2.陕西省建筑科学研究院有限公司 陕西 西安 710000
摘要：笔者结合工程案例来探讨超高层办公楼暖通空调系统设计，以供相关人士参考。
关键词：冷热源；新风系统设计；节能
1 工程概况
该项目的大厦总建筑面积8.5万平方米（8.2万平方米是大厦建筑面积，3736.34 平方米是地下空间建筑面积），建筑高度是170.55m，是超高层建筑。大厦地上部分35 层，1至2 层是裙房，主要用途是入口大堂、商业；3至35 层是塔楼，主要用途是办公（A塔）、公寓（B塔）；屋顶层是电梯机房层，还设有水泵房、屋顶水箱、空调水泵房等；9、18、27 层是避难层；地下室共三层，主要用途是商业（地下一层）、汽车停车库（地下二层、地下三层），设备房（地下一层）。
2 冷热源选取
①地下一层是商业、一层是大堂、商铺、二层是商铺，冷源考虑到空调面积较小、营业时间统一、方便管理等特点冷源运用螺杆式冷水机组，地下一层制冷机房内设置有制冷机组，三层裙房屋面设置有冷却塔；冬季不考虑供暖。
②A塔办公部分未来拟用出租为主，要达到办公室面积划分灵活、适应不同使用功能、装修风格等不确定因素，工作日、非工作日都有使用要求，物业管理方面要达到这些特点：管理方便，控制精准，响应及时，维护简单，计量收费准确。选用变制冷剂流量多联机系统。
③B塔公寓运用分体空调的系统[1]。
3 新风系统选择
本项目设置新风系统，普遍的空调新风系统的设计有下面几种方案：
①全热交换器处理新风；②多联机新风机处理新风（制冷剂直接蒸发式新风机）③新风经过空气处理机组集中处理后送入室内（水冷式）；④自然通风，新风经过开窗形式进入室内（不处理；⑤通过送风机直接送入室内（不处理）；⑥机械排风，负压进风（不处理）。其中方案④、⑤、⑥如果应用于超高层建筑中，受热压的烟囱效应、风压产生的涡旋效应会影响到气流，对新风、排风的气流组织会产生无法推测的影响；另外新风不经过处理直接进入室内，对室内机所承担的热湿负荷和室内空气品质产生不可控的影响，所以不选择这三种方式。
下面简要介绍①、②、③三种方案的对比：
①全热交换器处理新风。它的优点是：a.新排风进行能量交换，新风能预冷预热，减
小新风负荷，节能；b.新排风通过风管有组织送排风，达到设计新风量的要求。它的缺点是：a.本项目的地理位置时夏热冬暖地区，室外夏季空调计算湿球温度27.8℃，室内排风温度26.0℃，湿度65%，夏季室内外焓差较低，冬季室内外绝对含湿量相差较低，因此运用全热交换器效率不高；b.全热交换器使用寿命不长、造价低。易交叉污染。积灰后效率下降显著；c.其噪声较大，需设置在机房内，占用每层的建筑面积；d.按照本项目情况，除避难层外标准层各层需设置进排风百叶，对外立面影响较高，较难和外立面配合。
②多联机新风机处理新风（制冷剂直接蒸发式新风机）优点：a.能进行处理新风；b.
