- Конструктивні особливості вежі «Восток»
- Захисні конструкції
- Ліфти і ескалатори
- функціональне зонування
- Інженерне обладнання
- Системи ОВК вежі «Восток»
- література
Комплекс «Федерація». Інженерні рішення вежі «Восток» Ірина Смирнова, Михайло Єфремов, Микола Шилкин
Комплекс «Федерація» є унікальним і єдиним в Росії і Європі за багатьма параметрами.Але основна ознака, за яким змагаються між собою всі хмарочоси світу - це їх висота.
За даним параметру вежа «Восток» на сьогоднішній день є найвищою будівлею Європи: 95 надземних поверхів заввишки 374 м. А підземна частина включає ще 4 рівня.
Ділянка будівництва висотного комплексу «Федерація» входить до складу Московського міжнародного ділового центру (ММДЦ) "Москва-Сіті» на Краснопресненській набережній річки Москви. Багатофункціональний висотний офісно-рекреаційний комплекс «Федерація» являє собою складний композиційний обсяг, що складається з двох різновисотних веж «вітрил» - «Захід» і «Схід» - у вигляді тригранних призм з округлими гранями. Будинки об'єднані спільною стилобатной частиною у формі прямокутника, де знаходяться п'ять підземних і шість надземних поверхів. Поверхи висоток «Захід» і «Схід» з 7 по 10 об'єднані мостами-переходами. Починаючи з 11-го поверху, вежі стають двома самостійними обсягами.
Конструктивні особливості вежі «Восток»
Підставою вежі «Восток» є фундамент з бурових паль діаметром 1,5 м і довжиною 30 м, а також монолітного плитного ростверку висотою 6 м. На заливку фундаменту витратили 14 000 м3 бетону, що зафіксовано в книзі рекордів Гіннеса.
Основними несучими вертикальними елементами будівлі є монолітні стінові конструкції центрального ядра і 25 периметральних колон. Поповерхово все вертикальні конструкції об'єднані горизонтальними дисками перекриттів з монолітних плит. Середня площа поверху становить 2 500 м2. Така конструктивна схема блискуче вирішує два важливі завдання: забезпечує просторову стійкість і міцність конструкцій висотної будівлі, а також дозволяє отримати максимальну кількість корисних експлуатованих площ. По всій висоті будівлі на рівні 33-34, 47-48, 61-62 поверхів передбачені так звані аутригерний поверхи. Це поверхи підвищеної жорсткості, що забезпечують розрахункові параметри горизонтальних деформацій конструкцій і стійкості всієї будівлі. Дані поверхи, насичені монолітними залізобетонними і металевими конструкціями, технологічно поєднані з технічними поверхами, де розміщуються інженерне устаткування і траси трубопроводів, тим самим також зберігають корисні площі типових поверхів.
В рамках наукового супроводу вченими інституту НДІЗБ розроблена і впроваджена спеціальна рецептура надміцного бетону класу В90 з урахуванням можливості безперешкодного транспортування його на велику висоту. Зведенням монолітного залізобетонного каркаса будівлі займалися кілька іноземних і російських підрядних монтажних організацій. Кожна компанія мала свої особливості монтажу монолітних залізобетонних конструкцій в залежності від використовуваної технологічної оснастки, в даному випадку опалубки: застосовувалася гідравлічна опалубка з автоматичним підйомом на один поверх, змінна опалубка з безперервним автоматичним рухом від поверху до поверху і щитова опалубка, по поверхах переставляється за допомогою монтажних кранів.
Не оминути увагою і серйозну проблему, вирішене конструкторами, по перерозподілу і максимального вирівнювання величезних навантажень від численного інженерного обладнання і трубопроводів на плити технічних поверхів з метою недопущення зниження несучої здатності вже змонтованих монолітних конструкцій.
Спільно з інженерами шляхом багаторазових розрахункових ітерацій визначені найбільш ефективні трасування інженерних систем, що відповідають вимогам достатності несучої здатності монолітних конструкцій і найефективнішого розміщення обладнання на всіх технічних поверхах. Схожа завдання виконане при прокладанні великої кількості трубопроводів діаметром від 173 мм до 630 мм в транзитних комунікаційних шахтах на всю висоту вежі.
На основі багаторазових розрахунків кожної інженерної системи були досягнуті комбінації опорних зусиль на плити кожного поверху, які відповідають в кінцевому підсумку, вимогам їх несучої здатності. Все інженерне обладнання, що розміщується на технічних поверхах і створює вібраційні впливу на каркас будівлі, було встановлено з урахуванням розрахункових заходів щодо недопущення вібрацій на несучі конструкції. Залежно від технічних параметрів насосного, вентиляційного устаткування розроблені індивідуальні опорні конструкції з закладеними заходами, що виключають поширення вібрацій.
