高层建筑空调水系统

1、高层建筑空调水系统一、水系统分区一、水系统分区二、水系统承压二、水系统承压三、水系统案例三、水系统案例一、高层建筑水系统的分区一、高层建筑水系统的分区 高层建筑一般均是大型的民用建筑，整个建筑物的空调容量很大，各房间用途各异，负荷特点及使用规律也差别很大。再由于高层建筑总高度很大，产生的水静压力可能超过设备和管道的承压能力。 为了使空调系统既能满足各房间的使用要求，又便于运行调节，节省能量，并降低系统中的水静压力，有必要对大型建筑物的空调冷冻水系统进行合理平面和竖向分区。（一）按朝向、内外分区（一）按朝向、内外分区 对于大型建筑物来说，周边区(进深进深6m6m左右的左右的区域区域)受到室外空气

2、和日射的影响大，冬夏季空调负荷变化大；内部区由于远离外围护结构，室内负荷主要是人体、照明、设备等的发热，可能为全年冷负荷。因此，通常格平面分为周边区和内部区，对应于各区负荷变化特点分别进行空调。周边区由于日射负荷随时间变化大，故常按东、南、西、北等朝向分成四个或四个以上的空调区。 下图是建筑物平面分区的几种方式。图(b)所示为细长型的平面的建筑物，则可分成南、北和内部三区。当建筑进深小于10 m时，可不分内区（图c，d）。对于每层面积200m2以下的小型建筑物，为降低设备费用，常不分区。（二）按房间用途、使用时间分区（二）按房间用途、使用时间分区 对办公楼建筑来说，可按办公室、会议室、食堂、值

3、班室、活动室，进厅等设置不同的空调系统；对旅馆建筑来说，客房是全天使用的，其他如餐厅、宴会厅、办公室、会议室、商店等公用部分并非全天使用，就应划分为不同的空调系统；对医院来说，把洁净度要求相同的房间分为一个区，可按门诊室、手术室、新生儿室、病房、办公楼分别设置空调系统。空调分区，不仅能有效地满足各种性质、用途的房间的使用要求，而且有利于节约空调能耗和便于维护管理。（三）竖向分区（三）竖向分区 高层建筑由于层数多，考虑到风机盘管等用水设备的耐压性能，在竖向方面往往将空调系统分成几个区。一般建筑高度在100以下或左右水系统可不分区。二、水系统的承压能力二、水系统的承压能力 水系统承受压力最大的地方

4、在哪？ 最大承压点所承受的压力如何计算？ 水系统承压有以下三种情况： 系统停止运行时，最大压力为系统静水压力 系统瞬时启动，但动压尚未形成时，水泵出口压力是系统静水压力和水泵全压之和 正常运行时，出口压力是该点静水压力与水泵静压之和。 随着建筑高度的增加，空调水系统承受水随着建筑高度的增加，空调水系统承受水压就越大。压就越大。对于对于100m高建筑来说，静水压高建筑来说，静水压力就达到力就达到1.0MPa左右左右。 水系统的承压能力是由机组设备、水泵、水系统的承压能力是由机组设备、水泵、管道及阀门的耐压能力来决定。管道及阀门的耐压能力来决定。 下表列出来空调设备、管道等的承压能力。下表列出来空

5、调设备、管道等的承压能力。 当系统水压超过设备承压能力时，怎么办？当系统水压超过设备承压能力时，怎么办？ 根据建筑物具体情况，为减少设备及附属构件集中部位的承压，冷热源设备有如下几种布置方式。 1将冷热源设备设于塔楼外裙房顶层上，在裙房顶层上同时布置冷却水系统。 2冷热源设备设于塔楼中间的技术夹层，或与防火层结合起来设置。 3冷热源设备设于屋顶层。 4建筑物中间设备层内设置水水式热交换器，使静水压头变为分段承压。冷热源设备设于裙房顶层冷热源设备设于裙房顶层冷热源设备设冷热源设备设于技术夹层于技术夹层冷热源设备冷热源设备设于屋顶设于屋顶 目前我国超高层建筑绝大部分水路系统的设计采用：在建筑中间层

6、设置水水板式换热器水水板式换热器，把冷、热水从低区提升至设备层，经板式换热器闭式热交换后再由次级泵输送至高区。 在这类建筑中如果水系统不能合理分区则势必导致末端设备承压要求过高，导致换热器面板和管壁加厚过多，传热效率下降，同时设备承压能力提高了，造价亦随之提高；分区过多，从冷源供出的冷水经多级板式换热器后效率将降低，研究表明每经过一级板式换热器，其冷源的供冷（热）效率至少下降20%左右，同时末端装置的换热面积则需要加大20%。 超高层空调水系统分区减少，则泵组及板换设置数量少，运行管理简单，运行能耗低，供冷效率高。在超高层建筑的空调系统里，考虑到管路系统的焊接、密封、成本及可靠性等问题，其空调

