基于超高层建筑暖通空调系统设计分析+超高层建筑技术的发展与研究.docx

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1、基于超高层建筑暖通空调系统设计分析摘要：暖通空调作为建筑施工的重要组成部分，其系统设计和施工质量跟超高层建筑质量和高品质环境要求息息相关。基于超高层建筑暖通系统设计起步时间较晚，其设计过程还存在许多探讨之处，本文以湖南星城光塔项目为例，阐释超高层建筑暖通空调系统设计原则及超高层建筑特点，简述超高层建筑暖通施工中存在的问题，并且结合施工现状提供可行性改进措施。关键词：超高层建筑暖通空调系统设计Abstract：Asanimportantpartofbuildingconstruction,itssystemdesignandconstructionqualityarecloselyrelated

2、tothequalityofsuper-high-risebuildingandhigh-qualityenvironmentalrequirements.Basedonsuperhigh-risebuildingHVACsystemdesignstartedlate,thedesignprocessstillhasmanydiscussion,thisarticleinHunanstarcitylighttowerprojectasanexample,analyzesthesuperhigh-risebuildingHVACsystemdesignprinciplesandsuperhigh

3、-risebuildingcharacteristics,summarizestheproblemsinsuperhigh-risebuildingHVACconstruction,andcombinedwiththeconstructionsituationtoprovidefeasibleimprovementmeasures.KeyWords：Superhigh-rise;BuildingHVAC;Airconditioningsystem;Design高层建筑工程规模大，可容纳人员数量多，其承载功能更加丰富，在一定程度上反映了当地城市发展现状。在超高层建筑设计过程中，暖通空调系统设计十

4、分重要，暖通空调系统设计质量不仅关乎人们生活舒适度还关乎超高层建筑整体质量，暖通空调系统进行科学合理的设计达到满足运营需求和节能降耗的效果。1超高层建筑暖通空调系统设计原则1.1 经济性原则超高层建筑暖通空调的设计中，经济性是需要遵循的基本原则之一，要保证设计能够达到前期投资少、系统稳定可靠、环境舒适性好、后期运营成本低和环保节能的要求。设计人员要综合分析考虑进行设计。例如，空调系统形式与供能业态相适应性，合理分区降低承压等级减少高承压等级材料应用降低造价，分布式集中能源应用降低本项目机房面积、减少配电容量，各暖通空系统形式的综合对比分析，绿色建筑碳中和贡献;在材料选择方面，要对市场进行全面了

5、解，选择正规的厂家，确保材料可以达到相应的质量标准，并且要保证在价格上有优势，避免以往材料选择时的随意性或者盲目性。在设备选择方面，要保证设备的可靠性，确保设备具备良好的性能1。1.2 操作方便性与适应性原则超高层建筑暖通空调使用的高峰期主要集中在冬季和夏季。因此，要通过设计提高暖通空调的调节性能，使其能够在具备较强适应性的基础上，操作起来更加方便。1.3 循环与绿色原则暖通空调具备良好的节能降耗效果。在具体的设计过程中，需要从能源的利用方面进行全面考虑，可以在以往系统的基础上，对其进行优化，从而降低对能源的消耗。在超高层建筑暖通空调的设计方面，要突破以往发展模式中的弊端，以绿色发展为基本方向

6、，将绿色原则作为设计中的重要原则之一，确保设计能够符合绿色理念的要求，做到低能耗循环利用。1.4 满足安全标准超高层建筑暖通空调是否具备安全性，不仅直接影响着空调系统功能的发挥，并且直接影响着住户的安全。超高层暖通空调系统不同于普通空调，有一定的复杂性，空调设备在具体的运行过程中，维护工作十分困难。以本项目为例，在对高层建筑暖通空调进行设计时，设计主要集中水系统方面，需要对水系统进行合理规划竖向和水平分区，避免在后续运行过程中出现系统水不力平衡、承压等级过高等稳定性问题及隐性安全问题。2超高层建筑暖通空调设计要点概述2.1 满足冷热负荷要求超高层建筑中涉及的整体暖通空调工程具有很大的覆盖范围且