Захисні конструкції
Фасади веж складної геометричної форми виконані в суцільному склінні. Огороджувальні конструкції Шестирівневий стилобату також мають суцільне скління, переважно без відкривання вікон. Рішення по фасадах висотних веж розроблені провідними спеціалізованими фірмами і припускають застосування високоякісних вітражних сталевих конструкцій ,. Скління проводиться склопакетами, які розраховані на російські умови і мають зовнішнє небитке скло типу «триплекс». Вітражні конструкції вирішені без видимих імпостов, підкреслюючи однорідну структуру скляних обсягів веж. Скло, що прикривають торці плит перекриттів, виконані з нанесенням поліхромної друку з мотивом «небо в хмарах». Вінчають поверхи веж, завершуються похилим фасадом, виконаним зі скла типу «триплекс».
Обслуговування та чистка фасаду вежі «Восток» здійснюється за допомогою телескопічного крана. Парковка обладнання розташовується на поверсі 95А під похилим фасадом в межах стін центрального ядра будівлі. Верхня частина башти «Схід», утворена похилими і вертикальними світлопрозорими конструкціями фасадів, виконана з урахуванням збільшення висоти вежі. Склопакети похилого фасаду верхній частині будівлі виконуються з використанням плоских однокамерних склопакетів з електричним обігрівом з системою автоматики, що забезпечує танення снігу і відсутність зледеніння в зимовий період. Похилий фасад верхній частині вежі «Восток» має систему збору та відведення води з поверхні в формі лотка, який розташований по периметру. У конструкції лотка розташовані водоприймальні воронки зливової каналізації.
Рішення щодо висвітлення фасадів припускають їх постійне підсвічування в нічний час і посилену декоративне підсвічування в святкові дні. Термічний опір теплопередачі огороджувальних конструкцій прийнято для зовнішніх стін висотної частини будівлі 2,69 м2 • ° C / Вт, для вітражів - 0,65 м2 • ° C / Вт.
Ліфти і ескалатори
Ліфт у висотній будівлі - це завжди дуже складний пристрій, і при його проектуванні доводиться звертати увагу на багато елементів, які в звичайних багатоповерхових будинках не роблять особливого впливу на комфорт і навіть безпеку поїздки. Співробітники офісів вежі «Захід», що працюють на 7-32 поверхах, піднімаються з мінус першого і першого поверхів на шести пасажирських ліфтах типу Twin (c двома незалежними кабінами в одній шахті), а працюють на 35-46 поверхах - на п'яти пасажирських ліфтах того ж типу. Принциповою відмінністю даної системи від більш поширеною системи Double-Deck є те, що ліфтові кабіни переміщаються в єдиній ліфтовій шахті незалежно одна від одної. Це дозволяє більш гнучко обслуговувати поверхи будівлі при тій же самій площі шахти. Кожна кабіна діє по своїй кінематичній схемі, має власний противагу і т. Д. Рішення це надзвичайно складно технічно, але, тим не менш, поступово набуває поширення. У комплексі «Федерація» застосовується система вибору поверху призначення. Група ліфтів оснащується системою групового управління. У даній схемі в ході запиту системі повідомляється поверх, на який необхідно потрапити. Для цього на кожному поверсі встановлюється панель управління.
Після вибору поверху призначення на інформаційній панелі відразу ж відображається номер кабіни ліфта, яка потрібна пасажиру. На виклик система групового управління направляє один з ліфтів групи, що забезпечує мінімальний час очікування і виключає рух на один виклик декількох ліфтів. Крім усього іншого, це дозволяє уникнути скупчення людей біля дверей одного з ліфтів. За основу в процесі оптимізації приймається кількість зупинок, яке робить ліфтова кабіна, - цю величину необхідно мінімізувати. Чим менше кабіна робить зупинок, тим швидше вона повертається на головний посадковий поверх. Тим самим значно знижується час очікування ліфта. Ефективність даної системи виявилася дуже висока.
В апартаменти проживають піднімаються з вестибюля готелю на першому поверсі на чотирьох ліфтах. Доступ співробітників офісів вежі «Восток» до своїх поверхах здійснюється наступним чином: в офіси, що знаходяться на 7-32 поверхах, співробітники піднімаються на семи пасажирських ліфтах системи Twin з мінус 1 і 1 поверхів, а для підйому на 35-46 поверхи співробітники піднімаються на п'яти пасажирських ліфтах тієї ж модифікації. З приміщень культурно-розважального призначення, розташованих на мінус 3 і 4 поверхах, а також з мінус 2 і мінус 1 поверхів в головний вестибюль можна піднятися на 16 ескалаторах. У будівлях «Схід» і «Захід» встановлено по два вантажних ліфта, які використовуються для забезпечення роботи підприємств харчування та підйому пожежних підрозділів. Крім того, в підземних поверхах для транспортування пожежних підрозділів додатково передбачено окремий ліфт. Для співробітників офісів, які працюють в стилобатной частини будівлі, функціонують окремі ліфти, зокрема шість ліфтів для офісів вежі «Захід» і сім - для об'єкта «Схід». У стилобаті комплексу «Федерація» встановлені досить незвичайні ліфти. Ці унікальні скляні ліфти пересуваються під кутом 10 º. У закритому приміщенні похилі ліфти - рідкість. В Європі їх зазвичай використовують в якості альтернативи високим гірським сходах.
