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摘要：随着社会经济和科学技术的发展，高层住宅已成为城市的主要住宅形式，不仅可以体现社会的发展水平，更能够提高土地利用率。由于建筑能耗约占社会总能耗的45%，因此，高层建筑的能耗问题受到了越来越多的关注，其中暖通设计是与建筑能耗量关系最为密切的内容之一。暖通设计主要包括采暖、通风、防排烟及人防通风等。
关键词：高层住宅；人防地下室；供暖设计；通风设计
一、高层住宅的采暖系统设计
采暖系统的选择是采暖设计中至关重要的环节，根据《采暖通风与空调调节设计规范》的规定，高层建筑的采暖系统应满足：（1）建筑物高度超过50m时，宜竖向分区供热；（2）一个垂直单管系统所供层数，不宜大于12层。此外，由于高度所致，高层建筑采暖系统内的静水压力较大，在选择采暖方式时，还需考虑散热器的适用条件。
1.外网系统的选择
目前，城市的住宅建筑大多采用集中供暖，即采用由市政热网或区域锅炉房提供的热水来作为热源，住户室内采用散热器或辐射地板来采暖。在热源方面，由于高层建筑的住户多、密度高，常常会出现热网的供热能力无法满足要求，行之有效的办法是在区域内增设锅炉房，对城市热网提供的热水进行二次加压，然后再输送到各住户家中。
对于供热区域的不同性质，热网形式也有所不同。对于在已有热网区域进行改造，由于只能采用原有单一压力的方式来供热，可在单体建筑内增加加压设备来实现对高区的供热。对于新建区域，可设高压和低压两套供热系统，新建锅炉房内设高压循环泵、低压循环泵。室内高压区、低压区分别接入外网的高压、低压区，此形式可保证供热的稳定性，但初期投入大。还可以采用锅炉房使用一套循环泵高温供水，在小区或高层建筑内加设增压设备，从而保证高区的供热要求，低区仍由外网供热。该形式的供热系统投资较少，运行管理人员较少，但容易出现高低压区的垂直不调现象。上述三种形式进行比较，由于资金投入的问题，目前的新建高层建筑常采用第三种做法，并采用一定的措施来解决垂直不调现象。
2.室内系统的选择
由于高层的高度所决定的，一般来说其室内的散热器应选用承压能力较高的，或采用地热的形式。与传统的散热器相比，地热管的铺设不会占用室内的使用面积，并且能够弥补由于高温向上运行而带来的室内垂直方向温差较大的现象，符合人体对舒适度的要求，因此地热是目前最常采用的一种供暖方式。
地热管的铺设有两种办法，即垂直单管系统和垂直双管并联系统。前者与多层建筑的垂直单管系统相同，但层数不能多于12层；后者是沿垂直方向分为高、低区，分别有各自独立的供回水系统，再分别接入外网。采用高低分区的供热系统形式时，宜设竖井，将供回水总立管置于其中，并在中间部分加设设备层，从而方便检修。
二、高层住宅的通风设计
在高层建筑的一些特殊位置，如防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室等需要设置加压送风系统，根据防火规范上的规定：在不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室；采用自然排烟措施的防烟楼梯间，其不具备自然排烟条件的前室应设置机械加压送风系统。当建筑的高度小于100m的住宅建筑，应采用自然排烟方式来满足需要；当建筑的高度大于100m，则需要采用机械加压送风的方式来弥补自然通风所不能满足的部分。对于采用自然排烟方式的高层住宅，应注意实际参与排风的开窗面积指的是可开启部分的窗户面积，固定扇的面积不应计算在内。
三、人防地下室的通风设计
众所周知，高层建筑地下室的面积大，如不加以利用会造成严重的浪费。一般来说，高层建筑的地下室为1～3层，常用作地下车库、设备用房等，这就要求地下室的设计应满足以上方面的使用需求。对于人防地下室来说，除了满足基本功能外，最重要的问题是要解决通风问题。
1.通风系统的选择
应结合建筑的防火分区来进行高层建筑通风排烟系统的划分，既要尽量做到通风系统兼做排烟系统，又要保障排烟风管尽量不出现跨越防火分区的现象。对于高层建筑地下室，防火分区的划分原则为：当地下室设有自动喷淋灭火设备时，防火分区最大面积为4000m2，防烟分区最大面积为2000m2，故一个防火分区可划分为2个防烟分区，任一防烟分区，其最大排烟量约为50000m3/h，通风量约为36000m3/h（层高按3.9m计算，换气次数为6h-1）。也就是说，平时通风量约为火灾时排烟量的七成左右。一般来说，设计一套风管即可满足通风和排烟的要求，每个防火分区应设置两套通风、排烟系统，以及一套机械进风系统，进风量不小于火灾时排烟量的一半，其作用为保证火灾时能够补风，尤其是地下层及更深层的地下室，仅仅依靠车道补进新风是不可能满足要求的。