7、较为复杂，其中，涉及到不同的暖通设备，如果同时运行需要耗费大量的电力能源。在进行建筑设计当中，需要明确最大冷热负荷与电力能源负荷，并以此为参考依据，在确保暖通设备最大化利用的情况下，系统依然能够正常运行，而不会发生负荷超载的情况。2.2 从整体上进行合理的规划超高层建筑暖通空调系统设计需要将其作为整体建筑设计的重要组成部分和关键点之一，要给予足够的重视，在进行暖通设计时要能够从整体把握，要具有全局观，立足于整个建筑并综合考虑暖通设计功能效应3。在进行暖通部分的局部规划设计当中也要做好预算工作，将暖通工程相关技术规范和标准作为设计参考，实现合理规划和科学设计，避免暖通空调设计与建筑设计发生冲突4

8、。2.3 注重节能减排设计超高层建筑暖通空调系统设计当中，还必须响应国家节能减排降耗的号召，遵循我国所提出的生态文明建设与生态文明城市建设的理念，积极研究超高层建筑暖通设计的节能降耗设计方案。在进行暖通设计过程当中，需要将节能技术融入暖通设计当中，借助国内外超高层建筑节能降耗方面较为成功的设计案例，汲取经验，不断进行暖通设计方案的优化改进，确保超高层建筑暖通设计节能降耗效果5。3超高建筑暖通空调系统设计中存在的问题3.1 超高层建筑暖通空调系统设计图纸过于形式化在暖通系统设计过程中，暖通空调设计图纸主要发挥着规范施工的作用，图纸设计质量直接关乎暖通施工质量。设计图纸务必要求较高的合理性与科学性

9、。数据显示，在暖通空调系统设计过程中，图纸标准过于笼统的现象屡有发生，且材料规格及细节存在漏洞6。3.2 经济性、舒适性和安全性问题建筑暖通空调系统节能设计期间，需要以全年气候条件作为参照物，继而对建筑暖通空调系统各项参数进行精确化设计，有利于建筑暖通空调系统能在不同季节发挥相应的作用，继而使得建筑暖通空调系统运行时，无论是经济性还是协调性都能得到保障。3.3 设计人员专业素养不高，安全意识淡薄暖通系统设计人员专业素养关乎暖通设计质量，如果设计者安全意识薄弱，安全事故的发生概率就会有所提高，在设计超高层建筑暖通系统时，设计人员专业素养参差不齐，对工程质量造成了极大的负面影响。4实例分析超高层建

10、筑暖通空调的设计本项目位于，总用地面积45806m2,总建筑面积268373m2,其中裙房商业10982m2,五星级酒店34859m2,酒店式办公67903m2,甲级办公53O3Om2,云观光2397m2,地下室65154m2,建筑高度380m;集办公、酒店、公寓、观光等多业态于-体的综合体塔楼。4.1 暖通空调系统的类型超高层建筑暖通，大致可以分为三类：空气-水暖通、全水暖通、全空气暖通。空气-水暖通空调系统就是在冷水和空气的热交换作用下实现制冷或制热，以此来调节建筑内部温度。空气-水暖通空调可实现热量交换，可以提高人们办公或居住的舒适度。与空气-水暖通相比，全水暖通是基于水的热能交换来实现

11、室内温度调节的4。全水暖通在调节室内温度的基础上，还可以调节室内空气质量，广泛应用于超高层暖通系统设计过程中。全空气暖通系统是城市建筑应用最为广泛的空调系统，主要通过空气处理机来调节湿度和温度，可以改善室内空气质量。4.2 管线的设计与低层建筑暖通设计相比，超高层建筑管道种类繁多，目前，超高层建筑暖通系统设计主要采用空调水系统管道、空调风系统管道、热能动力系统管道、供配电系统管线等。超高层建筑设计需科学布置各类管道，避免管道交叉，管道走线需要按照施工图纸合理布置。采用BlM管线综合设计应用，在满足施工标准的前提下，提高管道走线的合理性，有效避免管线交叉。4.3 空调水系统分区的设计本工程的中央

