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【摘 要】 介绍了某超高层建筑的空调系统设计，主要包括冷热源、通风系统、防排烟系统、室内游泳池及商业办公区的空调系统设计。
【关键词】 超高层 空调系统 防排烟系统
一、工程概况
青岛财富中心位于青岛金融街，总建筑面积89000平方米，建筑高度228米，是超高层建筑。它综合了银行办公、商用办公、公寓式酒店和俱乐部等功能。地下五层为车库和设备用房；地上四十六层，一、二层为商业用房；三至二十二层为办公用房；二十三、二十五层为会所；二十六至四十五层为公寓；其中，十三层、二十四层及三十五层为避难层（设备层），四十六层为设备层。
二、暖通专业设计范围
3.3 围护结构的传热设计参数
四、空调系统的设计
4.1 设计冷、热负荷及指标
4.2 空调系统的选择及冷热源的配置
根据该建筑内部各功能区域的使用特点，并充分考虑业主的使用要求，该工程的商业办公区和公寓式酒店区的空调系统采用双热源单冷源系统。夏季空调均采用变冷媒流量热泵型（变频多联机VRV）中央空调方式，兼过渡季制冷（制热）使用；冬季空调均采用低温热水盘管（安装于VRV室内机出口端，与室内机共用送风机）送风方式，此时统一关闭VRV系统。
消防控制室、电信机房、安监机房及大楼值班室等需要全天候使用的房间，均设置单元式分体空调。
4.3 商业办公区空调设计
VRV室外机分两个区分别设置于十三层避难层及二十四层避难层，各自负担一至十二层及十四至二十三层的空调室内机，利用设于外墙的百叶风口通风散热，室外机选用高静压（78.4Pa）机组，冷媒管采用侧接方式连接，以便降低其基础的设计高度，减小对建筑和结构的不利影响。各个房间的气流组织均采取上送上回的方式。
空调系统可实现整体控制和分室控制，既可进行全楼集中监控，又可使每个房间进行独立控制。在过渡季节，用户可以根据需要使用VRV系统进行供冷或供热。每套房间均设有分户计量装置。
在节能设计上，选用了转轮式热回收送排风空气处理机组。转轮式热回收就是利用排风与新风的温差和蒸汽分压差来进行热湿交换而回收能源的设备，其全热回收效率可达70%以上。冬季室内排风的焓值高于室外新风，排风经过转轮时，由于能量交换，转轮焓值升高；当其运转到新风侧时，向低焓的新风放出能量，新风升温。在夏季转轮式热回收机组可以将新风预冷及除湿。新风经过转轮式热回收机组的预热加湿（预冷除湿），降低了空调运行中冷/热负荷和耗电量。同时，新风参数得到改善，湿度温度波动相应减少，因此空气容易调节和控制。
新风系统按楼层设置，共设二十二套新风系统。室外新风通过建筑进风竖井，利用设于每层的转轮式热回收机组送入各房间，室内排风经过热回收机组排至排风竖井。为满足冬季湿度要求，每台热回收机组均设有防菌阻垢汽化湿膜加湿器，并设有一组加热盘管段，以解决冬季加湿水温低而影响加湿效果的问题。在过渡季转轮式热回收停止工作，机组进行全新风运行。
4.4 游泳厅空调设计
该工程的二十五层是游泳厅，在游泳厅夹层中设置一台组合式空气处理机组和一台低噪音排风机，对整个游泳池区域进行通风除湿、空气加热处理。
送排风系统：根据室外空气条件，调整组合式空气处理机组的最佳运行模式，直接引入室外新风。在二十五层高位设高速喷口上送风，吹向玻璃屋顶进行通风并起到防结露的作用。在寒冷的冬季开启泳池周边的地面下送风口，保证泳池室内温湿度并防止侧窗结露。二十五层高位设置排风系统，排除游泳池上空的淤积的热湿空气及氯气，排风系统与新风系统同步调整风量，以保持机组风量平衡。
助加热系统：为满足冬季及过渡季节游泳人员足部的热舒适需要，在游泳池周围地面设置低温热水地板辐射采暖系统。
4.5 其他几区空调设计