2.通风方式的选择
高层建筑的附属地下室常采用均匀排风的方式，即均匀的设置排风管和排风口，当遇到火灾时，这些排风口兼做排烟风管和排烟口。如地下一层为车库，相对应的防火分区可采取车道自然进风的形式，其它防火分区及其它层则采用机械进风系统。此外，设置防火分区，每个分区都对应一至两套排风、排烟系统和进风系统，进风、排风竖井。室外进、排风口宜设置在与主出入口有一定距离的洁净地面处，且进、排风口相距宜大于10m。
3.特殊位置的通风设计
人防地下室存在一些特殊位置，如楼梯间等。对于人防地下室来说，不仅要满足平时地下室的使用要求，还要满足战时的特殊需要，因此要求人防地下室与地上层采用分离的楼梯间，如必须公用楼梯间时，应在地面首层与地下室出入口处设置耐火极限不低于2h的隔墙和不低于乙级的防火门将其隔开，并设有明显的标志。
除此之外，还应在有特殊要求的区域设置除湿机，这是因为一些南方地区在春夏两个季节时，空气的相对湿度常常大于90%，超过了过滤吸收器所能过滤的空气湿度，因此需要加设除湿机，以保证滤毒通风系统能够正常工作。
四、结论
建筑的高能耗已引起了全社会的关注，高层建筑是顺应时代发展而出现的产物，其缓解了我国土地与居住面积的严重差异，但同时也引起了一系列建筑技术、能源消耗的问题。高层建筑的供暖系统和通风系统的设计是解决其能耗问题的关键步骤。本文针对高层建筑的特点，总结了其供暖和通风系统的设计要点，在供暖系统的设计上，要解决好由于高度所带来的高压供热和供热不均匀的现象；在通风系统的设计上，地上部分要尽可能利用自然通风，地下部分要解决好地下车库的通风、排烟问题，对于一些特殊位置，如防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室等，要设置相应的防烟措施，对于具有人防功能的地下室，更要解决好相应的通风问题。
参考文献：
[1]郑文国.人防地下室通风工程设计常见问题分析.暖通空调HV&AC，2003（6）：78～79
[2]周君，赵君.住宅暖通设计.山西建筑，2010（3）：171～172
[3]郭宏权.兰州吴家园高层住宅暖通设计.工程设计，47～50
关键词：高层住宅；人防地下室；供暖设计；通风设计
一、高层住宅的采暖系统设计
采暖系统的选择是采暖设计中至关重要的环节，根据《采暖通风与空调调节设计规范》的规定，高层建筑的采暖系统应满足：（1）建筑物高度超过50m时，宜竖向分区供热；（2）一个垂直单管系统所供层数，不宜大于12层。此外，由于高度所致，高层建筑采暖系统内的静水压力较大，在选择采暖方式时，还需考虑散热器的适用条件。
1.外网系统的选择
目前，城市的住宅建筑大多采用集中供暖，即采用由市政热网或区域锅炉房提供的热水来作为热源，住户室内采用散热器或辐射地板来采暖。在热源方面，由于高层建筑的住户多、密度高，常常会出现热网的供热能力无法满足要求，行之有效的办法是在区域内增设锅炉房，对城市热网提供的热水进行二次加压，然后再输送到各住户家中。
对于供热区域的不同性质，热网形式也有所不同。对于在已有热网区域进行改造，由于只能采用原有单一压力的方式来供热，可在单体建筑内增加加压设备来实现对高区的供热。对于新建区域，可设高压和低压两套供热系统，新建锅炉房内设高压循环泵、低压循环泵。室内高压区、低压区分别接入外网的高压、低压区，此形式可保证供热的稳定性，但初期投入大。还可以采用锅炉房使用一套循环泵高温供水，在小区或高层建筑内加设增压设备，从而保证高区的供热要求，低区仍由外网供热。该形式的供热系统投资较少，运行管理人员较少，但容易出现高低压区的垂直不调现象。上述三种形式进行比较，由于资金投入的问题，目前的新建高层建筑常采用第三种做法，并采用一定的措施来解决垂直不调现象。
2.室内系统的选择
由于高层的高度所决定的，一般来说其室内的散热器应选用承压能力较高的，或采用地热的形式。与传统的散热器相比，地热管的铺设不会占用室内的使用面积，并且能够弥补由于高温向上运行而带来的室内垂直方向温差较大的现象，符合人体对舒适度的要求，因此地热是目前最常采用的一种供暖方式。
