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1、高层民用建筑设计孙淑萍2021年3月高层民用建筑的划分、功能特点高层民用建筑的划分、功能特点近十几年随着我国经济的高速增近十几年随着我国经济的高速增长，也使建筑行业有了迅猛开展长，也使建筑行业有了迅猛开展期，建筑功能愈加复杂，顺应性期，建筑功能愈加复杂，顺应性要求越来越高，高层建筑以及超要求越来越高，高层建筑以及超高层建筑越来越多。本报告就只高层建筑越来越多。本报告就只针对高层民用建筑来讲。针对高层民用建筑来讲。高层、超高层民用建筑的划分高层、超高层民用建筑的划分并无明确的一致规范，通常以并无明确的一致规范，通常以以以中规定的适用范围来划中规定的适用范围来划分：分：高层民用建筑普通指：高层民用
2、建筑普通指： 1、建筑高度超越、建筑高度超越24米的公共米的公共建筑；建筑； 2、十层及十层以上的居住建筑。、十层及十层以上的居住建筑。 超高层民用建筑：超高层民用建筑： 因因中中对高度超越对高度超越100米的建筑有一些米的建筑有一些特别要求，如设避难层等，所以特别要求，如设避难层等，所以我们就将高度超越我们就将高度超越100米建筑称米建筑称为超高层。为超高层。高层民用建筑的功能主要有：高层民用建筑的功能主要有： 酒店；酒店； 高档公寓及高层住宅；高档公寓及高层住宅； 普通办公及高档写字楼；普通办公及高档写字楼； 商业建筑；商业建筑； 医疗、电信、广播电视等；医疗、电信、广播电视等； 包含多种
3、功能的综合楼；包含多种功能的综合楼；各类建筑特点各类建筑特点酒店酒店普通有客房、健身、会议厅、各种风味餐饮、效力及管普通有客房、健身、会议厅、各种风味餐饮、效力及管理用房，属于年年全天候运营，人员流动性大，要求各系统适用理用房，属于年年全天候运营，人员流动性大，要求各系统适用性、可靠性高，可调性好；性、可靠性高，可调性好；高档公寓及高层住宅高档公寓及高层住宅要务虚用、个性化，配套设备运用灵敏、要务虚用、个性化，配套设备运用灵敏、简便、耐用，且运转费用低等；简便、耐用，且运转费用低等；办公类建筑办公类建筑除一些自用的办公楼外，普通租、售的写字楼在除一些自用的办公楼外，普通租、售的写字楼在起用后往
4、往会有二次装修分隔的问题，以及会有一些特殊办公设起用后往往会有二次装修分隔的问题，以及会有一些特殊办公设备的运用等，还有加班人员及加班时间的不确定性，这些都需求备的运用等，还有加班人员及加班时间的不确定性，这些都需求设计师去思索如何满足能够的各种需求；设计师去思索如何满足能够的各种需求；商业类建筑商业类建筑空间大，人员流动性大、密度高，且人员密度变空间大，人员流动性大、密度高，且人员密度变化大，营业时间比较固定。在二次装修与分隔方面与办公建筑有化大，营业时间比较固定。在二次装修与分隔方面与办公建筑有类似之处；类似之处；医疗、电信、广电类等建筑医疗、电信、广电类等建筑有工艺、流程方面的特殊要求，
5、有工艺、流程方面的特殊要求，以下就不多讲了。以下就不多讲了。综合楼综合楼普通功能多样，能够有文娱、餐饮、购物、办公等。普通功能多样，能够有文娱、餐饮、购物、办公等。高层民用建筑空调通风设计一、各类建筑空调设计中的共性问题：一、各类建筑空调设计中的共性问题：1、冷热源及水系统：、冷热源及水系统：1应根据工程所在地能源利用情况分析，确定合理的冷热源方式。应根据工程所在地能源利用情况分析，确定合理的冷热源方式。2介质参数、承压及定压值确实定：介质参数、承压及定压值确实定： 供冷参数：常规制冷系统，普通取供冷参数：常规制冷系统，普通取7/12。对于规模较大、保送间。对于规模较大、保送间隔较长的工程，可
