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建筑设计 Architectural Design 文/吴玲娜 杭州市城建设计研究院有限公司 浙江杭州 310000
【摘要】本文简要介绍杭州某商业综合体的工程概况，详细阐述空调冷热源、风系统、水系统的设计，最后陈述系统实际运行情况并浅谈设计体会。
【关键词】空调系统设计；冷热源；风系统；水系统
1、工程概况宝商集团陕西辰济药业有限公司
本项目位于浙江省杭州市，原设计为科研办公及产品展示用房，总建筑面积122598㎡，其中地上建筑面积86212㎡，地下建筑面积36386㎡。地上部分为A 座17层科研楼、B 座16层科研楼及5层裙房；地下二层，局部三层。A、B 座科研楼底层为办公门厅、产品展示中心及部分办公；2～5F 均为办公用房，5F 局部设餐饮；六层及以上功能为科研办公用房；地下二层平时为汽车库及设备用房，战时为人防物资库；地下一层为汽车库及戊类库房；地下夹层为自行车库及储藏间。
本项目设计首次出图为2008年11月，之后由于甲方的经营需要修改数次，尤其是2015年4月这版图由于修改过大而重新图审，当时本项目主楼已经结顶，主要设计规范均按照2015年4月之前的相关规范，即在新的《建筑设计防火规范》实施之前完成各项设计及审查，以及主体的建设。2016年为满足甲方内部调整经营需要，需优化各层平面分割以及外立面的优化整合，和当地图审及相关部门沟通后再进行设计并重新图审。鉴于主体结构已经完成，本次设计在满足原设计指导规范的前提下，尽量满足新规范的要求，本次修改未涉及人防相关指标和内容。
2、空调冷热源设计
根据建筑功能和使用要求，并结合建设方的要求空调冷热源选择如下：空调冷源选用离心式冷水机组，热源选用燃气真空热水锅炉。AB 楼空调面积约为76000㎡，经计算：空调冷负荷为10500KW，空调热负荷为5380KW。根据建设单位要求，AB 楼冷冻机房和锅炉房还需承担CD、EF 楼的冷热负荷，其余楼的空调负荷数据由甲方提供，具体如表1所示。
表1 各楼的冷热负荷表
微型键盘设计选用二台离心式冷水机组（带变频），单台制冷量3389KW， COP=5.134，IPLV=8.850；四台离心式冷水机组（高电压），单台制冷量6044KW，COP=5.495，IPLV=6.413；六台燃气真空热水锅炉，单台制热量2800KW，热效率>92%。
3、空调风系统设计
（1）办公门厅及1层裙房大门厅为全空气系统, 室内回风和室外新风混合后, 经变风量空调器处理后, 通过风管和风口送到房间各个部位。室内温度控制则由风管式温度传感器控制空调器回水管上电动调节阀的开度以及每台变风量空调器的变频控制器来实现，过渡季节可以实现全新风运行。
（2）A 座、B 座标准层办公房间，1-5层小房间采用水风系统，即风机盘管加新风机组的方式。风机盘管安装于吊顶内, 出风口顶送至室内，回风口则为吊顶下回。新风机组集中设置屋顶层，室外新风经冷却或加热处理后，通过风管送至室内。室内温度控制则由每台风机盘管的恒温控制器(带三速开关)来实现。 （3）空调风管保温材料采用红超细离心玻璃棉板，材料密度48kg/m 3
，厚度30mm， 导热系数≤0.033w/m.k，热阻大于0.81m2.K/W。板材外贴面采用进口抗氧化防潮防火贴面W38II 且复合贴面后的玻璃棉产品防火等级须达到A2级。
4、空调水系统设计
（1）定流量与变流量系统的选择
本项目选择变流量系统，因其系统的最大输水量是按照综合最大冷负荷计算的，可降低循环泵和管路的初投资。
（2）一次泵系统与二次泵系统的选择在冷源侧和负荷侧合用一组循环泵的称为一次泵系统；在冷源侧和负荷侧分别配置循环泵的称为二次泵系统。
一次泵变流量系统简单、初投资较低、自控装置少、管理方便，但由于不能调节水泵的流量，因而难以节省输送能耗，无法适用于各供水分区的压力损失相差较为悬殊的系统。
二次泵变流量系统较复杂，自控程度较高，
初投资大，但在节能和灵活性方面表现优异。此系统有如下优点：①可实现变水量运行工况，节省水系统的输送能耗；②水系统总压力相对较低；③能适应供水分区不同压降的需要。
本项目由于系统较大，各空调环路阻力相差较大，空调的冷冻水和热水系统采用二次泵系统。
（3）供水方式为下供上回, 水系统为异程布置方式，为保证水力平衡，每个空调末端均安装动态平衡电动调节阀。
