高層民用建筑設(shè)計課件

1、高層民用建筑設(shè)計高層民用建筑設(shè)計孫淑萍2008年3月高層民用建筑設(shè)計高層民用建筑的劃分、功能特點高層民用建筑的劃分、功能特點近十幾年隨著我國經(jīng)濟的高速增近十幾年隨著我國經(jīng)濟的高速增長，也使建筑行業(yè)有了迅猛發(fā)展長，也使建筑行業(yè)有了迅猛發(fā)展期，建筑功能愈加復雜，適應性期，建筑功能愈加復雜，適應性要求越來越高，高層建筑以及超要求越來越高，高層建筑以及超高層建筑越來越多。本報告就只高層建筑越來越多。本報告就只針對高層民用建筑來講。針對高層民用建筑來講。高層、超高層民用建筑的劃分高層、超高層民用建筑的劃分并無明確的統(tǒng)一標準，通常以并無明確的統(tǒng)一標準，通常以以以髙規(guī)髙規(guī)中規(guī)定的適用范圍來中規(guī)定的適用范圍來

2、劃分：劃分：高層民用建筑一般指： 1、建筑高度超過24米的公共建筑； 2、十層及十層以上的居住建筑。 超高層民用建筑： 因髙規(guī)中對高度超過100米的建筑有一些特別要求，如設(shè)避難層等，所以我們就將高度超過100米建筑稱為超高層。高層民用建筑的功能主要有：高層民用建筑的功能主要有： 酒店； 高檔公寓及高層住宅； 普通辦公及高檔寫字樓； 商業(yè)建筑； 醫(yī)療、電信、廣播電視等； 包含多種功能的綜合樓；高層民用建筑設(shè)計各類建筑特點各類建筑特點酒店酒店一般有客房、健身、會議廳、各種風味餐飲、服務及一般有客房、健身、會議廳、各種風味餐飲、服務及管理用房，屬于常年全天候運營，人員流動性大，要求各系統(tǒng)管理用房，屬

3、于常年全天候運營，人員流動性大，要求各系統(tǒng)適用性、可靠性高，可調(diào)性好；適用性、可靠性高，可調(diào)性好；高檔公寓及高層住宅高檔公寓及高層住宅要求實用、個性化，配套設(shè)施使用靈要求實用、個性化，配套設(shè)施使用靈活、簡便、耐用，且運行費用低等；活、簡便、耐用，且運行費用低等；辦公類建筑辦公類建筑除一些自用的辦公樓外，一般租、售的寫字樓除一些自用的辦公樓外，一般租、售的寫字樓在起用后往往會有二次裝修分隔的問題，以及會有一些特殊辦在起用后往往會有二次裝修分隔的問題，以及會有一些特殊辦公設(shè)備的使用等，還有加班人員及加班時間的不確定性，這些公設(shè)備的使用等，還有加班人員及加班時間的不確定性，這些都需要設(shè)計師去考慮如何

4、滿足可能的各種需求；都需要設(shè)計師去考慮如何滿足可能的各種需求；商業(yè)類建筑商業(yè)類建筑空間大，人員流動性大、密度高，且人員密度空間大，人員流動性大、密度高，且人員密度變化大，營業(yè)時間比較固定。在二次裝修與分隔方面與辦公建變化大，營業(yè)時間比較固定。在二次裝修與分隔方面與辦公建筑有類似之處；筑有類似之處；醫(yī)療、電信、廣電類等建筑醫(yī)療、電信、廣電類等建筑有工藝、流程方面的特殊要求，有工藝、流程方面的特殊要求，以下就不多講了。以下就不多講了。綜合樓綜合樓一般功能多樣，可能有娛樂、餐飲、購物、辦公等。一般功能多樣，可能有娛樂、餐飲、購物、辦公等。高層民用建筑設(shè)計高層民用建筑空調(diào)通風設(shè)計一、各類建筑空調(diào)設(shè)計中

5、的共性問題：一、各類建筑空調(diào)設(shè)計中的共性問題：1、冷熱源及水系統(tǒng)：、冷熱源及水系統(tǒng)：（1）應根據(jù)工程所在地能源利用狀況分析，確定合理的冷熱源形式。（2）介質(zhì)參數(shù)、承壓及定壓值的確定： 供冷參數(shù)：常規(guī)制冷系統(tǒng)，一般取供冷參數(shù)：常規(guī)制冷系統(tǒng)，一般取7/127/12。對于規(guī)模較大、輸送距離較長的工程，可適當加大供、回水溫差，以降低輸送能耗，但供水溫度降低，制冷會降低，因此應綜合分析確定。對于冰冰蓄冷系統(tǒng)，空調(diào)冷水供回水溫差可取大一些，如蓄冷系統(tǒng)，空調(diào)冷水供回水溫差可取大一些，如5/135/13。這種供冷參數(shù)的末端可用全空氣低溫送風系統(tǒng)，如末端用風機盤管，需要修正。 供熱參數(shù)：如用常規(guī)的熱源系統(tǒng)，如市

