南宁华润超高层建筑空调设计
南宁华润超高层建筑空调设计
悉地国际设计顾问（深圳）有限公司　李亚姿☆
摘要　结合建筑特点、
地域特征和适用功能从冷热源、水系统、空调风系统、蒸汽系统、大堂ＣＦＤ空调系统模拟、
空调自动化等方面介绍了该工程空调系统的设计。关键词　超高层建筑　空调设计　ＣＦＤ模拟　冷热源　风系统　水系统
☆李亚姿，
女，１９７７年１０月生，大学，高级工程师５１８０３１悉地国际设计顾问（
深圳）有限公司Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉ．ｙ
ａｚｉ＠ｃｃｄｉ．ｃｏｍ．ｃｎ收稿日期：２０２１　０５　２
７１　工程概况
项目位于广西南宁市青秀区，总用地面积
５　９４２．０５ｍ２，总建筑面积２７３　９３３ｍ２
，最大高度４０２．５０ｍ，地上８６层，
地下３层。项目地下室西侧与万象城地下室、南侧与幸福里地下室无缝连接，资源共享。该项目裙房１～４层主要为商业、大堂、宴会厅、餐厅；７～６５层为办公层；６８～８５层为酒店层；地下３层主要为车库和机房。项目目标定位为国家绿建二星级及美国ＬＥＥＤ　ＣＳ金级。２　空调冷热源及空调冷热负荷
２．１　冷源
１
）裙房商业区及裙房酒店功能区接入一期南宁万象城冷源系统，并设置冷量计量装置。
裙房酒店功能区及后勤空调负荷为３　２５０ｋＷ；商业空调负荷为１　３２２ｋＷ；一期制冷机房设在地下２层，商业冷水管直接接入一期二级泵的供回水管上，裙房酒店制冷系统在地下室３层，增设二级泵组，冷水接入一期制冷站分、集水器。２
）塔楼办公一区～五区采用一套独立集中空调制冷系统，空调冷负荷为１６　５７６ｋＷ，选用四大二小的冷水机组，且其中１台离心机组变频。制冷机房设在地下３层。该建筑塔楼一区～五区均为甲级办公区，并预留了闭式冷却塔及冷却水管道，由用户根据需求设置水源热泵消除网络机房设备发热量，保证空调２４ｈ安全运行。
３
）塔楼酒店独立设置集中空调制冷系统，空调冷负荷２　７７７ｋＷ。选用２台变频离心机组＋２台双冷凝器的全热回收螺杆冷水机组。全热回收机组在夏季优先运行热回收工况，提供生活热水，同时回收冷量供给空调系统，当满足热水负荷后，全热回收螺杆机组停机。当全热回收螺杆机组的
制热量不能满足热水需求时，由锅炉为生活热水提供热源。当１台制冷主机发生故障时，全热回收螺杆机组切换到制冷工况模式，并启动相应的冷却塔及水泵，以满足酒店１００％冷负荷的需求。制冷机房设在塔楼６６层。
２．２　热源
南宁地区商业及办公区不考虑冬季供暖。酒店裙房及酒店塔楼的供暖系统为集中蒸汽锅炉系统。蒸汽锅炉供空调供暖、洗衣房、厨房及生活热水用。供暖热负荷及生活热水负荷为３　２３８ｋＷ，采用３台２．５ｔ的蒸汽锅炉（
两用一备）。３　空调冷热水系统
１）塔楼办公冷水系统采用一级泵变流量系统，冷却水系统也采用变流量系统，冷水泵采用变频调速技术。
２）塔楼办公共分５个区，冷水系统分为高、中、低３个区。在塔楼３１层设置板式换热器进行压力分区转换，低区冷水供回水温度为６℃／１１℃，中区及高区的供回水温度为７．５℃／１２．５℃；空调水系统均采用高位膨胀水箱定压方式，高区系统膨胀水箱设置在６６层，中区系统膨胀水箱设置在４４层，低区系统膨胀水箱设置在３１层。３
）酒店冷水采用一级泵变流量系统，冷水供回水温度为７℃／１２℃；采用高位膨胀水箱定压，膨胀水箱设在塔楼屋顶。
４）裙房商业等公共区域均采用两管制空调系统，裙房酒店采用四管制空调系统，竖向及水平管道均采用异程式，且在主支管上设置静态平衡阀，
保证各环路水力平衡；商业及酒店裙房冷水管上均设置冷量计量装置。