6、适当加大供、回水温差，以降低保送能耗，隔较长的工程，可适当加大供、回水温差，以降低保送能耗，但供水温度降低，制冷会降低，因此应综合分析确定。对于冰但供水温度降低，制冷会降低，因此应综合分析确定。对于冰蓄冷系统，空调冷水供回水温差可取大一些，如蓄冷系统，空调冷水供回水温差可取大一些，如5/13。这种。这种供冷参数的末端可用全空气低温送风系统，如末端用风机盘管，供冷参数的末端可用全空气低温送风系统，如末端用风机盘管，需求修正。需求修正。 供热参数：如用常规的热源系统，如市政热力、锅炉房等，普通取供热参数：如用常规的热源系统，如市政热力、锅炉房等，普通取60/50。如用普通的热泵机组，其普通供热参数
7、为。如用普通的热泵机组，其普通供热参数为45/40 ，在北方地域就要核算末端供热才干能否够。在北方地域就要核算末端供热才干能否够。 系统承压值的问题：对于高度较高的建筑，水系统竖向能否需求分系统承压值的问题：对于高度较高的建筑，水系统竖向能否需求分区？如何分区？区？如何分区？ 如今通常做法是高度不超越如今通常做法是高度不超越100m的建筑不分区，高度超的建筑不分区，高度超100m的的建筑即超高层普通接合避难层对水系统进展竖向分区；建筑即超高层普通接合避难层对水系统进展竖向分区； 早期的空调系统普通将系统承压值控制在早期的空调系统普通将系统承压值控制在1.0MPa1.0MPa以下，近些年空调设备
8、及附件质量、性能的提高。普以下，近些年空调设备及附件质量、性能的提高。普通高度在通高度在100m100m以下的楼就不分区了，控制在水系统任以下的楼就不分区了，控制在水系统任务压力为务压力为1.6MPa1.6MPa以下，在这个任务压力下，系统的设以下，在这个任务压力下，系统的设备、阀门及附件、管材的造价不会添加太多。本人曾备、阀门及附件、管材的造价不会添加太多。本人曾经咨询过有关空调厂商，了解到有的品牌经咨询过有关空调厂商，了解到有的品牌1.0MPa1.0MPa与与1.6MPa1.6MPa的制冷机价钱是一样的，风机盘管及空调、新的制冷机价钱是一样的，风机盘管及空调、新风机组的设计任务压力就是风机
9、组的设计任务压力就是1.6MPa1.6MPa；有的品牌；有的品牌1.0Mpa1.0Mpa与与1.6Mpa1.6Mpa的制冷机价钱相差的制冷机价钱相差5%5%。 另外对于高度较高的建筑，我们在空调系统的流另外对于高度较高的建筑，我们在空调系统的流程设计上可采取一些措施：比如普通我们是将冷水机程设计上可采取一些措施：比如普通我们是将冷水机组设在冷冻水、冷却水循环泵的出水侧，当楼较高时，组设在冷冻水、冷却水循环泵的出水侧，当楼较高时，可将冷水机组设在冷冻水、冷却水循环泵的进水侧可将冷水机组设在冷冻水、冷却水循环泵的进水侧见幻灯见幻灯5 5插图，这样冷水机组的承压就可以降低插图，这样冷水机组的承压就可