6、政熱力、鍋爐房等，一般供熱參數(shù)：如用常規(guī)的熱源系統(tǒng)，如市政熱力、鍋爐房等，一般取取60/5060/50。如用普通的熱泵機組，其一般供熱參數(shù)為。如用普通的熱泵機組，其一般供熱參數(shù)為45/40 45/40 ，在北方地區(qū)就要核算末端供熱能力是否夠。，在北方地區(qū)就要核算末端供熱能力是否夠。 系統(tǒng)承壓值的問題：系統(tǒng)承壓值的問題：對于高度較高的建筑，水系統(tǒng)豎向是否需要分區(qū)？如何分區(qū)？ 現(xiàn)在通常做法是高度不超過100m的建筑不分區(qū)，高度超100m的建筑（即超高層）一般接合避難層對水系統(tǒng)進行豎向分區(qū)；高層民用建筑設(shè)計 早期的空調(diào)系統(tǒng)一般將系統(tǒng)承壓值控制在早期的空調(diào)系統(tǒng)一般將系統(tǒng)承壓值控制在1.0MPa1.0M

7、Pa以下，近些年空調(diào)設(shè)備及附件質(zhì)量、性能的提高。一以下，近些年空調(diào)設(shè)備及附件質(zhì)量、性能的提高。一般高度在般高度在100m100m以下的樓就不分區(qū)了，控制在水系統(tǒng)工以下的樓就不分區(qū)了，控制在水系統(tǒng)工作壓力為作壓力為1.6MPa1.6MPa以下，在這個工作壓力下，系統(tǒng)的設(shè)以下，在這個工作壓力下，系統(tǒng)的設(shè)備、閥門及附件、管材的造價不會增加太多。本人曾備、閥門及附件、管材的造價不會增加太多。本人曾經(jīng)咨詢過有關(guān)空調(diào)廠商，了解到有的品牌經(jīng)咨詢過有關(guān)空調(diào)廠商，了解到有的品牌1.0MPa1.0MPa與與1.6MPa1.6MPa的制冷機價格是一樣的，風機盤管及空調(diào)、新的制冷機價格是一樣的，風機盤管及空調(diào)、新風機

8、組的設(shè)計工作壓力就是風機組的設(shè)計工作壓力就是1.6MPa1.6MPa；有的品牌；有的品牌1.0Mpa1.0Mpa與與1.6Mpa1.6Mpa的制冷機價格相差的制冷機價格相差5%5%。 另外對于高度較高的建筑，我們在空調(diào)系統(tǒng)的流另外對于高度較高的建筑，我們在空調(diào)系統(tǒng)的流程設(shè)計上可采取一些措施：比如一般我們是將冷水機程設(shè)計上可采取一些措施：比如一般我們是將冷水機組設(shè)在冷凍水、冷卻水循環(huán)泵的出水側(cè)，當樓較高時，組設(shè)在冷凍水、冷卻水循環(huán)泵的出水側(cè)，當樓較高時，可將冷水機組設(shè)在冷凍水、冷卻水循環(huán)泵的進水側(cè)可將冷水機組設(shè)在冷凍水、冷卻水循環(huán)泵的進水側(cè)（見幻燈（見幻燈5 5插圖），這樣冷水機組的承壓就可以降

9、低插圖），這樣冷水機組的承壓就可以降低0.20.3MPa0.20.3MPa（相當于循環(huán)泵的揚程），另外系統(tǒng)定壓（相當于循環(huán)泵的揚程），另外系統(tǒng)定壓盡可能采用高位膨脹水箱盡可能采用高位膨脹水箱高層民用建筑設(shè)計插冷源系統(tǒng)圖：高層民用建筑設(shè)計 插超高水系統(tǒng)圖：高層民用建筑設(shè)計空調(diào)水系統(tǒng)豎向分區(qū)的做法有一般有以下兩種：空調(diào)水系統(tǒng)豎向分區(qū)的做法有一般有以下兩種： 高、低區(qū)共用冷熱源機組：低區(qū)直供，結(jié)合避難層設(shè)高區(qū)高、低區(qū)共用冷熱源機組：低區(qū)直供，結(jié)合避難層設(shè)高區(qū)板式換熱器及其循環(huán)泵、補水定壓設(shè)施，換熱后給高區(qū)供冷供熱板式換熱器及其循環(huán)泵、補水定壓設(shè)施，換熱后給高區(qū)供冷供熱（見幻燈（見幻燈6 6插圖），這