функціональне зонування
У вежі «Захід», зданої в експлуатацію, передбачені офіси, розташовані на поверхах з 7 по 32 і з 35 по 46; апартаменти - з 49 по 60 поверх (з пристроєм VIР апартаментів на 59 і 60 поверхах). На 60 і 61 поверхах передбачено розміщення клубу з фітнес-центром, басейном і спа-салоном. На 62 поверсі розташовується ресторан. Поверхи 33,34,47 і 48 є здвоєними технічними поверхами, а 63 (антресольний) поверх представляє собою технічний майданчик. У вежі «Восток», розміщені офіси, апарт-офіси, апартаменти, VIP-апартаменти, VIP Platinum апартаменти, панорамні бари, ресторан і оглядовий майданчик. На 7-32, 35-46 та 49-60 поверхах розташовуються офіси. Здвоєні 33-34, 47-48, 61-62 і 87-88 поверхи - технічні На 63-86 поверхах розташовуються Апарт-офіси, апартаменти, VIP-апартаменти. На 89 поверсі знаходиться оглядовий майданчик і панорамні бари, виробнича зона бару, технічна зона і зона санвузлів. На 90-94 поверхах -VIP Platinum апартаменти. Ресторан на 340 посадкових місць з виробничою зоною - на 95 поверсі. Поверх 95А являє собою антресоль з площами для бару, підсобними приміщеннями і невеликими технічними приміщеннями.
Інженерне обладнання
Висотки розділені на протипожежні відсіки технічними поверхами. Кожен технічний поверх функціонально складається з двох поверхів, тобто є двоповерховим. На технічному поверсі розміщуються індивідуальні теплові пункти (ІТП) і індивідуальні холодильні пункти (ІХП), а також інше інженерне обладнання, яке обслуговує два протипожежних відсіку: верхню зону нижнього відсіку і нижню зону верхнього відсіку. Таке рішення застосоване як в одному, так і в іншій будівлі. Кожен технічний поверх - це самостійний інженерний блок. Він може складатися з трансформаторних підстанцій, насосного пожежного водопроводу, насосного господарсько-питного водопроводу, вентиляційних установок (які обслуговують різні протипожежні відсіки вгору і вниз). Також там знаходяться два індивідуальних теплових пунктів (один з яких працює на кондиціонери, а другий на опалення), індивідуальний холодильний блок, насосні групи опалення, теплопостачання, гарячого і холодного водопостачання.
По периметру технічних поверхів розміщені вентиляційні камери з вентустановки, які працюють або на приплив, або на витяжку. Для того щоб не допустити влучення витяжного повітря в припливне, повітрозабірні та витяжні пристрої рознесені по різних фасадам. Всі технічні поверхи обрамлені фасадної гратами.
У стилобатной частини (на 5 поверсі) розміщується центральний тепловий пункт (ЦТП), який забезпечує централізоване теплопостачання обох веж і центральна холодильна станція. По висоті вежі «Восток», в ядрі будівлі, проходять всі магістральні трубопроводи з центрального теплового пункту. До 47 поверху розташовується перша зона підйому магістральних трубопроводів теплопостачання. На 47 поверсі - другий підйомний індивідуальний тепловий пункт (ІТП), який подає воду на верхні поверхи. Підйомний тепловий пункт необхідний для того, щоб розділити статичні зони на дві частини. Там же розташований і підйомний індивідуальний холодильний пункт (ІХП), який передає все навантаження на проміжні технічні поверхи, розташовані вище 47, де є свої проміжні теплові пункти. Аналогічним чином організовано та холодопостачання з приточними і витяжними системами вентиляції. Теплонадлишки у верхній зоні вежі, з 89 по 95 поверх, перевищують розрахункову потужність холодильного центру. Це пов'язано з архітектурними особливостями вежі: нахилом покрівлі і великою площею скління. Тут знаходяться апартаменти класів VIP і VIP-Platinum і, крім цього, ресторан, бар і оглядовий майданчик. Всі ці приміщення характеризуються досить високою холодильної навантаженням. Крім того, холодоносій, який йде через проміжний холодильний пункт, приходить на верхній технічний поверх вже досить отеплённим, з температурою 12 ° C. Підібрати фенкойли під таке навантаження виявилося досить складно. Для забезпечення комфортних параметрів приміщень верхніх зон було прийнято рішення про розбудову холодильного центру, який обслуговує поверхи з 89 по 95. Холодильний центр розміщується на 87 і 88 технічних поверхах.
