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1 概述1

1.1 引言1

1.2 千米级摩天大楼特点概述2

1.2.1 千米级摩天大楼建筑特点2

1.2.2 千米级摩天大楼结构特点8

2 千米级摩天大楼的垂直气候与空调负荷特性研究12

2.1 千米级摩天大楼室外垂直气候模拟12

2.1.1 WRF气象模拟方案12

2.1.2 WRF模型结果验证13

2.1.3 垂直大气分布研究15

2.2 千米级摩天大楼空调负荷特性18

2.2.1 千米级摩天大楼空调动态负荷模型18

2.2.2 千米级摩天大楼建筑动态负荷模拟方案23

2.3 千米级摩天大楼室内负荷动态模拟29

2.3.1 千米级摩天大楼室内冷负荷动态模拟及分析29

2.3.2 千米级摩天大楼室内热负荷动态模拟及分析35

2.4 千米级摩天大楼新风负荷模拟40

2.4.1 千米级摩天大楼新风负荷模拟及分析40

2.4.2 千米级摩天大楼新风负荷分析43

3 千米级摩天大楼热压特性研究48

3.1 千米级摩天大楼风压热压模拟方案48

3.1.1 热压作用原理48

3.1.2 千米级摩天大楼建模及相关参数设定51

3.2 千米级摩天大楼室内压力垂直分布特性56

3.2.1 千米级摩天大楼热压单独作用效果定性分析56

3.2.2 热压作用下千米级摩天大楼内部压力垂直分布56

3.2.3 千米级摩天大楼风压与热压共同作用效果定性分析59

3.2.4 风压热压共同作用下千米级摩天大楼内部压力垂直分布59

3.3 千米级摩天大楼风热压控制措施63

3.3.1 概述63

3.3.2 水平隔断的影响65

3.3.3 垂直隔断的影响66

3.3.4 隔断措施综合分析69

4 千米级摩天大楼能源系统研究71

4.1 概述71

4.2 典型超高层建筑常用的能源系统71

4.2.1 典型超高层能源动力来源统计71

4.2.2 建筑中其他常用的能源应用技术概述71

4.3 千米级摩天大楼适宜的能源系统方案探讨73

4.4 不同系统方案的比较分析84

5 千米级摩天大楼机电系统平面布局优化研究86

5.1 概述86

5.2 机电系统机房的设置86

5.2.1 机电设备主机房86

5.2.2 机电系统中间转换机房88

5.2.3 机电系统楼层机房布置89

5.3 机电系统管井的设置91

5.3.1 超高层建筑管井面积统计分析91

5.3.2 风井的设置93

5.3.3 水井的设置93

5.3.4 电井的设置94

5.4 千米级摩天大楼综合管井的设置94

5.5 千米级摩天大楼管线综合优化策略96

5.5.1 综合管线的设计原则97

5.5.2 典型标准层综合管线与层高97

6 千米级摩天大楼机电竖向系统分区研究102

6.1 概述102

6.2 空调水系统102

6.2.1 空调冷水系统分区102

6.2.2 蒸汽系统104

6.2.3 空调热水系统104

6.3 空调风系统105

6.4 防排烟系统105

6.5 生活给水系统105

6.6 生活热水系统106

6.7 消防给水106

6.8 污废水系统106

6.8.1 中水系统106

6.8.2 雨水排水系统107

6.9 强电系统107

6.10 弱电系统109

6.11 机电系统模块化竖向系统分析109

7 千米级摩天大楼防排烟系统优化研究110

7.1 概述110

7.2 千米级摩天大楼A栋单层烟气流动模拟分析110

7.2.1 模拟千米级摩天大楼A栋火灾的建模110

7.2.2 烟气传播模拟结果及分析111

7.3 不同着火层着火的烟气特性及机械排烟分析112

7.3.1 千米级摩天大楼着火层的建模和分析说明113

7.3.2 千米级摩天大楼1层着火时的烟气特性分析114

7.3.3 机械排烟作用分析117

7.4 楼梯间与前室烟控系统作用分析119

7.4.1 防烟系统的加压风量计算119

7.4.2 楼梯间单独加压作用分析121