除无机械新风系统外，公寓式酒店区空调方式与商业办公区相同，即采用VRV系统和热水盘管进行空调和采暖，通过外窗获取新风，VRV室外设置于三十五层和四十六层。
在一层办公大堂入口对面的侧墙中部高度处设置了VRV室内机及热水盘管。该大堂高度达十米，在冬季热水盘管侧送风难以满足大堂下部温度要求，设计时考虑了在大堂地面设置低温热水地板辐射采暖系统，以满足冬季办公大堂的热舒适度要求。
会所空调采用VRV和热水盘管进行空调和采暖，会所的娱乐部分和餐饮部分各自单独设置了一套VRV机组，新风系统采用了一台热回收新风机组（带预热盘管）。
4.6 冷源及热源
热水盘管、新风机组及地暖用热水的热源情况如下：
利用市政提供的110℃/70℃的高温热水，选用板式整体换热机组，经换热机组热水循环泵输送到建筑各区。按设备承压能力、建筑使用功能、使用时间及负荷变化情况相似性，本工程共设5台换热机组，3台设于地下一层换热站，2台设于二十四层换热站。
地下一层换热站的3台机组服务分区为：一至十三层使用一台机组，二次侧供、回水温度60/50OC。十四至二十二层使用一台机组，二次侧供、回水温度60/50OC。第3台机组作为二十三层以上公寓式酒店、游泳馆及会所采暖换热热源，二次侧供、回水温度95/70OC， 与其配套的2台换热机组设于二十四层，其中二十三至四十五层使用一台机组；三十六至六十六层使用一台机组，三次侧供、回水温度60/50OC。
五、机械通风系统的设计
各设备用房、卫生间、厨房及地下车库等，均设计机械通风系统。
设备房根据换气次数要求设计机械加压送风系统。
所有衛生间吊顶式排风扇，在每层汇集至排风竖井，通过设置在屋面和设备层的卫生间排风机排出室外。
每个公寓单元设计厨房中央排风系统。各厨房内设有厨房排油烟机，油烟汇集至排风竖井，通过设在屋面和设备层的厨房排风机排出室外。排风机按做饭时间分三个时段运行，其它时段开启电动旁通阀（与风机连锁）进行自然排烟，并在每户排油烟机与竖风井连接处设置止回排气阀。
会所的厨房通风量按热加工间体积的40次/h换气次数计算，厨房作机械补风系统，风量为排风量的80%，其余补风为临近房间的自然补风。
六、防烟、排烟系统的设计
本工程功能复杂、人员众多，一旦发生火灾损失巨大。设计时严格按照《高层民用建筑设计防火规范》（2005版）的要求设置。本建筑内的防烟楼梯间、防烟楼梯间与消防电梯合用前室、消防电梯前室分别设置了加压送风系统。无自然排烟的内走道设置了机械排烟系统，地下一至五层车库共设10个机械排风兼排烟系统，9个机械补风系统。
防烟楼梯间、合用前室、消防电梯前室的加压送风系统以避难层为界，分段独立设置。送风机设置于设备层或屋面。楼梯间内设置自垂式百叶风口，前室内设置常闭型多叶送风口。
办公区内走道设有机械排烟系统，排烟系统竖向设置，以十三层为界分两段设计，走廊内设置常闭型多叶排烟口。
该工程地下车库每层均为一个防烟分区，每个防烟分区面积均不超过2000 m2 ，防烟分区不跨越防火分区，地下车库通风与排烟合用一个系统。车库平时通风采用送排风机联合诱导风机的方式，排烟兼排风机均为双速风机。设计排烟量及通风换气次数均为6次/小时。
当某防烟分区发生火灾时，该区温（烟）感器向消防控制中心报警，自动或手动打开该防烟分区内排烟口，同时排烟风机自动切入高速运转状态进行排烟，并且联动送风机进行补风。排烟防火阀的开关状态在消防控制中心应有信号显示。所有消防用风机均应设有备用电源。
七、结束语
在超高层建筑中公共建筑居多，使用要求较高，空调系统能耗可观，节能潜力巨大，因此在暖通设计过程中更好地运用新技术、新材料，从而达到既节能又舒适的目的。本项目是超高层建筑，结构复杂，功能众多，在设计过程中需要与建筑专业多次协调，共同研究设备布局及管道走向。
参考文献
[1] 陆耀庆，主编.实用供热空调设计手册.中国建筑工业出版社，1993
