超高层建筑烟囱效应及其暖通系统设计研究

发布时间：2020-05-31 02:29

【摘要】：高度超过一百米的超高层建筑是社会经济发展的需要和人类高品质生活需求的产物,是城市现代化的结果。超高层建筑的兴起不仅成为社会经济持续发展的象征,也改变着我国的城市景观。超高层建筑烟囱效应强,存在冬季渗风大、冷热不均、开关门障碍等问题。深入研究强烟囱效应对超高层建筑供暖与空气调节的影响规律,对合理确定超高层建筑的暖通系统设计规则具有重要意义。本文对此完成的主要工作内容及结果如下:1)超高层建筑的暖通空调系统设计特殊性分析。分析了超高层建筑供暖/空调负荷的特点和建筑气流的影响,梳理出超高层建筑暖通系统设计所面临的问题,提出了包括针对超高层建筑的“空调系统压力分区方法”和“超高层建筑防排烟设计要点”为主要内容的解决方法。2)超高层建筑的暖通空调系统设计研究。根据超高层建筑供暖/空调负荷的特点和建筑气流的影响规律,研究并提出了相应的系统分区、供暖空调系统形式、冷源形式的设计方法及设计要点。此成果已经用于北京丽泽Soho项目的工程设计与施工中。3)超高层建筑暖通系统能耗研究。通过研究超高层建筑暖通系统能耗特点,提出了“利用中庭空间发挥了采光和通风的功能”、“设置呼吸式玻璃幕墙系统,应对建筑外部严酷的风压及安全挑战”等适合超高层建筑的节能措施。此成果已经用于济南浪潮科技园项目的工程设计,一期已投入使用,二期正在施工中。4)超高层建筑防排烟系统设计研究。分析了合理设计超高层建筑防排烟系统的必要性,提出合理设置设计超高层建筑的垂直排烟通道、进行管道间的防火,阻绝可能的水平方向烟流的防排烟系统设计原则,提出应注重设置竖向井道的检测器以掌控可能的因烟囱效应流窜的烟流。此成果已经用于北京丽泽Soho项目的工程设计与施工中。
【图文】：

示意图,超高层建筑,示意图

图 1-1 我国超高层建筑示意图Fig. 1-1 schematic diagram of super high-rise buildings in China随着超高层建筑不断涌现，超高层建筑存在的烟囱效应以及由此带来空调等问题越来越引起关注，主要概述如下：.2.1 超高层建筑的空调负荷针对超高层建筑的暖通空调系统负荷计算，学者刘天川研究了建筑的大后对暖通空调负荷的影响[4]，影响因素主要有：1）建筑高度越高大气会越高，可能会加大太阳辐射，由于比较复杂，计算中无法界定；2）随的增高风速增大，使外围护结构的传热系数加大，导致负荷加大；3）建每增加一百米，大气温度会下降 1℃，这对热负荷有很大影响。由此可速和温降对围护结构传热系数和室外计算参数的影响在计算超高层建筑调负荷计算时应该重点考虑。454m 的广州塔设计时对冬、夏季的室外设、和风速进行了修正[5]。学者曹钧亮等人采用建筑模拟研究，认为小于的建筑，风速随高度增加而增长；五百米以上建筑，风速基本不变。风

冰蓄冷系统

烟囱效应将会非常明显。建筑物越高，本楼层的风速也就越大，扩散也越迅速，因此，超高层建筑内部所承受的风力是火灾扩散的主要原因据实际测算，在正常的风压状态下，高度为 10m 处风速约为 5m/s，然而50m 左右，实际的风速可高达 30m/s 以上。如此风速会使特别微小的的火源非常危险，烟囱效应会使火势急剧扩大变成不可收拾的灾难[27]。由此来说层建筑防排烟的设计尤为重要。.2.4 超高层建筑空调系统的节能设计根据调研，北京第一高楼“中国尊”中央空调系统采用了冰蓄冷、多级换热回水大温差、低温送风、余热回收机组、变风量空调、直膨式空调机组、辐射采暖等多种空调形式。其中冷源采用冰蓄冷系统，空调热源由市政热供。冰蓄冷系统是利用夜间的低谷电力在蓄冰装置中制冷蓄冰，，在白天将冰，释放冷量供应空调系统。“中国尊”采用蓄冰下游+主机上游的串联冰蓄统，为末端提供 4.5℃的空调冷水，并为高区换热提供条件。冰蓄冷系统机的装机容量大幅减小，仅为常规系统配置的 70%[68]。
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU972;TU83

【参考文献】