10、種做法的優(yōu)點是大型設(shè)備一般設(shè)在地下機房，插圖），這種做法的優(yōu)點是大型設(shè)備一般設(shè)在地下機房，樓中設(shè)備層內(nèi)只是板式換熱器及水泵，對設(shè)備層層高沒有太高要樓中設(shè)備層內(nèi)只是板式換熱器及水泵，對設(shè)備層層高沒有太高要求，對結(jié)構(gòu)荷載較小，振動及噪聲相對要小，且便于安裝及更換求，對結(jié)構(gòu)荷載較小，振動及噪聲相對要小，且便于安裝及更換設(shè)備。缺點是：一般冷水換熱溫差取設(shè)備。缺點是：一般冷水換熱溫差取1.51.5左右，對板換的要求高，左右，對板換的要求高，另外如果直供的冷水供回溫度取常規(guī)的另外如果直供的冷水供回溫度取常規(guī)的7/12 7/12 ，那麼高區(qū)的供回，那麼高區(qū)的供回水就是水就是8.5/13.5 8.5/13.5

11、 ，在同樣負荷情況下高區(qū)的末端就要加大，且，在同樣負荷情況下高區(qū)的末端就要加大，且新風機組的除濕能力降低了。此種做法不適合建筑高度超過新風機組的除濕能力降低了。此種做法不適合建筑高度超過200m200m的建筑。的建筑。 高、低區(qū)獨立設(shè)冷源：高區(qū)的冷水機組設(shè)于樓中的設(shè)備層高、低區(qū)獨立設(shè)冷源：高區(qū)的冷水機組設(shè)于樓中的設(shè)備層（結(jié)合避難層設(shè)），優(yōu)點是高低區(qū)末端設(shè)備相同，高區(qū)不用另外（結(jié)合避難層設(shè)），優(yōu)點是高低區(qū)末端設(shè)備相同，高區(qū)不用另外修正。缺點是：對設(shè)備層層高、荷載、隔振等要求高，冷機安裝修正。缺點是：對設(shè)備層層高、荷載、隔振等要求高，冷機安裝困難，更換就更困難。困難，更換就更困難。 高度超高度超2

12、00m200m的建筑另論。的建筑另論。高層民用建筑設(shè)計（2）根據(jù)建筑使用功能對部分負荷進行分析，確定冷熱源機組的配置方案，即機型、臺數(shù)搭配方案；（3）從功能特性分析，考慮使用時間、便于運行管理、調(diào)節(jié)等因素，確定是否設(shè)二次泵系統(tǒng)以及環(huán)路如何劃分。 一般什麼情況下設(shè)二次泵系統(tǒng)：我認為使用時間差異較大或系統(tǒng)較大、且各環(huán)路阻力相差較大時應設(shè)二次泵：如有的寫字樓裙房設(shè)有較多的商業(yè)、餐飲（除職工餐廳）功能時應與辦公區(qū)分設(shè)二次泵。一般辦公的空調(diào)運行時間大概是早7點晚6點，且節(jié)假日不運行或很少運行，而商業(yè)和餐飲一般早上開的較晚，晚上營業(yè)的較晚，節(jié)假日照常。分二次泵后，可在自控系統(tǒng)設(shè)泵的啟停時段，管理方便。（4

13、）采用兩管制還是四管制：要考慮建筑的標準、內(nèi)熱情況、朝向，過渡季及冬季內(nèi)熱是否可利用室外風消除。如果采用四管制系統(tǒng)，在北京一般冬季用與冷卻水換冷的方式制取冷凍水（見幻燈（見幻燈5 5插圖）插圖）。這種做法就要對冷卻水系統(tǒng)采取一些防凍措施：如室外部分的冷卻水管要設(shè)電伴熱、冷卻塔風扇變頻、水盤設(shè)電加熱棒或用其他方式防凍（如泄水）。（5）冷熱源方式選擇：是用常規(guī)的系統(tǒng)還是蓄冰、水環(huán)熱泵、水源或地源熱泵等。要考慮分析當?shù)氐哪茉辞闆r、管理水平、投資情況。如果采用非常規(guī)的冷熱源方案，就要對負荷進行特殊的計算分析如地源熱泵要進行全年的動態(tài)負荷計算等。高層民用建筑設(shè)計（6 6）冷熱源站房位置設(shè)置要考慮下列問題