（4）空调凝结水出水管与水平凝结水管的高差应在150-200mm 以上, 凝结水管在吊顶高度允许的情况下, 沿流动方向做一定的坡度，坡度不小于0.3%。
（5）空调水管的最高点和容易积气的部位应加装自动排气阀，管道最低点设排水阀。
（6）空调水系统工作压力、试验压力和定压装置定压值led间隔柱
空调冷冻水系统：工作压力1.3MPa，试验压力1.8MPa，定压装置定压值0.85MPa。
（7）空调水系统的温差选择
《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736-2012第8.5.1条规定：采用冷水机组直接供冷时，空调冷水供水温度不宜低于5℃；有条件时，宜适当增大供回水温差。
本工程属于大型商业综合体项目，空调水系统的管线较长，水泵的耗电功率较大，为了降低水泵的耗能，实现系统的节能运行，夏季冷水的供回水温度设为6℃/12℃，温差6℃。
冬季热水的供回水温差为60℃/50℃，温差10℃；冷却水采用5℃温差。
（8）空调水泵选型、输送能效比及二次泵变流量系统的控制方法及控系统图
空调水泵选型及输送能效比详见下表。表2 空调水泵选型及输送能效比
从上表可出，冷冻水系统和热水系统的耗电输冷（热）比EC（H)R 值均小于系统的限制值。
空调冷热水一次泵为定流量系统，其余循环
水泵均采用变频技术，冷冻水二次泵和热水二次
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（上接55页）大于五米，另外还要保障消防车道上方四米范围内不存在任何物体。
4.2科学规划避难层
由于高层住宅楼层多、居民较为密集，一旦发生火灾很难在短时间内保障所有的居民全部安全离开现场。所以，为了保护各层居民的安全可以在相应的楼层中设置临时避难的安全区，即避难层。避难层能够快速的疏散各楼层的居民，让其能够在发生火灾时快速撤离。高层住宅设置避难层应该保持两个原则：第一，两避难层间不能超过15层。第二，避难层设计应该与消防设备的实际水准相配合，最好安装在消防登高车能够展开救援的高度。 4.3科学设计高层住宅防排烟系统
高层住宅设计防排烟系统时应该满足以下几点：第一，根据住宅的实际布局按照相关的要求设计，为防烟楼梯间及消防电梯设置独立前室或合用前室。设计完成后，可以隔离开前室和楼梯间电梯井以及走道前室，这样能够有效地降低火灾发生时楼梯间的烟雾能够有效的控制火势蔓延。第二，按照我国已有的安装规定，安装防排烟设施。通过深入研究发现，高层住宅产生火灾烟气水平流动速度为0.3到0.8米每秒，垂直方向为3到4米每秒。也就是说，当周围无障碍物时烟气在一分钟之内就能够遍布整个
高层住宅，这与人员的疏散速度相差太大。所以，高层住宅设计时，必须重视防排烟系统，为人员的疏散争取时间。
4.4科学设置消防设施
上文中已经简单提到高层住宅中的各类消防
汽车油箱结构
系统。消防系统设置与高层住宅中是为了火灾初
起时业主能够自救。通常情况下，室外消防栓系
统中的水应该使用大口径，同时还需要保障水
源充足。高层住宅起火时容易产生较大的辐射热，
且烟雾较大。这时整个楼层的能见度会受到严重
影响，因此水的最小充实水柱应大于十米，也
就是说消防设施应保障两只消防水的充实水柱
能够覆盖整个室内。
4.5建筑外墙保温层防火
为了加强高层住宅防火能力，前期设计时施
工企业应该设置保温层防火。需要注意的是，幕
墙保温系统和外墙保温材料应该控制应用一着即
燃的保温板材料，包括挤塑聚苯乙烯板温板和模
塑聚苯乙烯保温板。除此之外，保温层设计时应
该根据《高层民用建筑设计防火规范》的具体细
则应用相应的防火封堵材料。高层住宅建设过程
中施工人员还需在各层窗户下方保温材料表面安
装薄抹灰防护层，包括外墙保温材料表面，这样
能够减少产生室内火灾概率同时也能够避免建筑
外墙大面积起火。
结语：
综上所述，高层住宅消防设计是一项十分重
要的工作，需要得到施工单位施工企业的重视。
近几年来，建筑市场竞争日趋激烈，为了加强高
层住宅建筑质量为居民提供更好的生活居所，合
理的高层住宅消防设计已经成为趋势。所以，建
筑企业要想在激烈的竞争市场中站稳脚跟，必须
重视高层住宅消防设计，用有效的措施改善当前
高层住宅消防设计中存在的问题。
参考文献：
[1]冯青，王瑜.超高层住宅建筑消防系统设
计探讨[J].建筑技术开发，2019（16）：9～10.