10、以降低0.20.3MPa0.20.3MPa相当于循环泵的扬程，另外系统定压相当于循环泵的扬程，另外系统定压尽能够采用高位膨胀水箱尽能够采用高位膨胀水箱插冷源系统图：插超高水系统图：空调水系统竖向分区的做法有普通有以下两种：空调水系统竖向分区的做法有普通有以下两种： 高、低区共用冷热源机组：低区直供，结合避难层设高区高、低区共用冷热源机组：低区直供，结合避难层设高区板式换热器及其循环泵、补水定压设备，换热后给高区供冷供热板式换热器及其循环泵、补水定压设备，换热后给高区供冷供热见幻灯见幻灯6 6插图，这种做法的优点是大型设备普通设在地下机房，插图，这种做法的优点是大型设备普通设在地下机房，楼中设备
11、层内只是板式换热器及水泵，对设备层层高没有太高要楼中设备层内只是板式换热器及水泵，对设备层层高没有太高要求，对构造荷载较小，振动及噪声相对要小，且便于安装及改换求，对构造荷载较小，振动及噪声相对要小，且便于安装及改换设备。缺陷是：普通冷水换热温差取设备。缺陷是：普通冷水换热温差取1.51.5左右，对板换的要求高，左右，对板换的要求高，另外假设直供的冷水供回温度取常规的另外假设直供的冷水供回温度取常规的7/12 7/12 ，那麽高区的供回，那麽高区的供回水就是水就是8.5/13.5 8.5/13.5 ，在同样负荷情况下高区的末端就要加大，且，在同样负荷情况下高区的末端就要加大，且新风机组的除湿才
12、干降低了。此种做法不适宜建筑高度超越新风机组的除湿才干降低了。此种做法不适宜建筑高度超越200m200m的建筑。的建筑。 高、低区独立设冷源：高区的冷水机组设于楼中的设备层高、低区独立设冷源：高区的冷水机组设于楼中的设备层结合避难层设，优点是高低区末端设备一样，高区不用另外结合避难层设，优点是高低区末端设备一样，高区不用另外修正。缺陷是：对设备层层高、荷载、隔振等要求高，冷机安装修正。缺陷是：对设备层层高、荷载、隔振等要求高，冷机安装困难，改换就更困难。困难，改换就更困难。 高度超高度超200m200m的建筑另论。的建筑另论。2根据建筑运用功能对部分负荷进展分析，确定冷热源机组的配置方案，即机
13、型、台数搭配方案；3从功能特性分析，思索运用时间、便于运转管理、调理等要素，确定能否设二次泵系统以及环路如何划分。 普通什麽情况下设二次泵系统：我以为运用时间差别较大或系统较大、且各环路阻力相差较大时应设二次泵：如有的写字楼裙房设有较多的商业、餐饮除职工餐厅功能时应与办公区分设二次泵。普通办公的空调运转时间大约是早7点晚6点，且节假日不运转或很少运转，而商业和餐饮普通早上开的较晚，晚上营业的较晚，节假日照常。分二次泵后，可在自控系统设泵的启停时段，管理方便。4采用两控制还是四控制：要思索建筑的规范、内热情况、朝向，过渡季及冬季内热能否可利用室外风消除。假设采用四控制系统，在北京普通冬季用与冷却
14、水换冷的方式制取冷冻水见幻灯5插图。这种做法就要对冷却水系统采取一些防冻措施：如室外部分的冷却水管要设电伴热、冷却塔风扇变频、水盘设电加热棒或用其他方式防冻如泄水。5冷热源方式选择：是用常规的系统还是蓄冰、水环热泵、水源或地源热泵等。要思索分析当地的能源情况、管理程度、投资情况。假设采用非常规的冷热源方案，就要对负荷进展特殊的计算分析如地源热泵要进展全年的动态负荷计算等。6 6冷热源站房位置设置要思索以下问题：冷热源站房位置设置要思索以下问题：大型设备的安装条件、运输通道大型设备的安装条件、运输通道不仅要思索初次安装时不仅要思索初次安装时的运输、安装，还要思索未来设备的改换问题。的运输、安装，