12、空调系统空调冷热源根据各系统形式方案综合对比分析和营运方需求后按功能业态选取合适形式，裙房商业采用独立VRV系统，云观光采用独立风冷热泵系统，五星级酒店采用“电制冷+锅炉”系统，酒店式办公和甲级办公采用分布式集中能源站提供的冷热源，均选用环保冷媒，设置如下。(1)酒店式办公和甲级办公位于62层(263.7m)以下，空调冷热源选用分布式区域集中能源站供能(能源站采用污水源热泵、河水源热泵、燃气三联供等多能互补供能，节能高效绿色环保)，采用两管制，一级换热站设置在Bl层，总冷负荷17200kW,供水侧冷冻水供回水温度7/13,空调热水供回水温度4539C,承压一次侧LOMPa,二次侧1.6MPa;

13、二级换热站设置在28F(121.0m),供水侧冷冻水供回水温度814C,空调热水供回水温度4438C,承压L6MPa0(2)五星酒店位于63F78F(269.l333.3m)楼层段，后勤区位于Bl,宴会厅位于2F/3F,空调系统：“电制冷+锅炉”组合，总空调冷负荷4149kW,总空调热负荷2489kW,3台螺杆式冷水主机，冷冻水一级供回水温度均为612C,冷冻水二级供回水温度均为713C,冷却水供回水温度均为3237C,燃气真空热水锅炉提供空调热水，锅炉热水供回水温度8565C,空调热水供回水温度6050C;系统主机和一级换热机组均布置在Bl,二级换热机组布置在28F,四管制。中央空调冷热源配

14、以相应的冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵和空调热水泵，冷却塔设于裙房屋顶5,冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵及低区换热机组设于负一层冷冻机房，高区换热机组设于28层换热机房。空调水系统按四管制配置，空调水系统采用闭式膨胀水箱定压，分布在相应机房内。(3)云观光位于79层(338.7m)：独立业态配置独立的风冷热泵空调系统,总冷负荷533kW,总热负荷320kW;空调冷源选用模块式风冷热泵机组，采用两管制系统，冷冻水供回水温度712C,空调热水供回水温度4540C,主机设备位于塔楼屋顶。4.4 冷水机组和空调水系统的自动控制本项目空调水系统，依照供回水温度及其流向计算系统运行负荷等自控运行策略，确定冷水机

15、组运行状况，测量其参数，依照运行时间累计观察，按照轮时方式启动冷水机组及空调水泵。本项目通过主机和冷水机组蒸发器出水管的水流开关连接的方式，自动控制空调水系统。当管道水流量达到最低值时，主机会自动截停机组，整个系统暂停运行。空调水系统采用一次泵变流量系统，在供回水总管间安装平衡管，水泵根据其服务水环路上最不利用水点的供回水管之间的压差进行变频调节，实现空调水系统的节能运行。4.5 通风与排烟系统的自动控制为保证地下通风，本工程在地下车库设置了一氧化碳检测器，对车库通风及风机进行自动监管，随时监测车库空气质量。当空气质量威胁人们健康时，检测器会发出相应警报，提醒人们避难，以此来避免造成人员伤亡。

16、与此同时，本工程建筑内部每层都设立了烟感器。烟感器可以监测建筑内部烟气含量，当发生火灾时，自动控制暖通系统开设排烟口，同时打开送风机，辅助排烟。为降低火灾扩散，烟感器可以在发出预警后自动切断空调电源。5结语综上所述，本文以湖南长沙某项目为例，分析了超高层暖通空调系统设计中存在的问题及设计方式，以实践为基础，提出了设计措施，旨在为相关领域提供借鉴和参考。想要提高暖通空调系统设计水平，设计人员需要不断总结经验教训I,认真思考发展难题，推动暖通工程质量的稳步提高，为我国建筑行业长足发展奠定坚实的基础。参考文献Ul张欣欣，熊炜，王玮.暖通空调送风方式对宿舍热环境的影响分析JL安装，2021(12)：3

