【摘要】 現在中國最炙手可熱的產業就是房地產，住房是民生的基本要求，但是因為我國人口眾多，所以住房需求也相對較大。原有的獨門獨院式住房已經無法滿足現今人們的需求了，而越蓋越高的樓房開始逐漸普及，這也是因為高層建筑可以在相同的地基上可以容納更多的人。另外，隨著國家經濟水平的提高，國民對生活水準的要求也越來越高，我們不僅要有地方住，還要住的舒適，而其中冷暖舒適度就是我們住房中的一項最基本要求�，F今的科學技術飛速發展，我們由原來的空調、暖氣分開式逐漸發展成為現今比較熱門的暖通空調系統，不僅具有原來空調暖氣的功效，還在此基礎上增加了很多提高生活舒適度的措施。

　　【關鍵詞】 高層建筑,工程,高規,干擾

　　一.什么是高層建筑

　　高層建筑故名思議是對超過一定層高的建筑物的總稱�，F在不同國家對高層建筑的界定范圍都不一樣，美國規定建筑物超過24.6或者樓層達到7層以上就屬于高層建筑，但是我國平均樓層的高度較其他國家的偏低，所以我國在2005年規定樓層超過10層的住宅建筑或者高度超過24米的民用建筑都歸于高層建筑范圍。高層建筑是隨著各個國家消費超過一定程度之后自然而然發展起來的，而事實也證明高層建筑有提升國家經濟效益的功能，所以高層建筑是世界未來發展的大趨勢，值得我們好好的研究。

　　二.關于空調平面分區的思想

　　我們一般將一個房間按照方位劃分為東、南、西、北四個區，我們一般都認為每個房間各個區域的溫度、濕度等條件應該都是相同的，其實不然�，F在我們將房間區域按照另一種區分方法做了細化區分——內區和周邊區，這種方法主要是按照冬季空調負荷性質和大小的不同做的，現在尚沒有準確的劃分界限。

　　1幢大樓標準層平面一般至少得有500-1000m2，其進深少則幾米，多則十幾米。經驗表明，緊鄰外墻、外穿的區間，冬季由于室外氣溫低于室內，通過外墻、外窗的傳滲透等影響，室內需要供暖，才能保持室內所需的溫度。但是，遠離外墻、外窗的區間，冬季卻沒有這炎熱損失，所以，它沒有供暖要求。非但如此，現有的現代化大廈的使用實踐經驗表明，隨著辦公設備的迅速進步，室內使用的自動化辦公設備的種類和數量愈來愈多，如計算機、復印機、打印機、文件破碎處理機、傳真機等等。這些辦公設備的用電自然最終還是以熱的形式散發出來。另外，現代化大廈室內照明的照度標準也遠遠高于一般常規建筑。這樣大功率的照明燈具顯然也是全年穩定的散熱源。所以，就這部分區間而言，冬季不但不需供暖，而且還得供冷，否則室內便會過熱。

　　基于冬季這兩個部分區間的兩種截然不同的空調要求，現在歐美、日本等國家的規范化做法都是首先在平面上劃分為周邊區和內區。內區需全年供冷，周邊區則是冬季供暖、夏季供冷。

　　至于周邊區和內區的具體劃分方法，大致是把距周邊外圍護結構內表面3-5m的這一區間定為周邊區，其余的面積則統稱內區。

　　由于周邊區和內區冬季的運行工況不同，所以，在空調水系統的設計上必須作出相應的考慮和安排。譬如，在水系統方面，盡管對個別空調機組而言，一般都是采用雙管制;但是，對于整個中央空調的水系統，這時便不是雙管制所能滿足要求的了。因為在這種情況下，冬季一方面要考慮周邊區的供暖，需要供熱水;而另一方面又要顧及內區的供冷，必須供冷水。所以，從這一層意義上來主產，采用如此分區的空調工程的中央空調水系統必須是四管制。

　　所以根據房間內區和周邊區熱量的不同而采取不同的暖通調節措施是非常必要的。

　　三.關于高層空調水系統的垂直分區

　　1.高層建筑空調系統分區一般多按垂直高度80m計算，這主要考慮到標準型冷水機組、空調器中的熱交換器以及閥門、管配件對水靜壓的承載能力。高度作垂直分區處理，即每隔80m左右設置一個獨立的水系統，在適當高度的樓層上分別設置板式換熱器或者冷水機組，實現水力隔離。