14、：）冷熱源站房位置設(shè)置要考慮下列問題： 大型設(shè)備的安裝條件、運輸通道不僅要考慮初次安裝時的運輸、安裝，還要考慮將來設(shè)備的更換問題。 噪聲、振動對臨近房間的影響； 若采用直燃機：如必須設(shè)在高層建筑內(nèi)時，其機房位置、設(shè)備總?cè)萘恳獫M足消防規(guī)定，且應有防爆泄壓及事故通風措施，并不應與人員密集場所貼臨；還要考慮煙囪的位置、排出口標高。 對于直燃機設(shè)在樓內(nèi)的相關(guān)限制要求如設(shè)備總?cè)萘?、站房的位置、防爆泄壓措施、事故通風等，國標未見明確規(guī)定，一般參照鍋爐房做。北京地標的規(guī)定要求： 直燃機房應設(shè)在首層或地下一層靠外墻處，不應設(shè)在主體結(jié)構(gòu)內(nèi)。且應有防爆泄壓及事故通風措施，并不應與人員密集場所貼臨；（7）空調(diào)水系統(tǒng)

15、的平衡問題： 對于高層建筑，空調(diào)水系統(tǒng)豎向、橫向的水力平衡都要考慮，有的采用同程系統(tǒng)，有用動態(tài)平衡閥的。(參見水系統(tǒng)圖）高層民用建筑設(shè)計2、空調(diào)系統(tǒng)選擇：要空調(diào)系統(tǒng)選擇：要根據(jù)空調(diào)房間的使用特點，考慮使用的靈活性、經(jīng)根據(jù)空調(diào)房間的使用特點，考慮使用的靈活性、經(jīng)濟性，濟性，（1）新風）新風+風機盤管系統(tǒng)：優(yōu)點是使用靈活，可獨立控制。缺點是空氣風機盤管系統(tǒng)：優(yōu)點是使用靈活，可獨立控制。缺點是空氣品質(zhì)差，噪聲高，運行維護工作量大。品質(zhì)差，噪聲高，運行維護工作量大。（2）全空氣系統(tǒng)：特點是空氣品質(zhì)好、便于維護管理，在適宜的條件下）全空氣系統(tǒng)：特點是空氣品質(zhì)好、便于維護管理，在適宜的條件下可在過渡季用加

16、大新風量（即變新回風比運行）的方式供冷，但此工可在過渡季用加大新風量（即變新回風比運行）的方式供冷，但此工況要有對應的排風措施或用雙風機系統(tǒng)。全空氣系統(tǒng)有定風量、變風況要有對應的排風措施或用雙風機系統(tǒng)。全空氣系統(tǒng)有定風量、變風量之分：量之分：定風量全空氣系統(tǒng)定風量全空氣系統(tǒng):一般適用大空間、使用要求及時間一致、無需局一般適用大空間、使用要求及時間一致、無需局部調(diào)節(jié)的場所；部調(diào)節(jié)的場所；變風量全空氣系統(tǒng)變風量全空氣系統(tǒng):可用于需要分區(qū)域（或房間）調(diào)節(jié)室溫的場所，可用于需要分區(qū)域（或房間）調(diào)節(jié)室溫的場所，如高檔寫字樓。其優(yōu)點是空氣品質(zhì)好、噪音低，節(jié)能。缺點是使用不如高檔寫字樓。其優(yōu)點是空氣品質(zhì)好、

17、噪音低，節(jié)能。缺點是使用不夠靈活。如少部分人要加班時，則要開啟整個系統(tǒng)，另外新風量不易夠靈活。如少部分人要加班時，則要開啟整個系統(tǒng)，另外新風量不易保證，有各區(qū)域新風量不均的問題，往往為了滿足最不利區(qū)域因送風保證，有各區(qū)域新風量不均的問題，往往為了滿足最不利區(qū)域因送風量減小而帶來的新風量不足的問題，就要適當加大總的新風量。量減小而帶來的新風量不足的問題，就要適當加大總的新風量。變風量系統(tǒng)的特例：僅空調(diào)機組變風量，不設(shè)變風量末端裝置。一般變風量系統(tǒng)的特例：僅空調(diào)機組變風量，不設(shè)變風量末端裝置。一般用于負荷變化較大的大空間，且空調(diào)風量在一定范圍內(nèi)變化后對氣流用于負荷變化較大的大空間，且空調(diào)風量在一定

