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高层建筑空调设计综述 杨婷 机械工业第三设计研究院 摘要： 暖通空调设计从承担的设计任务的性质、规模和复杂程度都在发生巨大的变化。建筑新的使用功能对建筑设备提出了新的、更高的要求，暖通空调已成为现在化建筑必不可少的重要设施。由于建筑市场的快速发展，空调新技术、新设备、新材料不断从国外引进，使国内的空调设计行业和空调设备制造业进入了一个全新的发展时期。暖通空调设计人员必须认清国情，认清我国能源、资源和环境形势，结合本地区的生态气候特点和工程项目的具体情况来选择采用经济合理、高效节能、有利于持续发展的空调系统形式。 关键词：冷热源选型 空调形式 空气品质 高层建筑空调设计现状 随着我国经济的持续快速发展，城市建设的面貌日新月异，大量旅游宾馆、高层办公楼、商住楼、住宅楼、商业金融建筑、医疗保健建筑和大型公共建筑在我们的城市拔地而起，改变着我们的生活，丰富着城市的景观。从20世纪80年代至今，暖通空调设计已经走过了20余年的历程。在此期间，从承担的设计任务的性质、规模和复杂程度都有了巨大的变化。暖通空调设计从工业项目、工艺性要求扩展到了民用建筑、舒适性要求；从中小型项目、局部性空调到大型、超大型项目空调；特别是有些大型复杂项目更涵盖了采暖、通风、空调、防排烟、锅炉房、动力、消声减震、自动控制等多方面设计内容，而且这些大型复杂项目往往要引进和采用更多的新技术、新设备和新材料。 我国经济发展不平衡，反映在建筑业上普遍资金投入不足，一些大型工程施工周期教长，从设计到建成往往需要几年时间，市场变化导致的功能调整、设计修改司空见惯。占建筑设备投资较大的空调冷热源设备受到投资者的普遍关注，一般均以初投资和年运行费用来确定冷热源设备的选型，但这种选型方法并不能反映能源利用效率和设备使用年限，而投资者都急于把工程搞上去，早出效益，收回投资成本。因而普遍表现出仅看重初投资的短期经济观念，这也是为现实所迫，但其带来的直接后果是无序恶性竞争，市场规则混乱，严重的甚至影响到空调系统的正常使用。 空调冷热源设备选型 空调采暖系统在公共建筑中是能耗大户，而空调冷热源机组的能耗又占整个空调,采暖系统的大部分。当前各种机组、设备品种繁多，电制冷机组，溴化锂吸收式机组及蓄冷蓄热设备等各具特色。如何结合具体工程项目选定合理的冷热源组合方案，达到技术经济最优化，是相当困难的。因为各个地区能源结构、价格都是随着市场的变化不断发展和变化的，并且还会受到环保、消防、国际国内能源供应状况等多方面因素的制约。 当具有电、城市供热、天然气，城市煤气等，其中二种以上能源时，可采用几种能源合理搭配作为空调冷热源，如电+气、电+蒸汽等。实际上很多工程都通过技术经济比较后采用了这种复合能源方式，投资和运行费用都降低，取得了较好的经济效益。城市的能源结构若是几种共存，空调也可适应城市的多元化能源结构，用能源的峰谷季节差价进行设备选型，提高能源的一次能效，可使用户得到实惠。 天然气燃烧转化效率高、污染少，能够平衡电力负荷，城市燃气峰谷与电力峰谷正好具有极大的互补性，推广采用燃气型直然机和燃气锅炉可使城市燃气与电力峰谷严重不平衡的季节性矛盾迎刃而解，既有利于城市环境质量的改善，提高能源利用率，又能够促进电力和燃气企业的良性协调发展。 水源热泵是一种以低位热能作能源的中小型热泵机组，具有可利用地下水、地表水、或工业余废水作为热源供暖和供冷，采暖运行时的性能系数COP一般大于4，优于空气源热泵，并能确保采暖质量。水源热泵需要稳定的水量，合适的水温和水质，在取水这一关键问题上还存在一些技术性难点，目前也没有合适的规范、标准可参照，在设计上应特别注意。采用地下水时，必须确保有回灌措施和确保水源不被污染，并应符合当地的有关保护水资源的规定。 空气源热泵在办公、写字楼、银行、商店等以日间使用为主的中小型建筑中采用是十分合适的，既满足了无城市热源条件下有效的供热需要，又具有不占机房面积、使用维护方便的优势。但在江河、湖边等湿度大的建筑中采用时结霜严重，必须慎重。 空调系统形式 良好的空调系统设计应该达到两个目的，满足两方面的要求：一是在选择空调系统时，应根据建筑物的用途、规模、使用特点、负荷变化情况和参数要求、所在地区气象条件及能源供应状况等，通过技术经济比较确定，以保证用最少的一次投资来满足特定建筑物的使用要求；二是空调系统在满足使用要求的前提下，系统应达到运行经济，以最低的能耗，达到最舒适的室内环境。 冷水机组容量偏大的问题是目前中央空调系统存在比较普遍的问题，大容量的闲置无疑是最大的浪费，一方面很大程度上增加了工程建设初投资，另一方面又加剧了系统的运行能耗。冷水机组的容量偏大又影响决定了冷冻﹑冷却水泵的容量，如果对空调水系统的水力同时又缺乏详细的计算，设计工程师心中无数，那么水泵选型扬