　　由于我國現行《高層民用建筑設計防火規范》將建筑高度100m作為劃分普通高層建筑與超高層建筑的界限，因此實際工程中接近100m的建筑較多，如按高度分區設置板式換熱器，一方面加大了造價，另一方面也增大了冷量和可供利用的溫度損失。按高度分區設置冷水機組，結果將是機房分散，管理不便，加之系統各自獨立，冷水機組不能互為備用，部分負荷下的運行效率比起統一的系統更低，能耗費用增大。此時適當提高下部高壓區設備、管道及附件的承壓能力而系統不分區，即采用一泵到頂的做法是合理的，這種做法運行管理方便，設備備用性也好。

　　2.單純住宅功能的高層建筑一般不設中間設備層，可采用：

　　1)上區冷熱源放在塔樓屋頂層，下區放在地下室;

　　2)兩個區的冷熱源設備均放在地下室，其中上區冷熱源及循環泵為耐高壓設備，其余設備及附件均為普通耐壓;

　　3. 當有中間設備層，如超高層住宅或部分住宅、部分寫字間或客房的綜合性高層建筑，可采用：

　　1)冷熱源設備層設于中間設備層，上下區分別供;

　　2)冷熱源設備設于低層或地下室。設備層設板式換熱器供上區。

　　4. 當系統必須分區而超壓層數不多時，可將頂層數層采用獨立空調系統如風冷熱泵、VRV系統等，保證其余樓層在允許壓力范圍之內。

　　5.垂直分區和提高設備承壓能力，那個更節能!

　　舉例：美國某設計單位在上海88層420m高的金茂大廈空調水系統的初步設計中，本來是考慮設置一個統一的水系統。全部冷水機組均集中設于地下層內，全樓不作垂直分區。為此，所有冷水機組、空調器、閥門管件均按高靜壓承載能力作特殊訂貨。美方專家說明，這種處理手法在境外不少超高層建筑中已經有過多次實踐經驗，技術上是成熟的、可靠的。后來，在實施中，中方有關專家提出了修改方案，按高度和負荷性質，作垂直分區，分別組成3個獨立的系統，即高區系統、中區系統和低區系統。這一作法的主要好處是可降低中區和低區系統所有設備和管件的承載能力，但無疑這也使系統失去了不少功能，如3個系統不能統一步調供冷，不能互為備用;在低負荷時，3個系統的冷水機組都要在低負荷下運行;另外，在管理上也增加了不少麻煩，因為各系統中的設備、閥門及管件的額定承壓能力不同，不能互換使用�？梢�，一個方案的優劣并不是絕對的，仁者見仁嘛。

　　四.高層建筑機械加壓送風量

　　《高規》中對于高層建筑防煙樓梯間及其前室、合用前室和消防電梯間前室的機械加壓送風量有明確規定，見《高規》表8.3.2-1-4條。

　　對于《高規》表8.3.2-1-4下注釋中，出入口個數的修正系數，其出入口個數如何確定的問題，對前室和合用前室按平面圖可以確定，但對消防電梯門算不算出入口數的問題，在工程設計中仍然成為一個爭論不休的問題，因為涉及加壓送風量的修正系數是否要乘以1.50-1.75的問題。

　　出入口數，從詞義上講，是對人來說的，我們的目的是計算風量，顯而易見，實質上是對氣流而言的，火災過程中防火門始終處于忽開忽關的狀態，加壓空間的空氣，從這些忽開忽關的門所形成的空氣通道中流失，門是人員疏散時推開的，因此與人員出入人數掛上了鉤，消防電梯的門，在撲救工作過程中，即使將電梯門較長時間地置于開啟狀態，也不可能在整個門洞上形成一個氣流通道，只是存在縫隙的漏風而已，與關閉時沒有太大的區別(二者的差別一般可以忽略)，而縫隙的漏風量已在風量計算中計入。因此消防電梯的門，不應算作出入口數，而普通電梯的門，更不應列入出入口數了，因為火災時，規定普通電梯必須下降到底層停止使用的。但對于防煙樓梯間則應從樓梯間整個空間來確定，因為這個大空間上、下都是想通的。