15、还要思索未来设备的改换问题。噪声、振动对临近房间的影响；噪声、振动对临近房间的影响；假设采用直燃机：如必需设在高层建筑内时，其机房位置、假设采用直燃机：如必需设在高层建筑内时，其机房位置、设备总容量要满足消防规定，且应有防爆泄压及事故通风设备总容量要满足消防规定，且应有防爆泄压及事故通风措施，并不应与人员密集场所贴临；还要思索烟囱的位置、措施，并不应与人员密集场所贴临；还要思索烟囱的位置、排出口标高。排出口标高。 对于直燃机设在楼内的相关限制要求对于直燃机设在楼内的相关限制要求如设备总如设备总容量、站房的位置、防爆泄压措施、事故通风等，国标未容量、站房的位置、防爆泄压措施、事故通风等，国标未见
16、明确规定，普通参照锅炉房做。北京地标的规定要求：见明确规定，普通参照锅炉房做。北京地标的规定要求： 直燃机房应设在首层或地下一层靠外墙处，不应设在主体直燃机房应设在首层或地下一层靠外墙处，不应设在主体构造内。且应有防爆泄压及事故通风措施，并不应与人员构造内。且应有防爆泄压及事故通风措施，并不应与人员密集场所贴临；密集场所贴临；7 7空调水系统的平衡问题：空调水系统的平衡问题： 对于高层建筑，空调水系统竖向、横向的水力平对于高层建筑，空调水系统竖向、横向的水力平衡都要思索，有的采用同程系统，有用动态平衡阀的。衡都要思索，有的采用同程系统，有用动态平衡阀的。( (参见水系统图参见水系统图2、空调系
17、统选择：要根据空调房间的运用特点，思索运用的灵敏性、经济性，1新风+风机盘管系统：优点是运用灵敏，可独立控制。缺陷是空气质量差，噪声高，运转维护任务量大。2全空气系统：特点是空气质量好、便于维护管理，在适宜的条件下可在过渡季用加大新风量即变新回风比运转的方式供冷，但此工况要有对应的排风措施或用双风机系统。全空气系统有定风量、变风量之分：定风量全空气系统:普通适用大空间、运用要求及时间一致、无需部分调理的场所；变风量全空气系统:可用于需求分区域或房间调理室温的场所，如高档写字楼。其优点是空气质量好、噪音低，节能。缺陷是运用不够灵敏。如少部分人要加班时，那么要开启整个系统，另外新风量不易保证，有各
18、区域新风量不均的问题，往往为了满足最不利区域因送风量减小而带来的新风量缺乏的问题，就要适当加大总的新风量。变风量系统的特例：仅空调机组变风量，不设变风量末端安装。普通用于负荷变化较大的大空间，且空调风量在一定范围内变化后对气流组织无太大影响的场所。其介于定风量与变风量之间，较定风量节能，比真正的变风量造价低。3内外分区及内区冬季、过渡季的降温措施： 外区的范围：对于无分隔的大房间如何确定外区范围，通常取外周边的35m为外区；也可以按以下方法核算确定外区范围：每沿米外围护构造热负荷与室内对应区域的内热所能抵消的进深范围即可做为内外区划分范围。 过渡季的降温措施：应优先选用室外风的降温方式；室外风
19、的降温方式有以下两种均要有对应的排风措施： 对于全空气系统可加大新回风比； 对于风机盘管+新风系统：新风机组可用双速或变速风机，过渡季高速运转 加大新风量。但设计风管时要思索风量变化时对风平衡不会有太大影响；用变风量全空气系统年年供冷，外区加再热安装；用内外区的全空气系统，内、外区分设空调机组；内区用全空气系统年年供冷、外区用两控制风机盘管冬季供热、夏季供冷；用四控制风机盘管系统内区仅接冷水年年供冷、外区用四管或分区两管系统。外区用四管相对于分区两控制来说：相对灵敏、适用性强、管理方便；4风平衡问题，尤其是办公建筑且层数较多时：办公用房普通地上排风出路就是厕所、开水间等处，且如今的外窗严密性较