地热管的铺设有两种办法，即垂直单管系统和垂直双管并联系统。前者与多层建筑的垂直单管系统相同，但层数不能多于12层；后者是沿垂直方向分为高、低区，分别有各自独立的供回水系统，再分别接入外网。采用高低分区的供热系统形式时，宜设竖井，将供回水总立管置于其中，并在中间部分加设设备层，从而方便检修。
二、高层住宅的通风设计
在高层建筑的一些特殊位置，如防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室等需要设置加压送风系统，根据防火规范上的规定：在不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室；采用自然排烟措施的防烟楼梯间，其不具备自然排烟条件的前室应设置机械加压送风系统。当建筑的高度小于100m的住宅建筑，应采用自然排烟方式来满足需要；当建筑的高度大于100m，则需要采用机械加压送风的方式来弥补自然通风所不能满足的部分。对于采用自然排烟方式的高层住宅，应注意实际参与排风的开窗面积指的是可开启部分的窗户面积，固定扇的面积不应计算在内。
三、人防地下室的通风设计
众所周知，高层建筑地下室的面积大，如不加以利用会造成严重的浪费。一般来说，高层建筑的地下室为1～3层，常用作地下车库、设备用房等，这就要求地下室的设计应满足以上方面的使用需求。对于人防地下室来说，除了满足基本功能外，最重要的问题是要解决通风问题。
1.通风系统的选择
应结合建筑的防火分区来进行高层建筑通风排烟系统的划分，既要尽量做到通风系统兼做排烟系统，又要保障排烟风管尽量不出现跨越防火分区的现象。对于高层建筑地下室，防火分区的划分原则为：当地下室设有自动喷淋灭火设备时，防火分区最大面积为4000m2，防烟分区最大面积为2000m2，故一个防火分区可划分为2个防烟分区，任一防烟分区，其最大排烟量约为50000m3/h，通风量约为36000m3/h（层高按3.9m计算，换气次数为6h-1）。也就是说，平时通风量约为火灾时排烟量的七成左右。一般来说，设计一套风管即可满足通风和排烟的要求，每个防火分区应设置两套通风、排烟系统，以及一套机械进风系统，进风量不小于火灾时排烟量的一半，其作用为保证火灾时能够补风，尤其是地下层及更深层的地下室，仅仅依靠车道补进新风是不可能满足要求的。
2.通风方式的选择
高层建筑的附属地下室常采用均匀排风的方式，即均匀的设置排风管和排风口，当遇到火灾时，这些排风口兼做排烟风管和排烟口。如地下一层为车库，相对应的防火分区可采取车道自然进风的形式，其它防火分区及其它层则采用机械进风系统。此外，设置防火分区，每个分区都对应一至两套排风、排烟系统和进风系统，进风、排风竖井。室外进、排风口宜设置在与主出入口有一定距离的洁净地面处，且进、排风口相距宜大于10m。
3.特殊位置的通风设计
人防地下室存在一些特殊位置，如楼梯间等。对于人防地下室来说，不仅要满足平时地下室的使用要求，还要满足战时的特殊需要，因此要求人防地下室与地上层采用分离的楼梯间，如必须公用楼梯间时，应在地面首层与地下室出入口处设置耐火极限不低于2h的隔墙和不低于乙级的防火门将其隔开，并设有明显的标志。
除此之外，还应在有特殊要求的区域设置除湿机，这是因为一些南方地区在春夏两个季节时，空气的相对湿度常常大于90%，超过了过滤吸收器所能过滤的空气湿度，因此需要加设除湿机，以保证滤毒通风系统能够正常工作。
四、结论
建筑的高能耗已引起了全社会的关注，高层建筑是顺应时代发展而出现的产物，其缓解了我国土地与居住面积的严重差异，但同时也引起了一系列建筑技术、能源消耗的问题。高层建筑的供暖系统和通风系统的设计是解决其能耗问题的关键步骤。本文针对高层建筑的特点，总结了其供暖和通风系统的设计要点，在供暖系统的设计上，要解决好由于高度所带来的高压供热和供热不均匀的现象；在通风系统的设计上，地上部分要尽可能利用自然通风，地下部分要解决好地下车库的通风、排烟问题，对于一些特殊位置，如防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室等，要设置相应的防烟措施，对于具有人防功能的地下室，更要解决好相应的通风问题。
参考文献：
[1]郑文国.人防地下室通风工程设计常见问题分析.暖通空调HV&AC，2003（6）：78～79
[2]周君，赵君.住宅暖通设计.山西建筑，2010（3）：171～172
[3]郭宏权.兰州吴家园高层住宅暖通设计.工程设计，47～50