某高层建筑空气调节系统的设计

摘 要：高层建筑空气调节系统关系高层建筑的运行安全、稳定水平，同时也决定高层建筑的舒适性水平。空气调节系统设计需要以高层建筑实际情况为出发点，从多个方面入手，提高设计的科学性。文章结合某高层建筑实际情况，主要探讨在空气调节系统设计方面的关键问题与注意事项，望能够引起各方关注与重视。

关键词：高层建筑；空气调节系统；设计

某高层建筑总面积为4820.0m2，共设置A/B塔楼以及A/B配楼，两座塔楼地上层高为32层，整体高度为96.0m，地下2层，两座配楼地上层高为3层，整体高度为10.0m，地下2层。现结合该高层建筑实际情况，详细探讨空气调节系统设计中的关键要点。

1 冷热源设计分析

对于高层建筑而言，室内区域分工不同，所对应的环境温度、湿度设计参数存在一定的差异性，同时对于新风量也有不同的需求。本高层建筑中，主要室内分工及其设计参数可概括如下：（1）对于办公室而言，夏季环境温度参数要求控制为26.0℃，相对湿度参数要求控制为55.0%，冬季环境温度参数要求控制为20.0℃，相对湿度参数要求控制为40.0%，新风量控制标准为30.0m3/（人・h）；（2）对于会议室而言，夏季环境温度参数要求控制为26.0℃，相对湿度参数要求控制为60.0%，冬季环境温度参数要求控制为20.0℃，相对湿度参数要求控制为40.0%，新风量控制标准为30.0m3/（人・h）；（3）对于展厅而言，夏季环境温度参数要求控制为26.0℃，相对湿度参数要求控制为55.0%，冬季环境温度参数要求控制为19.0℃，相对湿度参数要求控制为40.0%，新风量控制标准为20.0m3/（人・h）；（4）对于走道而言，夏季环境温度参数要求控制为27.0℃，相对湿度参数要求控制为50.0%，冬季环境温度参数要求控制为18.0℃，相对湿度参数要求控制为40.0%，新风量控制标准为10.0m3/（人・h）。

同时，A/B塔楼及配楼在计算设计冷热负荷的过程当中，根据勘察设计所计算得出的地上面积参数进行整个建筑室内的冷热源配置设计工作：首先，对于A/B塔楼而言，水冷离心式冷水机组配置标准为：3516.0KW（额定制冷量）*3（台）以及1934.0KW（额定制冷量）*1（台）。总配置制冷量为12482.0KW，该方案下满足6.0～11.0℃供回水温度。燃气真空热水机组配置标准为：2093.0KW（额定制热量）*3（台）。总配置制热量为6279.0KW，该方案下满足50.0～60.0℃供回水温度。其次，对于A/B配楼而言，按照建筑楼层设置独立运行系统，系统标配为VRF多联空调系统，共设置系统12套，总额定功率为220.5KW。

2 空调风系统设计

两座塔楼大空间区域（包括会议室、门厅、以及餐厅在内）所选取运行系统为全空气低风速变频送风系统，系统集中设置空调机房。同时，两座塔楼小空间区域（包括办公室、以及包厢在内）所选择运行系统为基于风机盘管空调系统结合新风空气以及水处理系统的综合系统。而两座配楼则均采取基于VRF多联空调以及新风空气的处理系统。

结合现阶段的相关标准规范来看，对于高层建筑而言，由于其对于建筑外立面的要求较高，进而百叶无法直接设置于建筑外立面，受到这一因素影响，导致新风无法直接送往各楼层，而需要在避难层设备区中进行集中处理。同时，由于本高层建筑门窗的密封性能源高于规范要求水平，空气通过门窗缝隙渗透的难度较大，因而，若不及时对排风系统进行设计与优化，可能无法保障进入室内新风量负荷设计标准。同时，结合当前建筑节能设计的相关要求，本工程中，分别要求A/B塔楼在1～2层避难层以及屋顶设置组合式转轮全热回收机组，该机组正常运行状态下，可以竖向管井为载体，对各层排放进行收集，经由表冷器处理后，再经由竖向管井传输至室内各个区域。