５）办公一区～五区冷水系统采用两管制，标准层水平管采用异程式，水平干管回水管设置静态平衡阀。
高层建筑设计规范６）塔楼酒店冷水系统采用四管制，竖向同程式、水平向异程式布置。
７）办公层的冷却塔设在一期万象城裙房屋面。
８）酒店的冷却塔设在塔楼屋面。
９）冷却水供回水温度均为３２℃／３７℃；且供回水主管道之间设置温度旁通阀，冷却水进水温度低于１９℃时旁通阀开启，以旁通多余的冷却水；当冷却水温度超过１９℃时，旁通阀关闭，保护制冷机组，避免过冷冷却水温度。
１０）办公一区～五区的空调冷凝水统一收集，用于冷却塔补水及裙房屋面绿化浇洒。
１１）冷却水系统、冷水系统均设置加药装置，具有防腐、防垢、杀菌灭藻功能，冷凝器设置冷凝在线清洗装置。
１２）酒店供暖水系统，蒸汽锅炉提供减压至０．４ＭＰａ低压蒸汽在地下１层及７０层经过汽水板式换热器，换热后提供６０℃／５０℃空调供暖水送至各末端空气处理机组、新风机组、风机盘管等。水系统竖向同程式布置，保证支路水系统平衡，供暖热水系统采用变流量系统，热水泵变频设置。
４　蒸汽系统
蒸汽锅炉输出高压蒸汽（１．０ＭＰａ）直接供酒店洗衣房使用，裙房酒店供暖由地下１层换热站通过汽水板式换热器提供供暖水至裙房末端各空调设备；蒸汽在锅炉房减压至０．４ＭＰａ后送至塔楼７０层，通过汽水换热器提供供暖水供酒店空调设备。
蒸汽系统还提供生活热水热源，裙房酒店的生活热水及洗衣房热水是蒸汽系统在地下３层生活热水换热机房通过板式换热器提供，塔楼的生活热水热源是蒸汽通过７０层和８６层的生活热水换热房的板式换热器提供。
蒸汽汽源在冬夏季的供给情况见表１。
５　空调风系统
５．１　商业
商业购物通廊等大空间采用全空气系统（风机
表１　蒸汽汽源在冬夏季的供给情况
区域蒸汽点蒸汽用量／（ｋｇ／ｈ）蒸汽用途
冬季酒店换热站２　３９０供暖热源酒店换热站１　８１０生活热水热源
洗衣房洗衣房２　４９０洗衣房用汽
合计６　６９０
夏季酒店换热站１　８１０生活热水热源洗衣房洗衣房２　４９０洗衣房用汽
合计４　３００
变频），回风与新风混合后经组合式过滤、降温、除湿后直接送至室内各个区域。商铺、餐饮等区域采用风机盘管＋新风的空调形式，新风机组设在新风机房内，新风过滤、降温除湿后送入各个区域。各餐饮租户厨房预留排油烟管、全面排风管、补风管、冷水支管、凝结水支管接口，厨房空调末端及风机由租户根据自身要求设计安装。
５．２　办公
办公大堂等大空间采用全空气空调系统，回风与新风混合后经组合空气处理机组过滤、降温、除湿由送风管送入室内。办公标准层采用风机盘管＋新风系统，新风机组变频设置；新风机通过竖向风井的压力传感器控制风机转速；标准办公层各办公区域预留空调新风、排风支管及冷水、冷凝水支管，以满足二次装修不同客户的个性化需求，办公区域设置机械排风系统，排风机采用变频风机，在核心筒东西侧走道各预留１个排风系统接口，供租户自行接驳至打印室及其他需要的区域。
５．３　酒店
酒店宴会厅、大堂入口、宴会前厅等大空间功能区采用全空气处理系统（风机变频）。后勤办公室、会议室等面积较小且用途变化较大区域采用风机盘管＋新风系统。酒店后勤区、酒店标准层客房采用四管制风机盘管＋新风系统，风机盘管采用直接数字式（ＤＤＣ）作中央及就地温度控制器控制。新风通过安装在设备层内的新风处理机集中进行处理，由竖向管道输配至每一个客房单元。餐厅、宴会厅、宴会前厅等大空间功能区及人员密度变化比较大的区域在回风管处设置二氧化碳感应器，根据设定的二氧化碳浓度调节新风量及排风量，达到节能效果，并在过渡季节可实现５０％全新风运行。５．４　空气净化
为提供良好的空气品质，办公及商业设计中组合式空气处理机组、新风机组均设置粗、中效过滤器及光氢离子体空气净化装置。酒店区域的组合