新风量能通过电动阀门调节，达到室内新风量的要求；c.系统较小，灵活度高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其缺点：a. 新风状态点无法进行精准控制，舒适性一般；b. 新风机配管长度受限；c.新风机处理新风时，机组内盘管数量增加，对应室外机额定制冷量/制热量提高，造价高；d.本项目标准层每层新风量是5000m3/h，如果选择一台，设备噪声较大，如果选择二台，新风机末端风管和冷媒管系统较复杂，且占用面积较大。
③新风通过空气处理机组集中处理后送入室内（水冷式）的优点：a.新风经集中处理到室内等焓状态点，符合室内温度、湿度的要求，提供高品质的新风，不会影响到室内机选型；b.新风由风管送至每个房间，符合每个房间新风量要求；c.新风由空气处理机集中处理，空气处理机集中设置，百叶数量下降，对外立面的影响不大；d.过渡季节，当室外空气焓值低
于室内空气设计状态的焓值时，能运用室外新风为室内降温，能降低室内机的开启量，节省能耗。其缺点：a.空气处理机组需设置专用机房，占用建筑面积；b.需设专用的冷、热源和空调冷热水管路系统，提高初投资。
结合该项目的实际情况，该项目的新风系统选用新风通过空气处理机组（水冷式）集中处理后送入室内的系统。新风冷热源采用风冷热泵冷热水机提供，考虑系统承压，主机分别布置于9 层避难层（服务2层至18层，共73.5m）、塔楼屋面（服务19 层至35 层，共 76.5m），系统承压1.0MPa；空气处理机组分别设置于9 层避难层、18层避难层、27 层避难层（本项目空调机房设置和避难层及屋顶，不计算建筑面积）[2]。
4 空调风系统的设计
①地下一层独立间隔的商铺，运用风机盘管加新风系统。设新风处理机组，新风管接入直接送至室内。新风入口设置，电动密闭调节阀，室内需要和季节变化而调节多叶调节阀的开启度，过渡季节能把阀全开。②裙房北面办公大堂（一层、二层通高）大空间区域运用一次回风全空气处理机组低风速单风道系统，塔楼办公部分运用低静压风管机+新风的系统。新风管装有电动对开多叶调节阀，能按照室内需要和季节变化而调节多叶调节阀的开启度，过渡季节能把阀全开。③塔楼办公室采用变制冷剂流量多联机室内机加新风的空调方式，卧式暗装室内机安装在吊顶内，单层活动百叶风口上送上回。④塔楼办公区新风由新风机组集中处理到室内等焓点后送至每层办公室和公共区域。新风机组分别设于9 层、18 层、27 层避难层。处理过的新风通过风井（风井内衬铁皮风管，风管需做保温）送至各层。新风机设置变频器，能按照室内人员的情况与季节变化调节风量。办公区域室内设 CO2 浓度报警监测设备，设置和排风联动的 CO2 检测装置，当传感器检测室内CO2 浓度超标时进行报警并启动排风系统。
5 室外机位置
多联机室外机的效率会受到多联机室外机的设置位置的直接影响。该项目多联机室外机设置于避难层（9 层、18 层、27层）的设备机房和屋顶层内，每个室外机集中设置的楼层比较分散，相隔较远（9 层，＞70m），竖向上，室外机进排风系统不会产生热力场，继而互相影响，只需解决同一楼层设备机房内的室外机安装间距就可以。和建筑专业配合，百叶角度为10°，百叶间距100mm，开口率高于70%，室外机安装渐弯排风风管，充分保证它的进风和排风顺畅、不出现短路。屋顶室外机的摆放间距高于每个厂家的技术要求的数值，确保各室外机进排风不互相影响，导致进风温度过高，排风不畅。
6 节能设计
①选择变频多联机系统；②IPLV值大于《公共建筑节能设计标准》（GB 50189-2015）的要求；③运用热管热回收型新风机组，节能运行；④新风机设变频器，新风管装有电动调节，能按照室内人员的情况与季节变化调节风量；⑤设CO2 浓度报警监测设备，设置和排风联动的CO2 检测装置，当传感器检测室内 CO2 浓度超标时进行报警同时启动排风系统[3]。
结语
在进行超高层办公楼暖通空调系统设计时需要结合工程的实际情况，从而取得理想中的设计效果。
参考文献：
[1]试论建筑暖通空调系统的设计[J]. 侯文治. 门窗. 2014(02)
[2]暖通空调系统优化设计要点[J]. 汪震洋. 中国新技术新产品. 2019(05)
[3]环保节能中暖通空调的应用[J]. 李忱昊. 产业与科技论坛. 2018(05)
论文作者:郭云云1,,韩雨2
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/15
标签：新风论文; 风管论文; 室内论文; 系统论文; 排风论文; 机组论文; 风机论文; 《工程管理前沿》2019年第9期论文;