空调风系统设计期间，为了满足设计标准中对于机组节能运行的相关要求，建议按照如下步骤展开设计作业：

第一步，根据热回收机组新风量对塔楼新风排风量进行计算：既定新风量为58000.0m3/h。为了防止本区域内因空气渗透而对新风量产生影响，维持室内微正压水平，按照0.7h-1标准设定所需风量。同时，根据房间面积以及高度参数计算室内微正压水平维持下的所需风量，具体计算方法为：

所需风量=13750.0m2（室内面积）×3.0m（室内净高）×0.7h-1；

进而，本层热回收机组排风量可采取：新风量-所需风量方式计算，最终结果为28875.0m3/h。

第二步，确定各个状态点参数取值：为确定室内各个状态点的取值标准，首先需要计算在热回收处理下，新风所对应的比焓数值，具体计算方法为：

热回收处理下新风比焓参数=室外环境新风比焓参数-焓交换率*质量流量（室外环境新风比焓参数-室内排放比焓参数）/新风质量流量；

该计算式中，焓交换率取固定值为60.0%，质量流量按照新风与排风数值孰低的方式计算。因此，最终结果显示，本区域内夏季环境状态下所对应比焓参数为79.83KJ/Kg，冬季环境状态下所对应的比焓参数为14.05KJ/Kg。

3 空调水系统设计分析

本高层建筑空调水系统设置模式为两管独立运行模式，本模式主要特点为冷热兼用，同时，以季节为标准进行运行模式切换。首先，对于空调冷水系统而言，系统模式为二级泵模式，一级泵定额，两座塔楼均采取二级泵结合变频的运行模式；其次，对于空调热水系统而言，系统模式为一级泵结合变频的运行模式。

现场数据显示，由于本高层建筑A/B两座塔楼的建筑高度均在96.0m以上，按照现行标准规范，均属于超高层建筑。而对于超高层建筑而言，在空气调节系统设计过程当中，为了最大限度的确保空调水系统运行的安全可靠，冷源供冷效率科学可靠以外，还应当尽量的控制系统设备的投资消耗。结合相关的实践工作经验来看，除需要确保设备承压符合标准要求，每增加一级板式换热器，冷源所对应的供冷效率会下降近1/5比例。与此同时，末端装置所对应的换热面积会提升1/5左右比例。而同时，过多的分区不利于系统费用的控制以及对初始投资金额的限制要求。本建筑系统中的空调水系统竖向分区给水系统采用高位水箱给水方式，在楼层中间20层设备层设置高位水箱。20层的高位水箱储存调节全楼水压。25层以上为上部区域，20层以下是下部区域。其中低区系统冷水组选用工作压力1.0Mpa的设备，高区系统选用2.0Mpa的设备。高区系统设备工作压力提至2.0Mpa时可以对20楼以上地区进行水压供给。

考虑到这一问题，本工程空气调节系统中，水系统的设置方案为：以A/B塔楼第二避难层为分界点，设置高区、低区两个分区。在第二避难层以下位置，冷热水供应均直接由冷热源机房负责，而对于第二避难层以上位置，冷热水的供应需要在换热机组的换热处理后进行供应。同时，由地下室消防水池为冷却塔提供补水支持，通过集中立管对冷凝水进行收集，排除消防水池，最大限度的对冷凝水内部冷量进行回收利用。

4 结束语

文章结合某高层建筑实际情况，分别从冷热源与冷热源配置、空调风系统、以及空调水系统这三个方面入手，针对以上系统设计中的关键问题展开探讨与研究，同时可通过对冷凝水冷量的综合应用，确保其回收水平，促进整个空气调节系统经济效益的提升。