分体式空调机在幕墙中的应用

随着市场对建筑功能的多元化需求，在高层综合办公楼中大量出现了SOHO办公、公寓式住宅等功能形式。但其公寓住宅的功能属性又不同于办公，不便由专人管理维护室外的集中空调设备。为实现单独控制、分户计量，采用分体式空调机。但室外机的设置方式会直接影响建筑的立面造型。本文结合实际项目从立面设计、室内使用、结构构造等多角度研究分体式空调机在幕墙中的应用，并对防火、防水、隔声、隔热、减振和维修等具体技术问题进行讨论并加以分析解决，供同行参考。

广州白云绿地金融中心（图1，2）位于白云新城中轴线上，建筑面积30万m2，高200m。群楼为6层商业，塔楼为45层，其中23层以上为办公，使用VRV空调系统；9层到22层作为公寓，使用分体式空调机（图3）。作为白云新城的标志性建筑物，政府部门对造型效果有很高的期望，经过一次次的方案比选。最终选用了由下而上、逐渐内收的形式，增强了透视感，使建筑物显得更加高耸挺拔。

为了实现这种造型效果，首先摆在我们面前的设计问题就是，在使用分体式空调机的同时，如何保证高层幕墙建筑能够有简洁美观的外立面。为此我们做了两个方案并进行比较。

一种方案是竖向布置空调位，形成竖向线条的立面形式。每一套公寓设一组室外空调机位和一大片落地窗，室内布置和室外景观视线都较好，并可通过侧墙的检修门进行检修（图4）。但因平面户型的大小开间不同，分户墙的位置不对称，竖向空调机位的位置也会不对称，立面无法形成简洁、规律的效果。

另外一种方案是横向布置空调机位。这种方案可在室内形成凸窗窗台（图5）。如果仅在空调位处点对点地布置铝合金百叶，立面形式也会没有规律。于是，我们将低窗台下面1400mm左右范围内设置了铝合金百叶，并进行整合统一，形成了一整条水平百叶带。结合水平向的遮阳构件，整个立面就有了简洁、干净而又富有细节的效果。

对于横向布置空调机位的方案，根据室内的空间效果，室外机的布置有三种方式。

方式一：900高窗台（图6）。此方式会在室内形成一个0.9m高、1m深的窗台，可以作为书桌使用，但在室内的视觉和使用效果上不如低窗台好。

方式二：空调机放置在本层的吊顶上（图7）。此方式可形成落地窗，增大使用空间，但公寓的层高较低（3800mm），以及受航空限高的控制，此方式会使靠近窗户位置的净高偏低，感觉比较压抑，景观视野不如另外两种方式开阔，检修也比较麻烦，只适用于层高较高的建筑。

方式三：低窗台（图8）。从室内使用和视野景观的角度考虑，此种方式较优。

此外，在深化设计中又遇到许多难点问题，包括如何综合考虑室内使用要求、立面与幕墙模数、结构构造、室外机的安装与维修、空调机位的防排水、保温节能、隔声降噪、防烟防火，以及如何协调好它们之间的矛盾。对此，我们采取了以下措施。

1、结构构造

塔楼核心筒使用混凝土结构，核心筒外为钢管混凝土柱、钢梁、压型钢板混凝土复合楼板，柱跨9m。为了形成低窗台，必须将空调机位底板降到楼板以下。为此，我们把空调机位设计在800mm高的主梁的出挑部分。此外，为了降低空调机位下面的联系梁（也是连接幕墙竖向龙骨的结构梁），从主梁上每隔1500mm伸出挑梁，使联系梁高降到200mm。这样可留出1050mm净高的空调位，且室内窗台净高仅为450mm左右，便于使用。空调机位板若采用现浇，则施工慢，不易支模，所以最好使用预制混凝土构件（简称PC构件）。

2、幕墙模数与空调位空间

由于采用了9m的柱跨，4.5m及6m面宽的户型，所以幕墙分格与空调机位PC构件的模数均定为1500mm（图9）。通常空调机位外侧的百叶为水平无倾斜角度时，进排风效率较高，但广州地区经常会有暴雨，故采用了15°的百叶，以防止大量雨水进入PC构件。PC构件靠幕墙的兜水翻边设置太高会影响空调的排风，设置太低则起不到兜水的效果。经综合考虑，我们将翻边高度从通常的250mm降到150mm（图10）。室外机的安装与检修是在室内进行的，PC构件上的窗台板使用了具有一定承载力的预制活动金属门。

3、防排水设计

在公寓分户墙的墙端设置排水立管，少量进入PC构件的雨水和空调冷凝水可经PC构件底部预留的防水地漏排入立管。通过镀锌铝板来覆盖PC构件防水翻边与百叶之间的缝隙。使用聚合物防水砂浆作为PC构件的防水层。这样的构造可基本解决防排水的问题。但仍存在一个问题：PC构件的排水地漏与立管的连接段位于下一层凸窗顶，检修时会影响下层住户的使用。

4、防火、隔热与隔声降噪设计

在空调机下设置承压型橡胶隔振器，以防止空调机震动引起的固体传声。在防水层下面设置30mm厚玻化微珠Ⅱ保温砂浆作保温层，同时兼有隔离空气声的作用。排水立管需使用防噪立管以防止雨水下落时的噪声。作为窗台板使用的预制活动金属门需满足隔声、保温、隔热的要求。空调位下设置了大于800mm高的岩棉防火隔断。防止上下层的串火串烟。

5、自然通风与绿色节能

《公共建筑节能设计标准》广东省实施细则规定：“透明幕墙应具有不小于房间透明面积20%的可开启部分，或设有不小于20次/小时换气能力的独立通风换气装置”，但一般高层幕墙设置20%的开启部分比较困难。为了避免在中间加横档影响室内视线，23层以上的办公空间都使用通风器。23层以下的公寓空间因在低窗台的位置设计了连续的水平向百叶，就在非空调机位的百叶位置设置通风器（图11）。一般而言，在开空调时，没有必要使用通风器。而在不需要开启空调的春秋季节，可开启通风器进风，并通过卫生间排气扇来排风；另外，在不使用空调时，也可以打开空调机位上的活动金属盖板来通风。不过需内设防坠落安全格栅，而且不够美观，也会影响窗台的使用，所以最好还是利用通冈器来通冈。

6、结语

分体式空调机便于独立控制和分户计量的节能特性，在国家提倡低碳节能的今天，是值得广泛应用和推广的，但在高层幕墙建筑中使用分体式空调机的并不常见。通过在白云绿地金融中心项目中对这一技术的研究――小型室外空调机与建筑外表皮一体化设计实践，期望能给同行一个借鉴，也期待将来在这一领域有更多更好的作品出现。