7.4.3 楼梯间和前室共同加压分析122

7.5 电梯井加压烟控系统作用分析123

7.6 防排烟系统的分析124

8 千米级摩天大楼机电安全性及防灾研究125

8.1 暖通安全与防灾设计125

8.1.1 冷热源125

8.1.2 通风系统125

8.1.3 空调水系统126

8.1.4 暖通防灾设计127

8.2 给水排水安全设计及防灾129

8.2.1 生活给水系统129

8.2.2 排水系统129

8.2.3 生活热水系统130

8.2.4 给水排水防灾设计130

8.3 电气安全设计与防灾133

8.3.1 供配电系统可靠性133

8.3.2 应急照明136

8.3.3 航空障碍照明137

8.3.4 防雷接地137

8.3.5 智能化防灾设计139

9 千米级摩天大楼绿色低碳技术研究142

9.1 被动式绿色低碳技术142

9.1.1 被动式太阳能利用技术142

9.1.2 围护结构热工性能优化143

9.1.3 太阳能光电系统144

9.1.4 风能利用系统145

9.1.5 冷却塔供冷技术146

9.1.6 新风直接供冷技术147

9.2 机电系统的能效提升147

9.2.1 水泵变频147

9.2.2 风机变频148

9.2.3 辐射系统149

9.2.4 能量回收149

9.3 千米级摩天大楼高区超低建筑能耗的实现分析151

9.3.1 高空对空调负荷影响151

9.3.2 围护结构优化节能155

9.3.3 新风系统优化节能156

9.3.4 超低能耗分析157

10 千米级摩天大楼风洞风压测试158

10.1 概述158

10.2 风洞风压实验理论基础——相似律158

10.2.1 相似律158

10.2.2 风洞实验相似律159

10.2.3 风洞实验风压测试相似律选择161

10.3 千米级摩天大楼风洞实验方案162

10.3.1 千米级摩天大楼风洞实验概要162

10.3.2 千米级摩天大楼风洞测压实验设备163

10.3.3 千米级摩天大楼模型164

10.3.4 风洞实验入口风廓方案165

10.3.5 风廓被动模拟及调试166

10.4 千米级摩天大楼风洞实验结果及分析168

10.5 高层建筑热压现场实测方案173

10.5.1 测试方案及过程173

10.5.2 建筑热压通风现场实测结果与分析177

11 中国建筑千米级摩天大楼机电概念方案189

11.1 工程概况189

11.2 暖通专业概念方案192

11.2.1 冷热负荷192

11.2.2 冷热源设计194

11.2.3 空调水系统设计196

11.2.4 空调方式200

11.2.5 通风系统设计200

11.2.6 防排烟系统201

11.2.7 供暖系统设计201

11.2.8 蒸汽加湿系统设计201

11.2.9 暖通的自动控制要求202

11.2.10 主要设备表203

11.2.11 系统图示210

11.2.12 平面图示223

11.2.13 BIM图示228

11.3 给水排水专业方案233

11.3.1 给水系统233

11.3.2 热水供应系统234

11.3.3 中水系统235

11.3.4 生活排水系统235

11.3.5 雨水系统236

11.3.6 消防系统236

11.3.7 系统图示240

11.3.8 平面图示248

11.4 电气专业方案设计254

11.4.1 电力负荷254

11.4.2 供电电源256

11.4.3 继电保护259

11.4.4 电能计量装置259

11.4.5 无功功率补偿装置259

11.4.6 谐波治理259

11.4.7 漏电火灾报警系统259

11.4.8 消防设备电源监控259

11.4.9 工程供电260

11.4.10 照明261

11.4.11 防雷接地263

11.4.12 节能环保设计265

11.4.13 系统图示267

11.4.14 平面图示270

参考文献275