【摘要】 現(xiàn)在中國最炙手可熱的產(chǎn)業(yè)就是房地產(chǎn)，住房是民生的基本要求，但是因為我國人口眾多，所以住房需求也相對較大。原有的獨門獨院式住房已經(jīng)無法滿足現(xiàn)今人們的需求了，而越蓋越高的樓房開始逐漸普及，這也是因為高層建筑可以在相同的地基上可以容納更多的人。另外，隨著國家經(jīng)濟水平的提高，國民對生活水準的要求也越來越高，我們不僅要有地方住，還要住的舒適，而其中冷暖舒適度就是我們住房中的一項最基本要求。現(xiàn)今的科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，我們由原來的空調(diào)、暖氣分開式逐漸發(fā)展成為現(xiàn)今比較熱門的暖通空調(diào)系統(tǒng)，不僅具有原來空調(diào)暖氣的功效，還在此基礎(chǔ)上增加了很多提高生活舒適度的措施。

　　【關(guān)鍵詞】 高層建筑,工程,高規(guī),干擾

　　一.什么是高層建筑

　　高層建筑故名思議是對超過一定層高的建筑物的總稱。現(xiàn)在不同國家對高層建筑的界定范圍都不一樣，美國規(guī)定建筑物超過24.6或者樓層達到7層以上就屬于高層建筑，但是我國平均樓層的高度較其他國家的偏低，所以我國在2005年規(guī)定樓層超過10層的住宅建筑或者高度超過24米的民用建筑都歸于高層建筑范圍。高層建筑是隨著各個國家消費超過一定程度之后自然而然發(fā)展起來的，而事實也證明高層建筑有提升國家經(jīng)濟效益的功能，所以高層建筑是世界未來發(fā)展的大趨勢，值得我們好好的研究。

　　二.關(guān)于空調(diào)平面分區(qū)的思想

　　我們一般將一個房間按照方位劃分為東、南、西、北四個區(qū)，我們一般都認為每個房間各個區(qū)域的溫度、濕度等條件應(yīng)該都是相同的，其實不然。現(xiàn)在我們將房間區(qū)域按照另一種區(qū)分方法做了細化區(qū)分——內(nèi)區(qū)和周邊區(qū)，這種方法主要是按照冬季空調(diào)負荷性質(zhì)和大小的不同做的，現(xiàn)在尚沒有準確的劃分界限。

　　1幢大樓標準層平面一般至少得有500-1000m2，其進深少則幾米，多則十幾米。經(jīng)驗表明，緊鄰?fù)鈮Α⑼獯┑膮^(qū)間，冬季由于室外氣溫低于室內(nèi)，通過外墻、外窗的傳滲透等影響，室內(nèi)需要供暖，才能保持室內(nèi)所需的溫度。但是，遠離外墻、外窗的區(qū)間，冬季卻沒有這炎熱損失，所以，它沒有供暖要求。非但如此，現(xiàn)有的現(xiàn)代化大廈的使用實踐經(jīng)驗表明，隨著辦公設(shè)備的迅速進步，室內(nèi)使用的自動化辦公設(shè)備的種類和數(shù)量愈來愈多，如計算機、復(fù)印機、打印機、文件破碎處理機、傳真機等等。這些辦公設(shè)備的用電自然最終還是以熱的形式散發(fā)出來。另外，現(xiàn)代化大廈室內(nèi)照明的照度標準也遠遠高于一般常規(guī)建筑。這樣大功率的照明燈具顯然也是全年穩(wěn)定的散熱源。所以，就這部分區(qū)間而言，冬季不但不需供暖，而且還得供冷，否則室內(nèi)便會過熱。

　　基于冬季這兩個部分區(qū)間的兩種截然不同的空調(diào)要求，現(xiàn)在歐美、日本等國家的規(guī)范化做法都是首先在平面上劃分為周邊區(qū)和內(nèi)區(qū)。內(nèi)區(qū)需全年供冷，周邊區(qū)則是冬季供暖、夏季供冷。

　　至于周邊區(qū)和內(nèi)區(qū)的具體劃分方法，大致是把距周邊外圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面3-5m的這一區(qū)間定為周邊區(qū)，其余的面積則統(tǒng)稱內(nèi)區(qū)。