17、6-37,4012曹经福，杨艳娟，陈跃浩，等.天津市超高层建筑暖通空调设计气象参数评估J.气象与环境学报，2019(4)：133-138.桑海涛，周昕.暖通空调胶接结构搭接接头承载力优化研究J.中国胶粘剂，2021,30(11)：51-54,72.14|王江涛.流量调节阀噪声机理分析D.北京：北方工业大学，2020.15许广胜.高层建筑暖通空调设计要点探讨J.科技创新导报，2018(21)：155,15716唐培忠.暖通空调系统(HVAC)的精准节能控制策略研究J.科技创新导报，2020(15)：74-75.超高层建筑技术的发展与研究摘要：当前，建筑行业快速发展，超高层建筑也成为建筑工程的前进

18、趋势,并且带来了诸多的挑战。城市发展中，人们对生活质量和生活环境提出了更为严格的要求，一方面要具备较强的美观性和安全性，另一方面也需降低工程成本投入，规避投资风险。关键词：超高层建筑技术;安全性;投资风险；随着建筑技术的完善，超高层建筑明显增多，很多国家均结合自身实际建设了多种超高层建筑。超高层建筑指40层以上且高度在IOOm以上的建筑，超高层建筑与普通建筑差异尤为明显，在工程施工中，对施工技术也提出了更高的要求。研究超高层建筑技术对现代化建设具有十分积极的现实意义。1超高层建筑技术发展1.1建筑材料的发展筑材料在建筑工程建设和施工中发挥着十分重要的作用，当前，建筑材料日渐丰富，钢材本身具有良

19、好的强度和理想的延性,在建筑施工中得到了广泛应用O与传统工程结构相比，建筑钢结构的空间更大，且承载力更大，工程自重较小，促进了超高层建筑的长期与稳定发展。上世纪初钢筋混凝土闯入了大众的视野，钢筋混凝土结构具有优良的耐久性，强大的可塑性，且其刚度优势尤为明显，这使得钢材在建筑工程中的应用频率较高。现阶段，钢筋混凝土框架剪力墙成为了较为常见的超高层建筑结构形式。20世纪后期，钢材和钢筋混凝土组成的劲性混凝土构件和钢管混凝土充分融合了混凝土耐久性、刚度和钢材强度等特点。另外，钢结构与混凝土结构组合而成的框架核心筒混合结构体系，具有良好的安全性和可靠性，主要应用于30Om以上的超高层建筑。I2垂直运载

20、装置20Itt纪初期，部分发达国家已经普遍使用混凝土输送泵、塔机和电梯等垂直运载装置。混凝土输送泵出现于上世纪20年代，随后得到广泛应用。著名的迪拜塔，在施工中便应用了混凝土泵送技术，迪拜塔输送泵设备能够将泵提高到611m,可承受较大的压力。塔机主要指塔式起重机，于上世纪中期进入我国，现阶段，我国塔机设备应用体系相对完善。塔机的应用极大地提升了材料运输效率，减少了人力及物力的消耗。施工电梯也可得到广泛应用，也被称为升降机，由轿箱、驱动装置和标准节等装置构成，这也是一种较为先进的载人货物运输设备。上述设备和技术的应用极大地提高了工程的施工效率，完善了超高层建筑的施工水平。2超高层建筑施工技术发展

