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超高层建筑空调水系统的分区探析 　　[摘 要]超高层建筑空调水系统的设计，影响到设备承压、设备投资、施工难度、运行维护等诸多方面，需要设计者严谨细致地进行方案比较，从而确定合理的设计方案。本文对超高层建筑空调水系统的分区进行了分析探讨，并用实例加以说明。 　　[关键词]超高层建筑；空调水系统；分区 　　中图分类号：TU831.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0124-02 　　建筑高度大于等于100m的民用建筑为超高层建筑。超高层建筑的水系统分区设计关系着空调系统的技术经济指标及安全运行等问题。一般情况下，空调冷水机组的蒸发器和冷凝器的工作压力为1.0MPa，加强型机组为l.6MPa。如有需要还可以提高其承压能力，空调末端设置工作压力为1.6MPa，管道及其附件的承压力，可根据需要进行选择。 　　1、空调水系统的水压分布 　　超高层建筑的水系统设计，首先要尽量降低冷水机组的工作压力，水系统的水压分布与水泵的设置位置密切相关。图1和图2是水泵和冷水机组相对位置不同的配置方式，图1为冷水机组压入式系统，冷水机组入口的工作压力△表示如下： 　　吸出式系统中，冷水机组的工作压力接近静水压，与压入式系统比较，工作压力低于相当于水泵的扬程，因此当水系统竖向高差大于60m左右时，应采用吸出式系统，另外还可看出，水系统的最高工作压力位置位于水泵的出口端，系统瞬时启动，但动压尚未形成时，水泵出口压力是静压和水泵全压之和。 　　△P=h+H 　　吸出式系统中，位于低层的末端设备可能处于高工作压力区，对水泵出口端管道及附件的施工也提出更高的要求。 　　3.水系统分区的分析 　　水系统竖向分区应结合建筑物的高度、布置特点及使用功能，通过技术经济分析后确定。 　　3.1 不分区的系统 　　冷水机组蒸发器的承压能力分为1.0Mpa、l.6Mpa（2.0Mpa）、2.5Mpa（个别厂家为1.0MPa、2.0Mpa、2.5Mpa）。前者为普通型，后两者为加强型。冷水机组蒸发器工作压力l.6MPa（2.0MPa）较1.0MPa增加造价7%左右，蒸发器工作压力为2.5Mpa的机组应用很少，但也可定制，增加造价相对较多，据了解约增加15%～20%。 　　水泵按工作压力分为1.0Mp、2.0Mpa、2.5MPa，目前大多数国产水泵一般按出口承压1.6Mpa设计，承压2.5MPa需特殊定制。进口水泵工作压力1.6MPa较l.0MPa增加造价30%以上。 　　目前国产阀门的工作压力1.0MPa和l.6Mpa造价基本无差别，工作压2.5MPa较1.0MPa增加造价30%左右。普通无缝钢管工作压力为6Mpa，普通镀锌钢管1.0Mpa。加厚镀锌钢管为1.6Mpa。其他管件承压可按阀门等同选择，管道连接及法兰垫片按管材承压等同设置。 　　按水泵出口承压1.6MPa考虑，空调水系统高度小于120m时竖向可不进行分区（水泵扬程一般情况都小于40mH2O），当采用二级水泵系统时，空调水系统高度小于130m时竖向可不进行分区（一级泵扬程一般为10多m，二级泵扬程为20多m）。此时，冷水机组、阀门、管道及末端设备工作压力均小于1.6Mpa。除了冷水机组蒸发器需要加强外，与一般高层建筑设计差别不大，具有较好的经济性和节能性。需要注意的是应分析底层管道承压，选择镀锌管时可能应选加厚镀锌钢管。 　　3.2 设置中间换热器 　　在水系统中设置中间换热器，将水系统分成高、低区独立的系统见图5。换热器高、低区水的换热温差保持为1.5℃左右，即高区的供水温度比低区的供水温度夏季高1.5℃左右，冬季可低3℃左右。 　　设置中间换热器是不得已而为之的办法。它的缺点是：①高区比低区供水温度高1.5℃，相当于直供8.5℃冷水，而冷水机组实际供给7℃冷水，查冷水机组资料可知，冷水机组多耗能5%左右。②高、低区分别设置水泵，增加了水泵能耗。③增加投资较多。热交换器换热温差小，换热面积要求较大，因此中间换热器投资较大，另需增加水泵、阀门、管道、管件等投资；供水温度提高，末端设备可能还要加大一级。 　　设计时应尽量扩大冷水机组直接供冷的范围，减少二次换热供冷的范围。 　　3.3 冷热源集中布置分区设置 　　将水系统分为高低区，高区和低区分别设置冷水机组，冷水机组集中设在一个机房内，如图6。低区系统冷水机组I可选用工作压力1.0Mpa设备，高区系统冷水机组Ⅱ可选用工作压力1.6MPa（2.0MPa）设备。建筑工程底部几层设有裙房，低区一般面积较大，该种形式避免了一泵到顶，大面积设备均承受较高工作压力的缺点。 　　为尽量加高高区高度，我们可将高区水泵设置在中间层，一般设置在避难层。如图7，将水泵移至避难层，底部机房高区部分只剩下冷水机组及其相