　　由于周邊區(qū)和內(nèi)區(qū)冬季的運行工況不同，所以，在空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計上必須作出相應(yīng)的考慮和安排。譬如，在水系統(tǒng)方面，盡管對個別空調(diào)機組而言，一般都是采用雙管制;但是，對于整個中央空調(diào)的水系統(tǒng)，這時便不是雙管制所能滿足要求的了。因為在這種情況下，冬季一方面要考慮周邊區(qū)的供暖，需要供熱水;而另一方面又要顧及內(nèi)區(qū)的供冷，必須供冷水。所以，從這一層意義上來主產(chǎn)，采用如此分區(qū)的空調(diào)工程的中央空調(diào)水系統(tǒng)必須是四管制。

　　所以根據(jù)房間內(nèi)區(qū)和周邊區(qū)熱量的不同而采取不同的暖通調(diào)節(jié)措施是非常必要的。

　　三.關(guān)于高層空調(diào)水系統(tǒng)的垂直分區(qū)

　　1.高層建筑空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)一般多按垂直高度80m計算，這主要考慮到標準型冷水機組、空調(diào)器中的熱交換器以及閥門、管配件對水靜壓的承載能力。高度作垂直分區(qū)處理，即每隔80m左右設(shè)置一個獨立的水系統(tǒng)，在適當高度的樓層上分別設(shè)置板式換熱器或者冷水機組，實現(xiàn)水力隔離。

　　由于我國現(xiàn)行《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》將建筑高度100m作為劃分普通高層建筑與超高層建筑的界限，因此實際工程中接近100m的建筑較多，如按高度分區(qū)設(shè)置板式換熱器，一方面加大了造價，另一方面也增大了冷量和可供利用的溫度損失。按高度分區(qū)設(shè)置冷水機組，結(jié)果將是機房分散，管理不便，加之系統(tǒng)各自獨立，冷水機組不能互為備用，部分負荷下的運行效率比起統(tǒng)一的系統(tǒng)更低，能耗費用增大。此時適當提高下部高壓區(qū)設(shè)備、管道及附件的承壓能力而系統(tǒng)不分區(qū)，即采用一泵到頂?shù)淖龇ㄊ呛侠淼模�這種做法運行管理方便，設(shè)備備用性也好。

　　2.單純住宅功能的高層建筑一般不設(shè)中間設(shè)備層，可采用：

　　1)上區(qū)冷熱源放在塔樓屋頂層，下區(qū)放在地下室;

　　2)兩個區(qū)的冷熱源設(shè)備均放在地下室，其中上區(qū)冷熱源及循環(huán)泵為耐高壓設(shè)備，其余設(shè)備及附件均為普通耐壓;

　　3. 當有中間設(shè)備層，如超高層住宅或部分住宅、部分寫字間或客房的綜合性高層建筑，可采用：

　　1)冷熱源設(shè)備層設(shè)于中間設(shè)備層，上下區(qū)分別供;

　　2)冷熱源設(shè)備設(shè)于低層或地下室。設(shè)備層設(shè)板式換熱器供上區(qū)。

　　4. 當系統(tǒng)必須分區(qū)而超壓層數(shù)不多時，可將頂層數(shù)層采用獨立空調(diào)系統(tǒng)如風(fēng)冷熱泵、VRV系統(tǒng)等，保證其余樓層在允許壓力范圍之內(nèi)。

　　5.垂直分區(qū)和提高設(shè)備承壓能力，那個更節(jié)能!

