摘要：注重外立面设计的超高层综合性商业建筑，同时具有地下商业和多层地下车库，如何满足其通风、特别是消防通风的需求？重点介绍了设备暖通专业与方案专业的相互配合，在保证商业利益的前提下，通过多种措施优化调整，实现了全楼主要暖通设备用房和管道井的配置。
关键词：综合性商业建筑；超高层；多层地下车库；防排烟；设备用房；管道井
一、工程案例
本工程位于广东省珠海市横琴岛，是一栋地上建筑总高度接近150m的综合性商业建筑，占地面积约3800㎡，总建筑面积约10万㎡，包含位于地下二层至四层、地上三层至五层的汽车库，位于负一层的轻餐饮，位于首层、二层的商铺，位于六层、七层的办公辅助用房，七层至十七层是面积20~30㎡为主的办公、酒店两用套房，十八层至三十三层是面积90~140㎡为主的办公用房，地下室、避难层（十二层和二十三层）和天面层布置了主要的设备用房。
2018年初本工程尚在方案阶段，施工图设计包括设备各专业开始参与到这个工程中来。通过图1可以看到本工程的立面外形是不规则的，实际上这是一座外轮廓边线围绕着核心筒螺旋上升和扩展的建筑，每一层的建筑面积都不相同、建筑外围护结构都不完全重合，层高主要根据商业的考量设置了不同的高度。2019年中旬，本工程通过了施工图审查，回顾一年多以来参与的暖通设计过程，有较多的难点。
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图1 南立面图
二、水系统的分段
本工程直接采用市政集中供给的冷冻水和热水，冷冻水的进出水温度约定为5/13℃、热水为95/50℃。方案优先考虑商业及其配套，市政接入口虽然在负一层，但一级板换间的位置选定在负二层，我们把板换间尽可能靠近市政管道和预计可能的接入位置布置。由于板换间的面积不够充裕，下一层（即负三层）靠近板换间的位置，又增设了空调用的水泵房。这么一来，整个水系统服务的总高差，已经超出了160m。特别是考虑到热水供水温度95℃较高，如果不设置分段的话，安全性和经济性都没有好处，因此水系统决定竖向分为两段。本工程的两个避难层分别设置在十二层和二十三层，最初方案设定的层高都是3.9m,地上裙楼的汽车库相对比较饱和、六层与七层以商业配套为主，都难以靠近核心筒预留二级板换间，众多因素都限制了二级板换间，只能在避难层布置。设计综合考虑空调负荷、二级板换间容量大小、净高等多方面的因素，特别是二十三层以上的空调总负荷不到总负荷1/3，有利于减少二级板换、循环水泵等水系统主要设备的容量，而用户侧的一级水系统仍能控制在1.6MPa的工作压力以内，二级板换间就设定在了二十三层，水系统通过二级板换，实现上、下分区的完全切断。
三、暖通机房的布置
除了常规地下汽车库的送、排风机房的布置，空调水系统泵房、板换间的布置，本工程由于是超高层建筑，全部防烟楼梯间及其（合用）前室都需要设置机械加压送风，机械加压送风系统共计40余套，在方案阶段设计就需要考虑这些正压送风系统和机械排烟系统风机房结合布置。特别是地上部分，业主非常重视商业层的充分利用，风机房优先考虑在地上车库各层和避难层布置，但这些层的层高都只有3.6m或3.9m。这样的层高，即使只有通风和空调水管道通行，都比较紧张，粗大管道之间不能出现交叠。因此，考虑送风、排烟风机房的进、排风口水平和竖向布置的间距需要，裙楼的送风、排烟风机房尽量在地上三至五层来布置，同层的按不同朝向布置，上下位置接近的，按送风机房在下、排烟机房在上布置。位于塔楼的两个避难层，建筑面积都只有两千平米左右，要优先划出避难区，剩余的区域才能布置设备房，像十二层的设备区，外围护结构的边长刚好能满足20m的间距，只能就着设备区两端一边设置排烟机房，另一边设置送风机房，还要通过下层区域事先将不靠近避难层设备区相应机房的管井，转换到对应的位置。