21、现状2.1 高承载力桩基施工较为普遍重大超高眉建筑施工中通常利用超长、大直径和高承载力桩基，大直径成孔较深，工程施工的时间较长，因此泥浆的密度较大，桩身泥皮、沉渣及垂直度控制也成为人们关注的焦点，加工、制作和吊装超长超重钢筋笼也成为工程施工中的难点问题。受起重设备能力限制，超长钢筋笼吊装施工中应采取空口分段安装、连接和下放施工方式，且主筋的直径较大，数量较多，会影响钢筋笼的连接。利用人造浆气举泵吸反循环清孔，利用泥浆净化装置清除泥砂，桩底桩侧联合后方可注浆，规避大直径超长灌注桩施工质量问题。超长钢筋笼主要采用专用胎架和预拼装技术保证钢筋笼拼装的效果。采用分体式直螺纹连接技术能够改善钢筋笼主筋的

22、连接效率，有效缩短成孔静置时间。2.2 基坑与地下室逆作施工十分常见超高层建筑施工中，需要投入较多的资金和资源，这里资金资源与成本存在着十分密切的联系。基坑与地下室逆作施工能够改善工程施工效率，缩短工程的施工工期,进而有效增大工程的效益。全逆作施工能够最大限度地规避重要线路,该技术充分利用了一体化设计和施工方法，结构设计的过程中主要利用一柱一桩的方式增强竖向荷载分布的合理性。施工中需高度重视桩基垂直度和施工质量的有效把控。逆作节点设计和施工中，可采取多种措施切实保障受力体系节点转换的质量，逆作施工中，要高度重视动态实时监控，全逆作施工要求较高，难度较大，但其可有效缩短工程的施工周期。2.3 大

23、体积混凝土施工全面推广重大超高层项目建设中，桩筏基础较为常见，筏板主要采用一次性浇筑超厚巨型钢筋混凝土板。大体积混凝土施工中水化热尤为明显，大体积混凝土受水化热的影响会出现较大的温差，进而产生裂缝。此外，施工人员要选择低水化热的水泥，有效降低水泥用量。适量掺入粉煤灰和高校的减水剂，严格控制混凝土水化热，合理把控混凝土的入模温度，把控混凝土内外部的温差。再者，施工人员要采取水管循环冷却系统实现热量的交换，从而有效掌管混凝土的内外温差，高度重视混凝土的养护、温度监控和反馈。3超高层建筑施工技术发展趋势3.1 智能化趋势超高层施工作业面相对较多，工序尤其复杂，同需要大批优秀的施工与管理人员。智能化施

24、工技术有利于用工需求，能够改进工程施工效率，减轻工程建设风险，这也是建筑行业发展的主要方向。现阶段，智能化施工由智能化装备和智能化监控系统构成。智能化混凝土布料机可结合核心筒混凝土墙体的位置，科学规划布料杆的运动轨迹，如运动中出现障碍物，则其可自动绕行。泵管职能监控系统可在泵压监测的基础上，判断混凝土是否出现赌管问题，如发现问题，会及时报警，采取科学有效的应对措施。3.2 信息化趋势超高藕筑施工中会产生海量的建筑信息，需要及时的分享并反馈。信息化施工主要利用互联网和云平台等技术，收集、储存、处理和交流工程信息，合理利用有价值信息，完善工程施工的质量。当前，BlM技术在工程施工中得到广泛应用，实

25、现了可视化功能，促进了信息的共享，充分发挥出建筑信息的作用。3.3 模块化趋势模块化施工能够减少现场作业，降低资源的消耗。目前，机电系统模块化施工在超高层建筑施工中的应用频率较高，这有效保证了设计、制作与安装的全面协同性，且测量机器人的应用也提高了安装精度。此外，施工单位要积极推广新型装配式桁架组合楼板及整体式钢筋笼等模块化组件，进而不断提高工程施工的效率，促进工程作业的机械化发展。4结语建筑行业发展中，超高层建筑施工技术不断完善，并在发展中得到了创新，综合性显著加强。超高层建筑已然成为建筑行业发展的主要趋势，同时,该技术也会随着科技的进步而不断完善，并推动现代化城市的更好发展。参考文献UJ李杰，杨晓明.超高层建筑施工技术发展与展望J居舍.2019(21)12龚剑，房霆宸，夏巨伟.我国超高建筑工程施工关键技术发展J.施工技术.2018(06)