[2]采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003
【关键词】 超高层 空调系统 防排烟系统
一、工程概况
青岛财富中心位于青岛金融街，总建筑面积89000平方米，建筑高度228米，是超高层建筑。它综合了银行办公、商用办公、公寓式酒店和俱乐部等功能。地下五层为车库和设备用房；地上四十六层，一、二层为商业用房；三至二十二层为办公用房；二十三、二十五层为会所；二十六至四十五层为公寓；其中，十三层、二十四层及三十五层为避难层（设备层），四十六层为设备层。
二、暖通专业设计范围
3.3 围护结构的传热设计参数
四、空调系统的设计
4.1 设计冷、热负荷及指标
4.2 空调系统的选择及冷热源的配置
根据该建筑内部各功能区域的使用特点，并充分考虑业主的使用要求，该工程的商业办公区和公寓式酒店区的空调系统采用双热源单冷源系统。夏季空调均采用变冷媒流量热泵型（变频多联机VRV）中央空调方式，兼过渡季制冷（制热）使用；冬季空调均采用低温热水盘管（安装于VRV室内机出口端，与室内机共用送风机）送风方式，此时统一关闭VRV系统。
消防控制室、电信机房、安监机房及大楼值班室等需要全天候使用的房间，均设置单元式分体空调。
4.3 商业办公区空调设计
VRV室外机分两个区分别设置于十三层避难层及二十四层避难层，各自负担一至十二层及十四至二十三层的空调室内机，利用设于外墙的百叶风口通风散热，室外机选用高静压（78.4Pa）机组，冷媒管采用侧接方式连接，以便降低其基础的设计高度，减小对建筑和结构的不利影响。各个房间的气流组织均采取上送上回的方式。
空调系统可实现整体控制和分室控制，既可进行全楼集中监控，又可使每个房间进行独立控制。在过渡季节，用户可以根据需要使用VRV系统进行供冷或供热。每套房间均设有分户计量装置。
在节能设计上，选用了转轮式热回收送排风空气处理机组。转轮式热回收就是利用排风与新风的温差和蒸汽分压差来进行热湿交换而回收能源的设备，其全热回收效率可达70%以上。冬季室内排风的焓值高于室外新风，排风经过转轮时，由于能量交换，转轮焓值升高；当其运转到新风侧时，向低焓的新风放出能量，新风升温。在夏季转轮式热回收机组可以将新风预冷及除湿。新风经过转轮式热回收机组的预热加湿（预冷除湿），降低了空调运行中冷/热负荷和耗电量。同时，新风参数得到改善，湿度温度波动相应减少，因此空气容易调节和控制。
新风系统按楼层设置，共设二十二套新风系统。室外新风通过建筑进风竖井，利用设于每层的转轮式热回收机组送入各房间，室内排风经过热回收机组排至排风竖井。为满足冬季湿度要求，每台热回收机组均设有防菌阻垢汽化湿膜加湿器，并设有一组加热盘管段，以解决冬季加湿水温低而影响加湿效果的问题。在过渡季转轮式热回收停止工作，机组进行全新风运行。
4.4 游泳厅空调设计
该工程的二十五层是游泳厅，在游泳厅夹层中设置一台组合式空气处理机组和一台低噪音排风机，对整个游泳池区域进行通风除湿、空气加热处理。
送排风系统：根据室外空气条件，调整组合式空气处理机组的最佳运行模式，直接引入室外新风。在二十五层高位设高速喷口上送风，吹向玻璃屋顶进行通风并起到防结露的作用。在寒冷的冬季开启泳池周边的地面下送风口，保证泳池室内温湿度并防止侧窗结露。二十五层高位设置排风系统，排除游泳池上空的淤积的热湿空气及氯气，排风系统与新风系统同步调整风量，以保持机组风量平衡。
助加热系统：为满足冬季及过渡季节游泳人员足部的热舒适需要，在游泳池周围地面设置低温热水地板辐射采暖系统。
4.5 其他几区空调设计
除无机械新风系统外，公寓式酒店区空调方式与商业办公区相同，即采用VRV系统和热水盘管进行空调和采暖，通过外窗获取新风，VRV室外设置于三十五层和四十六层。
