高丽颖王童全巍

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1 工程概况

超高层建筑在不同国家有不同的界定。在1972年的国际高层建筑会议上，联合国教科文组织的专家委员会将40层以上的建筑定义为超高层建筑；日本将15层以上的建筑定义为超高层建筑；而我国《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）规定100 m以上高度的建筑属于超高层建筑[1]。

本项目位于北京市区正东方向，通州运河核心区，用地属于多功能用地。总用地面积17815 m2，总建筑面积 180750 m2，包括 A、B、C、D 四栋单体建筑，其中 D楼为超高层公寓，建筑面积36000 m2，地下3层，地上39层，首层及二层为底商空间。3层以上为标准层，其中14层及28层为避难层。

2 设计参数及冷热负荷计算

表1为北京（寒冷地区）室外设计参数[2]。

表1 室外设计参数

表2为室内设计参数[3]。

表2 室内设计参数

本工程位于寒冷地区，经过冷热负荷计算，公寓空调设计总冷负荷3982 kW，空调冷指标120 W/m2，公寓采暖设计热负荷1219 kW，采暖热指标为36.6 W/m2。

3 冷热源

本工程采暖热源来自能源子站，分别为低区、中高区及28层设备机房内的换热机组提供50/40℃采暖热水。经28层设备机房内的热交换设备将50/40℃采暖热水交换为45/35℃，供公寓高区采暖系统使用。本工程空调冷热源为自带冷源的多联机空调系统。公寓按户设置。每户一个室外机，三或四个室内机。可实现每户独立使用，24 h不间断的冬天供热，夏天供冷。

4 采暖系统

公寓采暖分为两个区（图1），其中3-13层为低区，14-39层为中高区。高区水为中高区水通过28层避难层内的换热机组进行换热，中高区设计热负荷为729 kW，采暖热指标为32.5 W/m2，采暖低区设计热负荷为490 kW，采暖热指标为45.4 W/m2。

图1 公寓采暖水系统图

5 空调系统

超高层公寓存在入住率不高的现象，考虑节能及分户计量的因素，提出了户式多联机加新风系统的空调方案。

一般住宅的设计不考虑新风系统，由于超高层公寓的高度已超100 m，高层、超高层建筑玻璃幕墙的自然通风问题至今仍是一大难题。建筑节能要求降低热损耗，要求高的气密性，不宜开窗，否则增加能耗，建筑节能要求封闭，自然通风要求开启，本身就是一对矛盾[4]。建筑节能不能损坏空气质量，影响人们生活的舒适度，所以超高层公寓应设计机械新风系统。目前市场上作为小面积的机械新风系统非户式新风换气机莫属。

5.1 新风换气机的设计特点

新风换气机可以将新鲜的室外空气送入室内，同时将室内污浊的空气排到室外。内置空气过滤器，达到通风换气的效果。同时，机器内置热交换器,将新风与排气进行了冷热交换，热交换效率基本能保证在60%以上，大幅度降低了新风冷热负荷，实现了高效节能。

本项目新风换气机的管材设计为镀锌钢板，是从防火安全角度考虑的，考虑公建对消防的要求较高，尤其是超高层公寓，应保证消防验收要求，镀锌钢板的防火性能是不燃，更安全。目前市场上也有用硬聚氯乙烯风管材质，但大部分为难燃材料，从防火安全角度考虑，镀锌钢板材质优于硬聚氯乙烯。

若采用硬聚氯乙烯材料需要满足要求密度为1300～1600 kg/m3，拉伸强度≥34 MPa。板材厚度3 mm，燃烧性能为不燃或燃烧产物毒性较小且烟密度等级小于等于25的难燃材料[5]。同时满足GB50738-2011通风与空调工程施工规范及GB50243-2016通风与空调工程施工质量验收规范要求。

公寓新风换气机的设备选型 L=200 m3/h，P=75 Pa，由于精装设计对吊顶宽度及高度有严格的限制，所以风管有几处翻越粱窝的地方，局部压损较大。以最大的户型D户型为例进行风阻计算：最远端风管长度17 m，摩擦阻力17 Pa，局部阻力51 Pa，总阻力68 Pa。

设备压头基本克服最远端总阻力，但为了追求精装的美观，减小风管管径，会造成送风风速增大，风阻也会明显加大，噪音增加，机组压头不保证最远端风口有风。建议风速控制在3～5 m/s之间。

5.2 户式多联机的设计特点

1）外形美观，可根据用户需求与喜好设计。系统采用暗装方式，能配合室内的高档装修。同时由于室外机组的合理安置也不会破坏建筑物的整体外型美观。

2）分户计量：采用模块化主机，根据设置自动调节制冷量。合理的将白天生活和晚上生活区域分别安装空调，各个室内可独立运行，分别调节各房间的空气。

6 防排烟系统

严格按照《高层民用建筑设计防火规范》[6]和当地规定进行防排烟系统设计。楼梯间及前室加压系统根据避难层位置分段设置（图2）。防烟楼梯间每隔一层设置一个自垂百叶送风口，前室每层设置电动加压风口。风机设置于避难层加压机房及机房层。本项目避难层设于14层及28层。同时避难间分别设置独立的加压系统。

图2 公寓防排烟系统图

7 与精装及土建的配合

公寓内户式多联机及新风换气机的安装需要与精装修密切配合，安装通常采用暗装，户式多联机放置于厨房或者卫生间内，防止机组运行的噪声影响室内人员的休息及活动，同时必须预留检修口，检修口的大小应保证维修人员头部和肩部通过，约300～450 mm，室内机及新风换气机均选用超薄机组，约为200 mm厚，尽量最小程度的影响室内净高。空调室外机一般放置于每户的设备阳台上，其摆放位置除满足室外机的散热条件外，必须考虑设备的维修空间。

同时，户式多联机的室内外机通过铜管连接，铜管尺寸非常小，但是铜管外侧包裹保温棉，冷凝水尺寸多为φ25和φ32，外包保温棉，同时需保证1%的排水坡度或设备自带冷凝水提升泵。同时，应根据管道尺寸给建筑结构专业提供预留洞口尺寸（图3）。

图3 多联机管道示意图

8 结论

1）户式多联机加户式新风加地板采暖的设计，能满足室内设计温、湿度及噪声、振动的要求。冬季，业主可以根据个人的喜好自主选择采用地板采暖或中央空调采暖或两者均开启，极大地满足了业主选择的灵活性。

2）消防设计在超高层设计中不可忽视，必须严格按照高层建筑防火规范进行设计，根据避难层位置分段设计加压系统。同时避难间分别设置独立的加压系统。

3）好的工程设计应该提前做好与精装修及土建的密切配合，暗装机组必须预留好检修口，穿剪力墙位置提前让结构专业预留足够洞口，为业主后期使用及运行维修提供充分的条件。