[2]倪兴林.浅谈现代高层建筑火灾的特点及
预防扑救措施[J].江苏消防。
[3]吴涛.关于高层建筑电气消防设计问题的
研究[J].中国住宅设施，2019（6）：58～59.
[4]柴相文.高层建筑防火中性能化设计方
法的应用分析[J].价值工程，2019（13）：
170～173.
作者简介：
赵元鹏（1991.01－），男，汉族，河北石
自动化测试脚本
家庄，本科，助理工程师，研究方向：建筑施工
技术与管理。
泵变频控制采用压差控制法，冷却水泵变频控制采用冷却水进水温度和温差控制法。
下图为空调冷热水、冷却水控系统示意图：
电极糊图1 空调冷热水、冷却水控系统示意图
（9）空调水管保温
空调水管保温采用Durkblex铂耐斯自带铝箔保护橡塑海绵(B级难燃材料)，导热系数为0.033W/K.m。
5、系统实际运行情况
本项目AB楼2019年投入使用至今，冷水机房和热水机房均非满负荷运行，目前已启用的各楼层空调制冷、制热效果较好。由于二次泵变
流量系统可以分区控制，且管路内的流量可随系
统负荷变化而变化，节能效果显著。但由于本系
统较大，小流量运行成本较高，无法满足单一业
主“人在即开，人走即停”的运行模式，给某些
需要延长工作时间的业主造成了一定的不便。此
外，裙房部分未考虑餐饮的区域最后招商了重餐
饮业主，出现空调冷热负荷、新风等无法满足业
主需求的情况，权衡利弊后增设VRF及新风系
统，满足业主对舒适度的要求。
6、设计体会
商业综合体的项目从方案—扩初-施工图-
竣工验收往往需要3-5年，甚至更久，中间会有
不停的修改和配合，需要设计者有足够的能力、
时间和精力。作为暖通设计师，从空调冷热源的
比较选用到空调末端管材的选择，都应该在满足
国家规范、地方法规、甲方需求等的前提下，因
地制宜，从舒适度、节能效果、成本权衡等多方
面考虑。暖通专业机房、设备管井、立面百叶的
合理规划需与建筑、幕墙等专业密切配合，才能
最大限度地保证建筑平面的合理布局，立面的美
观及减少结构剪力墙上的开洞。空调系统应于自
控系统密切结合，才能发挥更好的节能效果。空
调系统形式的合理性是由于其所服务区域的实际
使用性质及要求所决定的，并不应简单地认为集
中式空调形式在节能、运行管理方面定然优于系
统规模较小的相对独立的空调系统。
2012年初出茅庐便有幸接触到了这个项目，
从设计其中的一部分到后来校对这个项目，再到
后期配合、装修时担任此项目的暖通专业负责人，
一步一个脚印，历时8年。由于裙房商业业态的
不断调整，这中间经历过空调负荷、空调水管、
新风量、排烟量、餐饮油烟量及相应井道的复核，
部分区域排烟根据新规范的调整，外立面增加厨
房的进排风百叶与幕墙单位的配合等问题，我见
证了这个项目的竣工，这个项目也见证了我的成
长。
参考文献：
[1]《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》
GB50736-2012.
[2]黄翔.《空调工程》，机械工业出版社
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