某超高层办公楼空调方案比选

杨帆 张博

(中铁二院重庆分公司，重庆 400023)

0 引言

超高层建筑以其在节约土地、提升城市形象、拉动社会投资、扩大旅游和商贸活动等方面的独有特性，在当今世界呈飞速增长之态。根据资料统计世界上目前建成的超高层建筑中暂居第一的迪拜塔高度已达828 m，而世界高度前10位的超高层建筑中我国已占6 幢之多[1]。

与普通建筑相比，超高层建筑的能源消耗、资源消耗、对周边环境的影响、运营管理成本都相对较高。空调系统作为能耗大户，设计中需进行方案比选，选出最经济、最适用的空调系统。

1 工程概述

该项目位于重庆沙坪坝区，总建筑面积为69 900 m2，共48层，裙房7层，建筑总高度为212.6 m，集商业、办公为一体的综合建筑。

2 空调方案选择

方案一:裙房商业部分采用低风速单风道全空气空调系统，办公区采用吊装式空气处理机组+新风系统，集中设置制冷站及供热站，冷源采用水冷式冷水机组，热源采用燃气型热水机组，冷却塔位于裙房屋顶。

方案二:裙房商业部分采用低风速单风道全空气空调系统，冷热源采用风冷热泵，位于裙房屋顶;办公区采用VRV(变制冷剂流量多联分体式空调系统)+新风系统，每层为一独立空调系统，每层设置空调机房放置多联机室外机，建筑配合采用呼吸式幕墙。

商业裙房部分均采用集中制冷方式，主要针对办公区进行方案比对(见表1)。

表1 方案分析

由表1可知，方案二最大优点在于控制灵活，运行费用较低，尤其在房间同时使用率较低的情况下节能性更加显著[2]，但初投资较高，占用建筑使用面积，新风与湿度处理能力相对较差。结合该建筑自身特点及业主意见，按同时使用率较高考虑，该办公楼采用传统的空调方式即方案一，地下设置集中制冷站及供热站。

3 空调水方案选择

制冷机房及燃气热水机房位于地下，机房至屋顶约240 m，根据现有设备的最大承压能力(最大为2.1 MPa)，水系统必须进行分区。综合考虑空调使用情况、建筑避难层的位置及设备、管件的承压能力，水系统分区选定3种可行方案。

方案一:为避免设备承压过高，按避难层(16层)为界分为低、高区，低区采用一次水直供方式，高区设置板式热交换器二次水供给的方式，冷冻水一次水供回水温度为6℃/11℃、二次水供回水温度为7℃/12℃;空调热水:空调一次水供回水温度为60℃/50℃、二次水供回水温度为55℃/45℃。集中空调水系统采用一次泵变流量、两管制异程式系统，过渡季节采用冷却塔“免费”供冷技术。水系统定压方式采用落地式膨胀水箱。

每区建筑高度约为120 m，每区设备最大承压约为1.6 MPa。低、高区末端设备承压随楼层高度的增加而递减，承压要求介于1.0 MPa～1.6 MPa之间。

方案二:按建筑避难层(16层、32层)设置将水系统分为3区，中、低、高区，低区采用一次水直供方式，中、高区设置板式换热器二次水供给方式，16层设置两组板式换热器，冷冻水一次水供回水温度为6℃/11℃、二次水供回水温度为7℃/12℃;空调热水:空调一次水供回水温度为60℃/50℃、二次水供回水温度为55℃/45℃。

低区设备最大设备承压为 1.6 MPa，中区设备承压为1.0 MPa，高区板式换热器及二次水泵承压为1.6 MPa，末端设备承压为 1.0 MPa。

与方案一比较，方案二将方案一中的高区分为中、高区，仅降低了末端设备承压要求，但增加了板式换热器及二次泵，运行及维护难度增加。

方案三:按建筑避难层(16层，32层)设置将水系统分为3区，中、低、高区，低区采用一次水直供方式，中区设置板式换热器二次水供给方式，高区设置板式换热器三次水供给方式，16层，32层各设置板式换热器，冷冻水一次水供回水温度为5℃/13℃、二次水供回水温度为6℃/14℃、三次水供回水温度为7℃/15℃;空调热水:空调一次水供回水温度为60℃/50℃、二次水供回水温度为55℃/45℃、三次水供回水温度为45℃/40℃。

方案三的优点在于对中、高区设备最大承压要求降低，但三次换热，热损失大大增加，热效率降低，高层末端设备面积增大。该方案可行性不高。

综上所述，空调水系统采用方案一，分为低、高区，增加水系统承压能力。

4 结语

对于房间数量多、区域划分细致、分块租售、分块计量的建筑，同时使用率较低的情况下，推荐采用空调系统方案二VRV+新风系统，简化了空调系统，也能解决超高层水系统承压较高的问题。

但结合本建筑自身特点，同时使用率较高，本建筑采用了空调系统方案一，地下设置集中制冷站及供热站，提高了本建筑的出售使用面积，且初投资较低。空调水系统采用分两区，提高水系统承压能力，满足超高层空调系统设计要求。

[1] 范宏武，韩继红，孙 桦.绿色建筑评价标准在超高层建筑中的适用性分析[J].绿色建筑，2011(3):24－26.

[2] 陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社，2011:1696－1697.