　　舉例：美國某設(shè)計單位在上海88層420m高的金茂大廈空調(diào)水系統(tǒng)的初步設(shè)計中，本來是考慮設(shè)置一個統(tǒng)一的水系統(tǒng)。全部冷水機組均集中設(shè)于地下層內(nèi)，全樓不作垂直分區(qū)。為此，所有冷水機組、空調(diào)器、閥門管件均按高靜壓承載能力作特殊訂貨。美方專家說明，這種處理手法在境外不少超高層建筑中已經(jīng)有過多次實踐經(jīng)驗，技術(shù)上是成熟的、可靠的。后來，在實施中，中方有關(guān)專家提出了修改方案，按高度和負荷性質(zhì)，作垂直分區(qū)，分別組成3個獨立的系統(tǒng)，即高區(qū)系統(tǒng)、中區(qū)系統(tǒng)和低區(qū)系統(tǒng)。這一作法的主要好處是可降低中區(qū)和低區(qū)系統(tǒng)所有設(shè)備和管件的承載能力，但無疑這也使系統(tǒng)失去了不少功能，如3個系統(tǒng)不能統(tǒng)一步調(diào)供冷，不能互為備用;在低負荷時，3個系統(tǒng)的冷水機組都要在低負荷下運行;另外，在管理上也增加了不少麻煩，因為各系統(tǒng)中的設(shè)備、閥門及管件的額定承壓能力不同，不能互換使用。可見，一個方案的優(yōu)劣并不是絕對的，仁者見仁嘛。

　　四.高層建筑機械加壓送風(fēng)量

　　《高規(guī)》中對于高層建筑防煙樓梯間及其前室、合用前室和消防電梯間前室的機械加壓送風(fēng)量有明確規(guī)定，見《高規(guī)》表8.3.2-1-4條。

　　對于《高規(guī)》表8.3.2-1-4下注釋中，出入口個數(shù)的修正系數(shù)，其出入口個數(shù)如何確定的問題，對前室和合用前室按平面圖可以確定，但對消防電梯門算不算出入口數(shù)的問題，在工程設(shè)計中仍然成為一個爭論不休的問題，因為涉及加壓送風(fēng)量的修正系數(shù)是否要乘以1.50-1.75的問題。

　　出入口數(shù)，從詞義上講，是對人來說的，我們的目的是計算風(fēng)量，顯而易見，實質(zhì)上是對氣流而言的，火災(zāi)過程中防火門始終處于忽開忽關(guān)的狀態(tài)，加壓空間的空氣，從這些忽開忽關(guān)的門所形成的空氣通道中流失，門是人員疏散時推開的，因此與人員出入人數(shù)掛上了鉤，消防電梯的門，在撲救工作過程中，即使將電梯門較長時間地置于開啟狀態(tài)，也不可能在整個門洞上形成一個氣流通道，只是存在縫隙的漏風(fēng)而已，與關(guān)閉時沒有太大的區(qū)別(二者的差別一般可以忽略)，而縫隙的漏風(fēng)量已在風(fēng)量計算中計入。因此消防電梯的門，不應(yīng)算作出入口數(shù)，而普通電梯的門，更不應(yīng)列入出入口數(shù)了，因為火災(zāi)時，規(guī)定普通電梯必須下降到底層停止使用的。但對于防煙樓梯間則應(yīng)從樓梯間整個空間來確定，因為這個大空間上、下都是想通的。

　　五.高層建筑煙囪效應(yīng)

　　煙囪效應(yīng)的概念：當室外空氣溫度明顯低于室內(nèi)空氣溫度時，高層建筑就像自然對流的煙囪一樣，空氣從建筑物的底層進入，流經(jīng)建筑物，從頂層流出。產(chǎn)生煙囪效應(yīng)的原因在于室外溫度低、密度大的空氣與室內(nèi)溫度高、密度小空氣形成密度差。而當建筑室外空氣溫度與室內(nèi)空氣溫度高時，發(fā)生與煙囪效應(yīng)相反的現(xiàn)象，稱之為逆煙囪效應(yīng)。

　　煙囪效應(yīng)最大的問題是使得電梯門難于關(guān)閉，以及很難滿足建筑物低區(qū)的供熱要求。電梯門不能正常地關(guān)閉是由于門內(nèi)外壓差造成的，這些壓差反過來又造成了門被束縛在它的導(dǎo)軌上，使得這些電梯門的關(guān)閉機械不能產(chǎn)生充足的力來克服束縛作用。供熱問題是由于大量的冷空氣在進口處匯流，包括通過這些門和經(jīng)過建筑物外墻的冷風(fēng)，其中建筑物外墻實際滲風(fēng)量要高于外墻設(shè)計規(guī)范的要求。

