案例|597米超高层——天津117项目暖通空调设计

天津117项目暖通空调设计

华东建筑设计研究总院 左 涛 沃立成 万嘉凤 虞世放 李伟刚 马伟骏

摘要 介绍了该超高层建筑的水系统分区、中承压管道设计、电梯井烟囱效应、防排烟设计等。该工程中水系统的承压突破了1.6 MPa，甚至超过了2.5 MPa而达到3.0 MPa，对管道和管件的强度计算和应力计算提出了新的要求。冬季室内外空气的密度差产生的电梯井烟囱效应会导致超高层建筑首层高区的电梯门难以关闭，简要介绍了该项目采取的技术措施。

关键词 超高层建筑 中承压管道 电梯井 烟囱效应 防排烟 强度计算 应力

项目概述

天津117项目包括塔楼、靠山楼、商业廊和地下室，总建筑面积约84万m2，其中塔楼共117层，建筑高度597 m，总建筑面积37万m2，目前为华北第一高楼。塔楼的7～92层为甲级写字楼，94层至顶层为六星级豪华酒店。裙房4层，1层和2层分别为写字楼和酒店电梯大堂，3，4层为附属酒店的高级餐饮、宴会厅及会议室等。大楼的办公区面积为284 024 m2，酒店区面积为85 975 m2。

该大楼办公区和酒店区分别设置制冷机房，均位于地下１层。办公区夏季总冷负荷为39 014 KW，配置9 台3 517 KW（1 000 rt）和2台1 758.5 KW（500 rt）的离心式水冷冷水机组。酒店区夏季总冷负荷为12 492 KW，配置3台3 165.3 KW（900 rt）和2台1 934.35 KW（550 rt）的离心式冷水机组。办公区冬季空调总热负荷为13 068 KW，冬季供暖总热负荷为6 216 KW（办公区设置散热器供暖系统）。酒店区冬季空调热负荷10 167 KW。办公区和酒店区的热源均为市政热网提供的588 KPa蒸汽，经过换热器提供60 ℃／50 ℃的空调热水和85 ℃／70 ℃的供暖热水。空调热水的换热机房分别位于地下1层、31层夹层、47层、78层，办公区供暖热水的换热机房分别位于6层、18层、31层夹层、47层、62层夹层、78层。

电梯井烟囱效应

冬季室内外空气的密度差导致电梯井的拔风效应，在首层室外空气压力远大于电梯井内空气压力，该压差不同程度地作用在外围护结构、电梯厅门、电梯门上。若外围护结构不严密，无电梯厅门等，则该压差将主要作用在电梯门上，导致电梯门在冬季难以关闭。图2 为2003年ASHRAE手册（应用篇）中在不同温差下建筑物不同高度处烟囱效应理论压差，该图是在建筑物不存在楼板和隔墙等内部分隔的基础上绘制的。

图2　在不同温差下建筑物不同高度处烟囱效应理论压差

在上海，建筑高度约180 m 的大楼中已经出现冬季首层的高区电梯门难以关上，并伴随风的啸叫声等情况。为解决该问题，通常采取以下技术措施：

1）电梯供应商增加电梯门的关闭力；

2）人员进出走旋转外门；

3）封闭旋转外门边上的单道门，并对门缝加强封堵措施；

4）其他区域与首层大堂有通道连接的，在连接处改装旋转门，减少空气向大堂的流动。

采取以上措施后，首层电梯门基本可正常关闭。

文献［5］认为：

1）加强外围护结构的气密性可有效降低作用于电梯门的压差，详见图3；

2）设置电梯前室门是减小烟囱效应的有效措施，可减小电梯门的压差达53％；

3）采用降低电梯竖井内空气温度的方法，电梯门上的压差可减小24％左右。

本项目建筑高度597 m，其中两部服务电梯是一通到顶的，高区酒店的穿梭电梯井是从首层到462 m处，故基本可以判断这些电梯井的冬季烟囱效应会比较明显。电梯供应商提出了两个解决方案：

1）冬季在设备层对电梯井送冷风，在电梯井内安装传感器，将电梯井内空气冷却到合适温度；

2）首层外门设置门斗，并且安装控制器，控制两道门不同时开启。因为本项目设备层内设备很多，再增加送风设备比较困难，所以主要采取第2）项措施。

冬季人员出入时走旋转门进入门斗。对于大堂与其他区域的连通，建议建筑专业在连通处均设旋转门。

图3　外围护气密性对电梯门压差的影响

来源：见水印

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