐射采暖区域使用；地埋管采用聚丁烯管（PB）管，使用条件4级，S5系列，De20×1.9，热熔联接，地埋管铺设需满足 JGJ 142—2012《辐射 供暖供冷技术规程》的要求。
四、通风系统设计
1）地下车库按6次/h 换气设计机械排风，补风按5次/h换气设计机械补风。地下车库采用CO浓度自动控制风机的启停，CO 控制浓度取 5×10－6 m3/ m3；2）厨房通风系统由排风机（兼事故通风机）、送（补）风机 组成。厨房送（补）风风量分作两部分：一部分采用室外新风经 新风机组处理后作为厨房排油烟的补风，另一部分直接采用 室外风送入厨房。厨房排风系统按正常工作时换气次数不小于6次，事故通风，换气次数不小于12次设计。厨房油烟净化 装置设置于7层屋面，油烟废气经过油烟净化装置处理，达到 排放标准后，排至大气；3）25 层避难层设置集中排风热回收装置，17层至32层 的新风经与走道及卫生间排风换热处理后送至各房间。排风 热回收装置的额定热回收效率不低于 60%；4）卫生间均设机械排风，各卫生间设排气扇，16 层及以下经集中排风机排至室外；5）气体灭火房间设置独立排风系统，排风口设于底部，并在穿越该房间的其他空调通风风管上设置电动防火阀，使该房间与其他房间隔绝，气体灭火排风机的控制开关设在气体 灭火服务的房间外；6）避难层设机械通风，按照3次/h计算换气量；7）配电室按8次/h换气次数进行平时通风设计；设置气体灭火灾后排风系统，换气次数为6次/h。平时通风和气体灭火灾后排风合用风机。
五、防、排烟系统设计
（一）防烟系统
防烟楼梯间及合用前室采用机械加压送风方式的防烟措施，在楼梯间和合用前室分别设加压送风系统，加压送风机分别设置在9层避难层、25 层避难层及首层；合用前室每层设电 动多叶送风口，楼梯间每隔 2～3 层设1个加压送风口，风口 采用自垂百叶送风口；9 层及 25 层避难层的封闭避难间设置 机械加压送风系统，送风量为按避难间净面积每平方米不小于30m3 /h。
（二）排烟系统
地下车库的平时排风兼火灾时的排烟系统，发生火灾时，将平时用的送排风系统切换为排烟系统，排烟量按6次/h 换气计算，补风量大于排烟量的50%。火灾时，启动排烟风机排烟，同时启动送风机补风，当排烟风机入口处的烟气温度超过280℃时，排烟风机入口处的防火排烟阀（平时常开）自动关闭，同时联动排烟风机和送风机停止运行；地下房间面积超过50m2，且经常有人停留或可燃物较多，均设置机械排烟系统，排烟量按防烟分区面积每2个或2个以上防烟分区时），排烟风机置于排烟风机房内，同时设有机械补风系统，补风量不小于排烟量的50%；地上办公房间均设置可开启外窗，采用自然排烟的方式，需要排烟的房 间可开启外窗面积不小于该房间面积的2%；地上长度超过20m的内走道设竖向机械排烟系统，系统排烟量按最大防烟分区面积每平米不少于120m3/h计算，在每个防烟分区内设排 烟口，通过水平排烟风管连接到垂直排烟m3风管；所有的排烟风机吸入口处均设有 280℃熔断的排烟防火阀，并与风机联动；地下2～9层的竖向排烟系统，排烟风机设在9层避难层；10～25层的竖向排烟系统，排烟风机设在25层避难层；26～32层的竖向排烟系统，排烟风机设在32层屋面上。
六、自动控制
本工程采用直接数字式监控系统（DDC 系统），它由中央 电脑及终端设备加上若干个 DDC 控制盘组成。控制内容为：新风机组、冷水机组上电动水阀均与风机做联锁控制；新风机 组停机时，热水管上比例积分电动调节阀保留 30%开度，以防 加热器冻裂。冷热源、防排烟系统具体控制要求为：
（一）冷源
①制冷机房内所有设备启停控制（联锁启停顺序为：先开启冷水电动阀及冷水泵，再开启冷却水电动阀及冷却水泵，然后开启冷却塔风机，最后开启冷水机组。停机顺序反之）及状态显示、事故报警；
②冷冻水末端循环泵变频变流量控制，由各支路压差控制变频泵的电机频率，当压差小于水泵变频器低限时，开启差压旁通阀使流量实限极低负荷变流量运行。
6. 2 防排烟系统
①空调通风系统的风管在穿越机房等处的防火阀动作时，连锁停止相应的空调通风设备，同一风系统多个防火阀的 状态信号并联后与风机连锁；
②排烟风机可由消防中心手动及自动启停，并可由排烟 口（阀）开启连锁启动；
③排烟口（阀）应按所负担防烟分区（或分层）进行开启控 制，排烟口（阀）可由消防中心远程和就地手动开启。
七、结语
项目为集办公、商业、餐饮于一体的超高层 建筑，作为地标性建筑，笔者从方案设计阶段即与业 主及代建公司充分沟通，确保各空调通风系统设计既要满足 建筑设计及相关规范的要求，同时要满足业主的使用和节能、经济、环保的要求，设计成果得到了业主和当地主管部门的好评。
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，2004.
[2]周玮，李顺.浅析超高层建筑空调水系统方案[J].发电与空调，2016，37（3）：70-73.
论文作者:何灵峰
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/10
标签：系统论文; 排烟论文; 风机论文; 空调论文; 新风论文; 回水论文; 地下论文; 《防护工程》2019年9期论文;