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更新于 10-15 12:38

技能介绍

本资料为面向建筑师的建筑服务(Building Services)知识内容,目的是帮助建筑师在概念阶段做出可落地的机电系统决策并理解其空间后果。资料指出,通风、供暖与制冷系统是仅次于主体结构最大的建筑体积消耗者,且概念阶段的系统类型、机房位置、管井位置、吊顶空腔深度等决定在很大程度上不可逆。

一、暖通空调系统 资料首先给出机械机房占建筑面积(GFA)比例的参考区间:商业办公(空调)5-8%,混合模式办公 3-5%,医院/医疗 8-12%,酒店 5-7%,住宅公寓 2-4%,购物中心 4-6%,学校/大学 3-5%,实验室 8-15%,数据中心 25-40%。

随后逐一介绍九类系统:

  1. 自然通风:依靠风压与热压,通过可开启窗、通风口或通风竖井实现,无机械制冷。进深上限 12-15m,无风管吊顶空腔(仅 50-150mm 用于明装管线),无需空调机房,供暖机房约 0.5-1.0% GFA,噪声 NR 25-35。适合低层住宅、温和气候下的学校与郊区低层办公。限制:无法控制湿度,依赖外部条件,不适合大进深、嘈杂、污染或持续高于 28C 的气候。
  2. 混合模式/混合通风:外部条件允许时自然通风,不足时启动机械通风与制冷,需自动幕墙与楼宇自控集成。进深 12-18m,吊顶空腔 200-400mm,空调机房 1.5-3% GFA,总暖通能耗 40-70 kWh/m²/yr,较全空调低 30-50%。适合办公、大学、图书馆、市政建筑。案例:The Hive, Worcester(2012);Bloomberg HQ, London(2017)。
  3. 风机盘管(FCU)+新风:集中新风仅提供通风量(通常每人 10-12 L/s),吊顶风机盘管承担局部冷热,商用标准为四管制。吊顶空腔 350-500mm,空调机房 2-3% GFA,冷机房 1-2% GFA,管井每层 0.5-0.8m²,每台 FCU 需 600x600mm 检修口、间距 3-6m。能效 COP 3.5-5.0,总暖通能耗 80-120 kWh/m²/yr,噪声 NR 35-40。适合酒店、公寓、商业办公、医院病房。
  4. 变风量(VAV):集中空调箱送风,末端 VAV 箱按区域调节风量。吊顶空腔 500-800mm,空调机房 3-5% GFA,管井每层 1.0-2.0m²,回风可经吊顶静压箱或风管。能效 COP 3.5-5.5,变频可降低风机能耗 30-50%,总暖通能耗 90-140 kWh/m²/yr,噪声 NR 30-40(设计良好)。适合大面积开放办公(每层>2000m²)、实验室、洁净室、交易大厅。限制:大风管增加层高,不适合大量小区域单元式办公,风机能耗高于水系统。
  5. 冷梁(主动与被动):吊顶带翅片盘管内通冷冻水,被动式靠自然对流,主动式由集中新风诱导室内空气经过盘管。吊顶空腔 300-450mm,空调机房 2-3% GFA,管井每层 0.6-1.0m²。能效优秀,水每单位体积输能是空气的 4 倍,COP 4.0-6.0,总暖通 60-90 kWh/m²/yr,噪声 NR 25-30。适合高端办公、学校、大学、博物馆等重视安静与低能耗的项目。限制:冷冻水温度须高于露点(通常 14-16C)以防结露,不适合高潜热负荷(厨房、泳池),制冷能力 80-120 W/m²。
  6. 变制冷剂流量(VRF/VRV):一台室外机通过冷媒管连接多台室内机,三管制热回收型可同时供冷供热。吊顶空腔 250-350mm,无需集中空调机房,可大幅节省空间;室外机每台约 800x300x900mm;管井每层仅 0.2-0.4m²。需单独设置新风或热回收通风机组。冷媒管长度最大约 165m(因厂家而异)。能效 COP 3.5-5.5,总暖通 70-110 kWh/m²/yr,噪声 NR 30-35(室内机),室外机 55-65 dBA。适合多区域建筑、改造项目、酒店、需分户计量的住宅。限制:人员空间冷媒充注量受 F-gas 法规限制,管路长度限制建筑规模,不适合超大进深楼板,需冷媒泄漏检测。
  7. 置换通风:低速送风从地板或低位送风口送出,靠浮升力上升,吊顶高位排风,形成温度分层。架高地板 250-400mm 作为送风静压箱,吊顶空腔仅 200-300mm,地板旋流送风口 200-300mm 直径、每 4-6m² 一个,空调机房 2-3% GFA。能效比顶送混合通风高 15-30%,送风温度 18-20C,总暖通 55-85 kWh/m²/yr,噪声 NR 25-30。适合观众厅、剧场、音乐厅、带架高地板的开放办公、中庭。限制:送风温度不得低于 18C(否则有吹风感),制冷能力 40-60 W/m²,不适合无热分层收益的高大空间。
  8. 专用室外新风系统(DOAS):集中空调箱处理 100% 新风至中性温湿度,局部冷热由辐射吊顶、冷梁、风机盘管、主动冷板等承担,实现通风与热调节解耦。机房 1.5-2.5% GFA,吊顶空腔取决于末端系统(辐射 100-200mm;冷梁 300-450mm),管井每层 0.6-1.2m²,总暖通 50-80 kWh/m²/yr(配辐射系统时)。适合高性能办公、近被动房设计、追求超低能耗的项目。案例:Bullitt Center, Seattle(2013);One Angel Square, Manchester(2013)。
  9. 区域供冷供热:由集中能源站经地下保温管供能,建筑内经换热站(ETS)接入。现场无需锅炉或冷机房,可省 2-4% GFA;ETS 机房 0.5-1.0% GFA;需地下或地面管道入口。能效依区域热源而定,热电联产 80-90% 效率,余热回收可接近零碳,地源热泵网络 COP 3.5-5.0。适合城市综合体、校园(大学、医院)、总规级项目。案例:哥本哈根区域供热(覆盖全市 98%);伦敦奥林匹克公园(2012);Battersea Power Station 改造。