7、水系统的划分空调水系统的划分应控制在应控制在2.5MPa 以内。以内。三、高层建筑水系统设计实例三、高层建筑水系统设计实例武汉房产交易大厦空调设计武汉房产交易大厦空调设计一、工程概况一、工程概况 该工程是一栋集房产交易、会议、办公、餐饮及客房为一体的综合性大楼。建筑面积40000m2，建筑高度99.5m，地下一层，地上26层，各层功能及空间概况见下表。二、室内空调设计参数二、室内空调设计参数 三、空调系统设计三、空调系统设计 1. 1. 系统划分系统划分 该工程夏季空调冷负荷5267kW，冬季空调热负荷3348kW。空调水系统采用双管制变流量一次泵系统，空调水系统按空调区域功能分三大环路，1-

8、6层、7-10层、ll-25各为一环路。1层餐厅，2、3层交易大厅、25层多功能厅为大风管低速送风系统，其他区域均为风机盘管+新风系统。2. 2. 冷热源冷热源 冷热源设于地下室，考虑到部分时段空调负荷可能很低，冷源配置采用3 3大大1 1小小，大机组选用制冷量1744kW的离心式冷水机组离心式冷水机组，额定负荷时效率高，但负荷调节性能差，小机组选用制冷量为676kw的螺杆式冷水机组螺杆式冷水机组，效率较离心式低，但负荷调节性能好。热源采用单台制热量为1744kw的燃油热水机组二台；冷冻水泵4台，夏冬季兼用，根据负荷大小，夏季开启1-4台泵，冬季开启1-2台泵；冷却塔采用3大1小、共四台低噪声

9、冷却塔，为减小噪声对周边及该工程的影响，冷却塔设于主楼屋面。武汉中商广场空调设计武汉中商广场空调设计 一、工程概况一、工程概况 总建筑面积112114m2，其中地下室12000m2，裙楼面积4000m2/层，标准层面积1960m2/层，楼层数：地上45层，地下3层。其中裙楼9层，1-7层为商业用房，8-9层为餐饮娱乐；地下1-2层为车库，地下3层为设备用房。10层、23层、36层为避难层。10层兼设备用房，11-45层为办公及商务套房。建筑总高度（地上）180m，裙楼1层：6m，2-9层：5.7m，10层设备层5.7m，标准层3.25m。 根据建筑方的要求，1-7层商业用房设置集中空调，仅夏季

10、供冷，冬季不供暖。8层以上设置集中空调，夏季供冷，冬季供暖。二、室内空调设计参数二、室内空调设计参数三、空调系统设计三、空调系统设计 1. 1. 空调系统分区空调系统分区 中南商业广场地面以上高180m，地下三层高12.8M，总净高192.8m。由于该建筑是一栋超高层建筑，平面复杂，功能较多。在设计时，从设备承压，使用功能及运行管理等因素综合考虑，以8层及35层屋面为界，将空调系统分为高、中、低三个区。 是每个分区设置独立的冷热源，自成系统，还是集中设置冷热源，在设计时曾经过多次反复比较。若集中设置冷热源于地下3层，在10层及36层避难层分别设置水水换热器，对于设备吊装，安装有利。同时也方便设

11、备集中管理、维修。但由于中南商业广场地质条件非常差，若集中设置冷热源于地下3层，机房面积势必成倍增加，一次投资将增加很多。经设计方与建设方反复研究，最后决定三个分区分别设置独立的冷热源，自成系统。 低区冷热源设置在地下3层,中区冷热源设置在10层避难层，将10层避难层层高增高至5.7m，高区冷热源设置于36层。尽管这样将给施工造成一定困难，但是对于节约投资是有利的。 低区：地下3层7层 中区：8层35层 高区：36层45层 2. 2. 冷热源及水系统设计冷热源及水系统设计 1)低区：选用了4台1758kw(500RT)美国约克离心机组，设置于地下3层冷冻机房内，夏季提供712 冷水至空调末端装置。水系统为二管制一次泵变流量系统，敷设方式为异程系统。 2)中区：夏季选用了3台2462kw (700RT)美国特灵离心机作为空调冷源，设置于2层设备机房内，夏季提供712 冷水至空调末端装置。水系统为二管制一次泵变流量系统，敷设方式为竖向同程，水平同程。 冬季由室外锅炉房提供0.4MPa蒸汽至十层汽水换热器交换6050 热水至空调末端装置。 3)高区:选用了2台528kW(150RT)风冷热泵机组设置于35层屋面，作为空调冷热源。夏季提供712 冷水，冬季提供50 热水至空调末端装置供冷及供暖。水系统为二管制一次泵变流量