空气处理机组及新风机组设置粗效过滤器及高压静电空气净化装置。
６　办公大堂的ＣＦＤ模拟
首层的办公大堂３层挑空，层高为１５．９ｍ，精装要求办公大堂净高达到１２．９ｍ，空调系统采用上送上回的全空气空调系统，送风口设置在３层，结合室内精装采用条缝型送风口，百叶回风口设置在２层侧回风；通过建模及边界条件设定，室内人员活动区域温度分布见图１
。
图１　人员活动区域温度分布图
模拟结果显示，室内人员活动高度的温度符合空调设计的要求。
图２为人员活动区域速度分布云图，由于送风口风速较高，同时回风口布置较集中，导致人员活动区风速分布相对比较紊乱，尤其风口正下方风速偏大
。
图２　人员活动区域速度分布云图
而从模拟办公大堂人员活动区域（１．５ｍ，取站姿高度）ＥＤＴ（有效风感温度）分布云图可以看出：由于气流组织
不太合理（风口风速偏高、回风口集中布置），导致人员活动区ＡＤＰＩ（空气分布特性指标）达标区域很小。一般情况下，空调区的气流组织设计应使空调区的ＡＤＰＩ≥８０％。
办公大堂竖直方向室内速度分布云图见图３，可以看到大堂空间整体风速偏高，速度分布较为紊乱，局部人员活动区域风速过大。
结合以上分析，对办公大堂进行了优化设计：均匀布置送风口，在大堂的东侧增设送风口；对于送风与回风较近区域，适当增加回风与送风距离
；
图３　竖直方向室内速度分布云图
在各送风支管上增加调节阀，保证各支路上风口的风量匹配，有利于保证室内的气流组织，营造更加合理的温度场与速度场。
７　空调通风自动控制系统
１）空调自动控制系统并入大厦楼宇自动控制系统。
２）制冷站控制系统设置独立的集中楼宇管理系统，且设置制冷系统能源管理系统。３
）办公区域安装可独立控制的风机盘管，实现空调系统的分区控制，满足空调系统在部分负荷情况下运行，办公公共区域方便管理及使用。８　结论
该项目为４００ｍ的超高层建筑，有以下特点予以重点说明：
１）空调水系统在３１层做了一次压力隔断，
低区制冷机房内的设备承压不超２．０ＭＰａ，空调末端设备的承压不超１．６ＭＰａ，中区空调末端设备承压不超１．０ＭＰａ，高区空调末端设备承压不超１．６ＭＰａ，设置在３１层压力转换的板式换热器、
水泵等设备承压不超２．０ＭＰａ，做到了尽量避免二次换热，减少输送能耗和热力损失。
２）该项目的酒店标准层客房设在６８～８６层，
经过论证，酒店塔楼制冷站设在塔楼６６层设备层。对于设置在塔楼高区的设备，大型设备的后期维保需考虑设备运输路线，通过电梯等运输设备是不能满足要求的，因此在６６层制冷机房北侧玻璃幕墙处预留４　０００ｍｍ×２　５００ｍｍ可拆卸的幕墙洞口，用于设备的运输安装及后期维保。
３
）
重点考虑设置在设备层内的大型设备的隔声降噪。塔楼设备房内的管道均设置了隔振支架；换热机房、酒店制冷机房设置了浮动地台，避免噪声及振动对相邻层的影响。
４）在满足绿建筑二星及美国ＬＥＥＤ　ＣＳ金级设计中应用多项节能措施，办公冷水机组采用变
频设置、酒店冷水机组设置全热回收双冷凝器，且在后期业主采购中选用磁悬浮冷水机组，冷水泵、冷却水泵、供暖水泵采用变频设置，大空间宴会厅、会议室等人员密集区域采用二氧化碳浓度探测装置，且在大空间区域采用全空气系统，风机变频设置；办公区新风机、排风机采用变频控制。参考文献：
［１］　中国建筑科学研究院．民用建筑供暖通风与空气调节设计规范：ＧＢ　５０７３６—２０１２［Ｓ］．北京：中国建筑工业
出版社，２０１２
［２］　饮食业油烟排放标准：ＧＢ　１８４８３—２００１［Ｓ］．北京：中国环境科学出版社，２００１

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