二、给排水 冷水系统分直接供水(市政压力直供,进户管 25-32mm,公寓楼 50-80mm,商业 80-150mm)、间接供水(市政注屋顶水箱后重力供水,办公 115 升/人/日,住宅 135 升/人/日)、加压供水(地下室断流水箱+增压泵+屋顶水箱或压力罐,每 30-40m 高度设压力分区)。热水系统分即热式/小型储水(6-15 升)、集中热水罐(住宅 40-60 升/人,办公 5-10 升/人)、板式换热器+蓄热(效率更高,常用于区域供热接入)。防军团菌:储存不低于 60C,供水不低于 55C,回水不低于 50C,死水管长度须<3m 或加伴热。管道尺寸给出从单出口 15mm 到商业进户 150mm 的典型值。 排水系统:坐便器支管 100mm、立管 100mm(可供约 10 层住宅)、建筑排水横管 100-150mm;废水管 32-50mm;雨水斗按降雨强度选型(英国设计标准 75mm/hr,热带 150mm/hr),落水管 75/100/150mm 对应约 55/130/300m² 屋面,虹吸排水 56mm 管可等效常规 100mm。给出排水坡度表:50mm 废水 1:40 至 1:20;100mm 污水 1:40(至少 1 个坐便器)至 1:80(5 个以上);150mm 排水管 1:80 至 1:150。强调湿区竖向堆叠原则以减少横管、楼板空腔和渗漏风险,设计规则为所有湿区距污水/废水立管水平距离不超过 3m。管井尺寸表给出每 8-10 户住宅冷水/热水 150x150mm、污水立管 150x150mm、住宅综合管井 600x400mm、雨水立管 100x100mm 等参考。

三、电气系统 资料描述了供配电层级:进线来自公用变压器或自设变电站,电压 400V 三相(英国/欧盟)或 480V 三相(美国),经地下管沟至地面或地下室总配电室;主配电柜(MSB)向各分区配电箱供电。该部分在原文中被截断,后续内容暂未提供。