高层建筑空调水系统

（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
• 水系统承受压力最 大的地方在哪？ • 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。
二、室内空调设计参数
三、空调系统设计 1. 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， 1-6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。
冷热源设备设于裙房顶层
冷热源设备设 于技术夹层
冷热源设备 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：在建筑中间层设置水－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——①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；②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%。
（一）按朝向、内外分区
对于大型建筑物来说，周边区(进深6m左右的 区域)受到室外空气和日射的影响大，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。
• 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，其空调水系统的划分 应控制在2.5MPa 以内。
三、高层建筑水系统设计实例
武汉房产交易大厦空调设计
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。
根据建筑方的要求，1-7层商业用房 设置集中空调，仅夏季供冷，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
三、空调系统设计 1. 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。
2. 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大1小，大机组选用 制冷量1744kW的离心式冷水机组，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，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
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，29层：5.7m，10层设备层5.7m，标准层3.25m。
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7℃ ／12 ℃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系 统，敷设方式为竖向同程，水平同程。
3. 空调方式
1)商场、餐厅、娱乐容积大，净空高，人员 密集，空调热，湿负荷较大，采用了全空气系统， 空气处理机组加低速风道，共设43个空调系统。 2)办公、商务套房采用新风加风机盘管系统， 共设59个新风系统。 3)气流组织形式 1-9层部分采用顶送，集中回风方式，办公及 商务套房采用顶送、上回方式，中庭部分分用侧 送风方式。
高层建筑空调水系统
一、高层建筑水系统的分区
• 高层建筑一般均是大的民用建筑，①整个建筑 物的空调容量很大，②各房间用途各异，③负荷 特点及使用规律也差别很大。④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。
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
对办公楼建筑来说，可按办公室、会议室、食 堂、值班室、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。
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. 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 7℃／12 ℃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。
• 随着建筑高度的增加，空调水系统承受水 压就越大。对于100m高建筑来说，静水压 力就达到1.0MPa左右。 • 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。 • 下表列出来空调设备、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？
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。
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7℃／12 ℃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60℃／50 ℃热水至空调末端装 置。