　　舉例：某年冬季芝加哥一座高層商業(yè)建筑部分入住。建筑物低區(qū)樓層在使用，建筑頂層樓層仍在施工，并且與室外空氣相通。施工從秋天一直持續(xù)到冬天，當溫度降為-7℃或更低時，出現(xiàn)了問題。這段時間內(nèi)，由于建筑頂部空間不封閉，建筑物內(nèi)的中和面被大幅提升到建筑物中點以上。出現(xiàn)的結(jié)果是，旋轉(zhuǎn)門、電梯門不能正常運行以及建筑物的入口處供熱達不到要求。當入口處增加了供熱設(shè)備，封閉無人居住區(qū)的樓梯，以及迅速完成建筑物頂層施工來完成建筑封閉。上述問題得到了很大的改善。

　　在暖通設(shè)計中，我們必須考慮機械空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)，提供大于排風(fēng)量的新風(fēng)，使系統(tǒng)確保正壓。另外可考慮把大廳入口設(shè)計為獨立的全新風(fēng)系統(tǒng)，在冬季時能為建筑大廳增壓，幫助克服煙囪效應(yīng)。

　　六.高層建筑地下車庫排煙

　　高層建筑的地下車庫，設(shè)計理應(yīng)是按照《高規(guī)》的規(guī)定來設(shè)計，但是套用《高規(guī)》 8.4.1.4 條：除利用窗井等開窗進行自然排煙的房間外，各房間總面積超過200m2或一個房間面積超過50m2，且經(jīng)常有人停留或可燃物較多的地下室。又解釋不通。因為地下車庫即難屬于經(jīng)常有人停留，又難屬于可燃物較多的地下室。其實這是我們的主觀理解。其實高規(guī)第4.1.8條已經(jīng)明確指出，設(shè)在高層建筑內(nèi)的汽車停車庫，其設(shè)計應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《汽車庫設(shè)計防火規(guī)范》的規(guī)定。

　　因此當設(shè)計高層建筑的地下車庫時，應(yīng)按照《汽車庫設(shè)計防火規(guī)范》為依據(jù)。

　　七.高層建筑氣流干擾現(xiàn)象

　　當高層建筑采用多聯(lián)式空調(diào)(熱泵)機組時，如果室外機布置不合理，將導(dǎo)致局部熱島效應(yīng)，影響多聯(lián)機的運行性能。

　　舉例：某工程總建筑面積為：40863平方米，總層數(shù)為23層，其中地下一層，地上22層。其中商業(yè)主體四層、局部三層。5~22層酒店標準層，主要為酒店標準間及套房，以及相應(yīng)的服務(wù)用房。建筑高度為99.65米。

　　根據(jù)業(yè)主需求，空調(diào)需分戶計量核算成本。空調(diào)采用多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)，5~22層空調(diào)室外機置于當層設(shè)備陽臺。空調(diào)室內(nèi)機形式為風(fēng)管天井式、四面出風(fēng)嵌入式，側(cè)送下回，天花板嵌入式多聯(lián)空調(diào)室內(nèi)機配帶冷凝水提升泵。

　　因建筑師在平面設(shè)計時，把設(shè)備平臺在豎向設(shè)在同一個位置(曾提出每層分開布置兩處設(shè)備平臺，避免氣流干擾，但業(yè)主未采用)，外立面設(shè)置百葉，把室外機隱蔽在百葉后面，上下各層的室外機的氣流干擾非常明顯，為了降低室外機氣流的相互干擾，。因此設(shè)計時作出以下相應(yīng)對策：

　　室外機盡量靠外墻布置，以利于設(shè)備安裝維修及空氣流通。為增強室外機散熱，陽臺百葉采用豎百葉，百葉的開口率有效開口面積大于實際面積的80%，每層樓板上設(shè)鏤空孔洞，屋頂層不設(shè)樓板。

　　總結(jié)：空調(diào)系統(tǒng)的正確選擇是做好空調(diào)設(shè)計的前提。所以我們在對高層建筑進行設(shè)計時，一定要充分考慮當時的地理環(huán)境和可利用成本，選用合適的暖通空調(diào)系統(tǒng)和設(shè)備,使設(shè)計能做到量體裁衣,恰到好處。

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