　　五.高層建筑煙囪效應

　　煙囪效應的概念：當室外空氣溫度明顯低于室內空氣溫度時，高層建筑就像自然對流的煙囪一樣，空氣從建筑物的底層進入，流經建筑物，從頂層流出。產生煙囪效應的原因在于室外溫度低、密度大的空氣與室內溫度高、密度小空氣形成密度差。而當建筑室外空氣溫度與室內空氣溫度高時，發生與煙囪效應相反的現象，稱之為逆煙囪效應。

　　煙囪效應最大的問題是使得電梯門難于關閉，以及很難滿足建筑物低區的供熱要求。電梯門不能正常地關閉是由于門內外壓差造成的，這些壓差反過來又造成了門被束縛在它的導軌上，使得這些電梯門的關閉機械不能產生充足的力來克服束縛作用。供熱問題是由于大量的冷空氣在進口處匯流，包括通過這些門和經過建筑物外墻的冷風，其中建筑物外墻實際滲風量要高于外墻設計規范的要求。

　　舉例：某年冬季芝加哥一座高層商業建筑部分入住。建筑物低區樓層在使用，建筑頂層樓層仍在施工，并且與室外空氣相通。施工從秋天一直持續到冬天，當溫度降為-7℃或更低時，出現了問題。這段時間內，由于建筑頂部空間不封閉，建筑物內的中和面被大幅提升到建筑物中點以上。出現的結果是，旋轉門、電梯門不能正常運行以及建筑物的入口處供熱達不到要求。當入口處增加了供熱設備，封閉無人居住區的樓梯，以及迅速完成建筑物頂層施工來完成建筑封閉。上述問題得到了很大的改善。

　　在暖通設計中，我們必須考慮機械空調和通風系統，提供大于排風量的新風，使系統確保正壓。另外可考慮把大廳入口設計為獨立的全新風系統，在冬季時能為建筑大廳增壓，幫助克服煙囪效應。

　　六.高層建筑地下車庫排煙

　　高層建筑的地下車庫，設計理應是按照《高規》的規定來設計，但是套用《高規》 8.4.1.4 條：除利用窗井等開窗進行自然排煙的房間外，各房間總面積超過200m2或一個房間面積超過50m2，且經常有人停留或可燃物較多的地下室。又解釋不通。因為地下車庫即難屬于經常有人停留，又難屬于可燃物較多的地下室。其實這是我們的主觀理解。其實高規第4.1.8條已經明確指出，設在高層建筑內的汽車停車庫，其設計應符合現行國家標準《汽車庫設計防火規范》的規定。

　　因此當設計高層建筑的地下車庫時，應按照《汽車庫設計防火規范》為依據。

　　七.高層建筑氣流干擾現象

　　當高層建筑采用多聯式空調(熱泵)機組時，如果室外機布置不合理，將導致局部熱島效應，影響多聯機的運行性能。

　　舉例：某工程總建筑面積為：40863平方米，總層數為23層，其中地下一層，地上22層。其中商業主體四層、局部三層。5~22層酒店標準層，主要為酒店標準間及套房，以及相應的服務用房。建筑高度為99.65米。

　　根據業主需求，空調需分戶計量核算成本�？照{采用多聯機空調系統，5~22層空調室外機置于當層設備陽臺�？照{室內機形式為風管天井式、四面出風嵌入式，側送下回，天花板嵌入式多聯空調室內機配帶冷凝水提升泵。

　　因建筑師在平面設計時，把設備平臺在豎向設在同一個位置(曾提出每層分開布置兩處設備平臺，避免氣流干擾，但業主未采用)，外立面設置百葉，把室外機隱蔽在百葉后面，上下各層的室外機的氣流干擾非常明顯，為了降低室外機氣流的相互干擾，。因此設計時作出以下相應對策：

　　室外機盡量靠外墻布置，以利于設備安裝維修及空氣流通。為增強室外機散熱，陽臺百葉采用豎百葉，百葉的開口率有效開口面積大于實際面積的80%，每層樓板上設鏤空孔洞，屋頂層不設樓板。

　　總結：空調系統的正確選擇是做好空調設計的前提。所以我們在對高層建筑進行設計時，一定要充分考慮當時的地理環境和可利用成本，選用合適的暖通空調系統和設備,使設計能做到量體裁衣,恰到好處。

　　參考文獻：

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