18、范圍內(nèi)變化后對氣流組織無太大影響的場所。其介于定風量與變風量之間，較定風量節(jié)能，組織無太大影響的場所。其介于定風量與變風量之間，較定風量節(jié)能，比真正的變風量造價低。比真正的變風量造價低。高層民用建筑設(shè)計（3）內(nèi)外分區(qū)及內(nèi)區(qū)冬季、過渡季的降溫措施： 外區(qū)的范圍：對于無分隔的大房間如何確定外區(qū)范圍，通常取外周邊的35m為外區(qū)；也可以按以下方法核算確定外區(qū)范圍：每沿米外圍護結(jié)構(gòu)熱負荷與室內(nèi)對應區(qū)域的內(nèi)熱所能抵消的進深范圍即可做為內(nèi)外區(qū)劃分范圍。 過渡季的降溫措施：n 應優(yōu)先選用室外風的降溫方式；室外風的降溫方式有以下兩種（均要有對應的排風措施）： 對于全空氣系統(tǒng)可加大新回風比； 對于風機盤管+新風系

19、統(tǒng)：新風機組可用雙速或變速風機，過渡季高速運行 加大新風量。但設(shè)計風管時要考慮風量變化時對風平衡不會有太大影響；n 用變風量全空氣系統(tǒng)常年供冷，外區(qū)加再熱裝置；n 用內(nèi)外區(qū)的全空氣系統(tǒng)，內(nèi)、外區(qū)分設(shè)空調(diào)機組；n 內(nèi)區(qū)用全空氣系統(tǒng)常年供冷、外區(qū)用兩管制風機盤管冬季供熱、夏季供冷；n 用四管制風機盤管系統(tǒng)內(nèi)區(qū)僅接冷水（常年供冷）、外區(qū)用四管或分區(qū)兩管系統(tǒng)。外區(qū)用四管相對于分區(qū)兩管制來說：相對靈活、適用性強、管理方便；高層民用建筑設(shè)計（4）風平衡問題，尤其是辦公建筑且層數(shù)較多時：辦公用房一般地上排風出路就是廁所、開水間等處，且現(xiàn)在的外窗嚴密性較好，因此除廁所、開水間必須要保證的排風量以外，還應加設(shè)排

20、風系統(tǒng)（在最小新風量時），以保證室內(nèi)余壓不致于太高（一般不超過5Pa），保證新風送入。估算時可取總排風量約為新風量的85%左右；（5）餐飲廚房的排風：u 不僅要設(shè)油煙凈化裝置，還應將排風管拉到建筑最高處排放，且遠離新風口、并處于下風向。因為油煙凈化裝置一般可以對油霧的凈化處理的較好，但除味效果不好；u 另外，廚房的排風一定不要直接用建筑風道，必須加裝風管，尤其是在正壓段。因土建風道的嚴密性不易保證；u 油煙凈化裝置設(shè)置位置盡量離排油煙罩近一些，如離的太遠，前端應有預處理措施，因油煙管道不易清洗，時間長了，油垢積的多了后容易引燃，發(fā)生火災； （6）高大空間如大堂、共享空間的氣流組織； 一般大堂、

21、共享空間供熱時低位溫度不易報證，現(xiàn)在通常的做法是除在氣流組織方面想辦法外，再設(shè)低溫地板輻射采暖系統(tǒng)。 高層民用建筑設(shè)計（7）節(jié)能環(huán)保措施； 遵循節(jié)能標準要求， 選用少污染、低耗能的系統(tǒng)和設(shè)備； 系統(tǒng)設(shè)置上要考慮運行管理過程在保證 必要的舒適性的同時不會出現(xiàn)無謂的耗能現(xiàn)象； 冬季及過渡季盡可能利用天然冷源； 避免冷熱抵消現(xiàn)象。高層民用建筑設(shè)計3、防排煙系統(tǒng)：執(zhí)行髙規(guī)，就不多講了，需要注意的是：（1）盡量不要直接用土建風道作風井；（2）當建筑高度較高時，樓梯間正壓送風管（或豎井)內(nèi)風速不要取的太高； 對于此條：是因髙規(guī)中規(guī)定金屬風道風速不應大于20m/s，混凝土風道風速不應大于15m/s，有的設(shè)計師就卡著限值設(shè)風管及井道，對于均勻設(shè)常開口的、建筑高度較高的樓梯間加壓系統(tǒng)來說，往往會出現(xiàn)上下風口不易平衡的問題高層民用建筑設(shè)計二、各類建筑空調(diào)設(shè)計中的個性問題：二、各類建筑空調(diào)設(shè)計中的個性問題：1、酒店：、酒店：（1）冷源：因空調(diào)負荷特點是晝夜負荷變化比較大，且要考慮客房）冷源：因空調(diào)負荷特點是晝夜負荷變化比較大，且要考慮客房入住率不滿的不利因素