20、好，因此除厕所、开水间必需求保证的排风量以外，还应加设排风系统在最小新风量时，以保证室内余压不致于太高普通不超越5Pa，保证新风送入。估算时可取总排风量约为新风量的85%左右；5餐饮厨房的排风：不仅要设油烟净化安装，还应将排风管拉到建筑最高处排放，且远离新风口、并处于下风向。由于油烟净化安装普通可以对油雾的净化处置的较好，但除味效果不好；另外，厨房的排风一定不要直接用建筑风道，必需加装风管，尤其是在正压段。因土建风道的严密性不易保证；油烟净化安装设置位置尽量离排油烟罩近一些，如离的太远，前端应有预处置措施，因油烟管道不易清洗，时间长了，油垢积的多了后容易引燃，发生火灾； 6高大空间如大堂、共享
21、空间的气流组织； 普通大堂、共享空间供热时低位温度不易报证，如今通常的做法是除在气流组织方面想方法外，再设低温地板辐射采暖系统。 7节能环保措施；遵照节能规范要求，选用少污染、低耗能的系统和设备；系统设置上要思索运转管理过程在保证 必要的温馨性的同时不会出现无谓的耗能景象；冬季及过渡季尽能够利用天然冷源；防止冷热抵消景象。3、防排烟系统：执行，就不多讲了，需求留意的是：1尽量不要直接用土建风道作风井；2当建筑高度较高时，楼梯间正压送风管或竖井)内风速不要取的太高； 对于此条：是因中规定金属风道风速不应大于20m/s，混凝土风道风速不应大于15m/s，有的设计师就卡着限值设风管及井道，对于均匀设
22、常开口的、建筑高度较高的楼梯间加压系统来说，往往会出现上下风口不易平衡的问题二、各类建筑空调设计中的个性问题：二、各类建筑空调设计中的个性问题：1、酒店：、酒店：1冷源：因空调负荷特点是昼夜负荷变化比较冷源：因空调负荷特点是昼夜负荷变化比较大，且要思索客房入住率不满的不利要素，在大，且要思索客房入住率不满的不利要素，在机型、机组容量搭配方面要充分思索；机型、机组容量搭配方面要充分思索；2客房：空调系统比较单一，普通采用风机盘客房：空调系统比较单一，普通采用风机盘管管+新风，客房卫生间设排风。如今规范较高的新风，客房卫生间设排风。如今规范较高的酒店用四控制风机盘管的较多；酒店用四控制风机盘管的较
23、多； 3)多功能厅及宴会厅：室内人员、灯光负荷较多功能厅及宴会厅：室内人员、灯光负荷较高，新风需求量大，根本为年年供冷需求，通高，新风需求量大，根本为年年供冷需求，通常采用的是定风量全空气双风机系统或空调机常采用的是定风量全空气双风机系统或空调机组组+排风系统，可变新回风比，在适宜的气候条排风系统，可变新回风比，在适宜的气候条件下用室外新风降温。件下用室外新风降温。4健身、文娱：普通采用风机盘管健身、文娱：普通采用风机盘管+新风；新风；5游泳、洗浴等：普通要思索在供暖方面与大游泳、洗浴等：普通要思索在供暖方面与大系统不同步，要提系统不同步，要提 前供热和停热滞后的需求。前供热和停热滞后的需求。2、办公建筑：1办公及会议用房：通常采用的系统有 a、两管或四控制风机盘管+新风系统； b、全空气变风量系统； 2特殊需求：为了租户特殊设备的供冷需求，近10年的通常作法是预留给用户冷却水系统，以便用户加装水冷式制冷设备。3、商业建筑：1采用定风量全空气系统+外区风机盘管；也有采用四控制风机盘管的。2餐厅：可采用定风量全空气系统；4、其他空调系统：近10年空调设备开展比较，有许多新的设备、系统可供选择，各有优缺陷。因时间关系就不多讲了。 谢谢各位！