在一层办公大堂入口对面的侧墙中部高度处设置了VRV室内机及热水盘管。该大堂高度达十米，在冬季热水盘管侧送风难以满足大堂下部温度要求，设计时考虑了在大堂地面设置低温热水地板辐射采暖系统，以满足冬季办公大堂的热舒适度要求。
会所空调采用VRV和热水盘管进行空调和采暖，会所的娱乐部分和餐饮部分各自单独设置了一套VRV机组，新风系统采用了一台热回收新风机组（带预热盘管）。
4.6 冷源及热源
热水盘管、新风机组及地暖用热水的热源情况如下：
利用市政提供的110℃/70℃的高温热水，选用板式整体换热机组，经换热机组热水循环泵输送到建筑各区。按设备承压能力、建筑使用功能、使用时间及负荷变化情况相似性，本工程共设5台换热机组，3台设于地下一层换热站，2台设于二十四层换热站。
地下一层换热站的3台机组服务分区为：一至十三层使用一台机组，二次侧供、回水温度60/50OC。十四至二十二层使用一台机组，二次侧供、回水温度60/50OC。第3台机组作为二十三层以上公寓式酒店、游泳馆及会所采暖换热热源，二次侧供、回水温度95/70OC， 与其配套的2台换热机组设于二十四层，其中二十三至四十五层使用一台机组；三十六至六十六层使用一台机组，三次侧供、回水温度60/50OC。
五、机械通风系统的设计
各设备用房、卫生间、厨房及地下车库等，均设计机械通风系统。
设备房根据换气次数要求设计机械加压送风系统。
所有衛生间吊顶式排风扇，在每层汇集至排风竖井，通过设置在屋面和设备层的卫生间排风机排出室外。
每个公寓单元设计厨房中央排风系统。各厨房内设有厨房排油烟机，油烟汇集至排风竖井，通过设在屋面和设备层的厨房排风机排出室外。排风机按做饭时间分三个时段运行，其它时段开启电动旁通阀（与风机连锁）进行自然排烟，并在每户排油烟机与竖风井连接处设置止回排气阀。
会所的厨房通风量按热加工间体积的40次/h换气次数计算，厨房作机械补风系统，风量为排风量的80%，其余补风为临近房间的自然补风。
六、防烟、排烟系统的设计
本工程功能复杂、人员众多，一旦发生火灾损失巨大。设计时严格按照《高层民用建筑设计防火规范》（2005版）的要求设置。本建筑内的防烟楼梯间、防烟楼梯间与消防电梯合用前室、消防电梯前室分别设置了加压送风系统。无自然排烟的内走道设置了机械排烟系统，地下一至五层车库共设10个机械排风兼排烟系统，9个机械补风系统。
防烟楼梯间、合用前室、消防电梯前室的加压送风系统以避难层为界，分段独立设置。送风机设置于设备层或屋面。楼梯间内设置自垂式百叶风口，前室内设置常闭型多叶送风口。
办公区内走道设有机械排烟系统，排烟系统竖向设置，以十三层为界分两段设计，走廊内设置常闭型多叶排烟口。
该工程地下车库每层均为一个防烟分区，每个防烟分区面积均不超过2000 m2 ，防烟分区不跨越防火分区，地下车库通风与排烟合用一个系统。车库平时通风采用送排风机联合诱导风机的方式，排烟兼排风机均为双速风机。设计排烟量及通风换气次数均为6次/小时。
当某防烟分区发生火灾时，该区温（烟）感器向消防控制中心报警，自动或手动打开该防烟分区内排烟口，同时排烟风机自动切入高速运转状态进行排烟，并且联动送风机进行补风。排烟防火阀的开关状态在消防控制中心应有信号显示。所有消防用风机均应设有备用电源。
七、结束语
在超高层建筑中公共建筑居多，使用要求较高，空调系统能耗可观，节能潜力巨大，因此在暖通设计过程中更好地运用新技术、新材料，从而达到既节能又舒适的目的。本项目是超高层建筑，结构复杂，功能众多，在设计过程中需要与建筑专业多次协调，共同研究设备布局及管道走向。
参考文献
[1] 陆耀庆，主编.实用供热空调设计手册.中国建筑工业出版社，1993
[2]采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003