在种种建筑条件的限制下，设计放弃了在避难层集中处理新风或引入新风的构想，优先保证防、排烟风管、空调水管和集中排风风管的分配和接合。方案阶段，在设备各专业的争取下，个别管道交叠矛盾较大的楼层层高得到了微调，如负二层和五层的车库层高比车库的其他层略高，层高是3.9m；二十三层避难层层高增至4.2m，但十二层的层高被压缩到了只有3.6m，避难层的设备房，主要集中于二十三层布置。因此二十三层分配了更多的正压送风系统的风机房，由于设备区粗大风管、空调水管量多，即使充分通过机房优化布置，让管道进出口尽量靠近或者直接在机房以内，仍难免管道在走道交叠、交叉，局部走道区域的净高只能尽力保证2m。
四、通风管井的布置
由于地面建筑立面的造型丰富，首层和二层除了消防登高面方向，其他各向都作为主立面，方案阶段就已经确定难以布置外墙百叶。因此，设计尝试充分利用消防登高面方向的，地上旋转车道形成的空腔和车道底部商业难以利用的空间，容纳地下建筑的各种通风管井。旋转车道几乎对称地自首层消防登高面的两侧开始，盘旋而上，通往地上三至五层的汽车库，车道外挂开孔率不小于60%的冲孔铝饰板。首层车道底，通过布置大量的进风百叶和开口，为地下建筑的防烟、消防补风、空调新风，和个别地上楼梯间及其前室的防烟，提供了相对充足的进风通道。地下设备用房和公共卫生间的排风，通过金属风道水平转接、汇集至车道空腔内的两个排风竖井，在地上三层的车道靠外的地方，再通过尽可能短的金属风道将竖井内的风引至外围排出。地下汽车库、非机动车库、设备用房走道等的排烟，也是通过金属风道水平转接、汇集至车道空腔内的三个排烟竖井，在地上五层的车道靠外的地方，通过尽可能短的多根金属风道将竖井内的烟气引至外围排出。这么做最大的好处是配合了裙楼立面的美观需求，充分利用了地上多层敞开车道的高差、首层车道底部的空间和车道旋转形成的空腔，实现低位进风、高位排风排烟，满足地下建筑的防排烟、通风需求。最大的不足是，地下建筑的排风、排烟从风机出口，经过了较长的正压段，才排至室外，管道系统的泄漏量、压头损耗较大。大风井并联了多个排风或排烟系统，有的系统为了实现风井位置的转换，主管道较长，风阀较多，风量分配相对复杂，火灾时的安全性和平时运行的效率都会打折扣。
结束语：
本工程能够从建筑方案阶段引入施工图设计团队，不止更务实地满足了消防要求的平面布置，优化汽车车道和商业流线走向；也通过主要设备区的预留和主要管线走向的预判，优化了相关层的功能分配和层（净）高调整，特别是立面的相互配合，极有利于这个功能和外形都相对复杂的商业综合体，依照建筑方案稳稳地实现。笔者在这个项目里深切地体会到设计团队协作的力量，方案、建筑、结构和设备各专业通力协作，基于原始的方案和业主的意愿，尽力提出各自专业范围内明确的需求和更好的解决方案，一次又一次的、一部分又一部分的相互沟通，调整出了更合理的最终方案。综合性商业建筑特别是超高层建筑，笔者觉得这是一种极好的工作模式。就暖通专业来说，特别是《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017实施以来，防烟、排烟措施的设计对建筑要求的占地面积、占空高度、立面开窗（洞）都变得更“霸道”，相互紧密结合才能把暖通的需求更合理地融入建筑设计，避免施工图阶段大破大改。
参考文献：
[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册（第二版）.北京：中国建筑工业出版社.
[2]建筑工程设计文件编制深度规司[M].2003.