Сумарна холодильна навантаження двох холодильних машин - 2,5 мВт. У зв'язку з тим, що холодильний центр знаходиться всередині технічного поверху, конденсаторні блоки довелося розмістити за декоративними гратами, яка проходить по периметру всієї будівлі. На 87-88 поверхах в витяжних венткамерах встановлені виносні конденсаторні блоки. Таким чином, для повітряного охолодження конденсаторних блоків використовується не зовнішнє повітря, а витяжною, але охолоджене повітря з приміщення. Перш ніж повітря викидається на вулицю, він ще охолоджує конденсаторні блоки. Дане рішення дозволяє підвищити енергетичну ефективність системи холодопостачання, а також заощадити площа фасадної решітки. Вода з центрального теплового пункту для систем гарячого водопостачання також направляється через проміжні теплові пункти. В результаті температура втрачається на теплообмінниках. Крім того, температура гарячої води в перехідний період року, коли відключається центральне теплопостачання від міської теплової мережі, становить 70 ° C при температурі зворотної води в 30 ° C. При подачі води на верхні поверхи має місце недолік потужності гарячого водопостачання. Для компенсації доводиться використовувати електронагрівачі і накопичувальні баки. Але для верхніх поверхів застосована інша схема: для підігріву води на ГВС в літню пору за допомогою теплового насоса використовується скидна теплота від холодильного центру на 87 і 88 поверхах. Цим вирішується ще одна проблема - знижується енергоспоживання. Транзитні трубопроводи, які проходять в шахтах по всій висоті будівлі, створюють досить велике навантаження на конструкції. Маса 1 м (погонного) труби становить 120 кг. Несуча спроможність будівлі не може забезпечити прокладки всіх транзитних комунікацій. Для вирішення цієї проблеми ставляться розділові компенсатори і розділові опори по поверхах.
Системи ОВК вежі «Восток»
Теплопостачання. Джерелом тепла для системи теплопостачання вежі «Восток» є центральний тепловий пункт комплексу «Федерація», розташований в стилобатной частини вежі «Захід» і приєднується, в свою чергу, до теплової мережі ММДЦ «Москва-Сіті». Параметри теплоносія коливаються від 150 до 70 ° С в опалювальний період і з 70 до 30 ° С - в літній період. Всі зони теплопостачання вежі «Восток» функціонально розділені на три основні групи:
• теплопостачання системи опалення вежі «Восток»;
• теплопостачання систем вентиляції та ГВП стилобатной частини вежі «Восток»;
• теплопостачання систем вентиляції та ГВП висотній частині вежі «Восток».
Теплопостачання проектованої зони здійснюється по каскадної схемою відповідно до затвердженої схеми теплопостачання вежі «Восток» через проміжні ІТП, що розміщуються на технічних поверхах. Приєднання систем опалення, вентиляції та кондиціонування приміщень башти «Схід» виконується за незалежною схемою через пластинчасті теплообмінники. Температура теплоносія для кожної зони наведена на принципових схемах. В теплий і перехідний періоди року можлива подача теплоносія з параметрами від 66 до 26 ° С до калорифера центральних кондиціонерів для підігріву припливного повітря при температурах зовнішнього повітря нижче 16 ° С. Установка теплообмінників передбачається:
• для системи опалення - з 100% резервуванням;
• для систем теплопостачання вентиляції та ГВП - з 75% резервуванням.
Передбачається, що циркуляційні насоси будуть з регульованим числом обертів і 100% резервуванням. На подавальних і зворотних контурах систем опалення та теплопостачання вентиляції запроектована установка запірно-регулюючої арматури, манометрів, термометрів, а також арматури для гідропневматичного промивання трубопроводів теплопостачання. Підживлення і заповнення внутрішніх контурів системи здійснюється через встановлення підтримки тиску, що розміщуються в кожному проміжному ІТП. Системи теплопостачання повністю автоматизуються і діспетчерізіруются. Інформації в цілому по об'єкту і по окремим споживачам теплової енергії виводиться в ЦДП. У проекті заплановано необхідні заходи для запобігання поширенню шуму і вібрації. Приміщення теплових пунктів обладнані системами примусової припливно-витяжної вентиляції, трапами для видалення випадкових і технологічних вод.
Опалення. Вежа «Схід» обладнується водяною системою опалення, розділеної по висоті на 8 зон, що приєднуються до магістральних трубопроводів теплопостачання за незалежною схемою.
Система опалення прийнята двотрубна з розводкою магістралей з технічних поверхах стояками, які розміщують у вертикальних шахтах, і розведенням поверхових трубопроводів в стягуванні підлоги (або в обсязі фальшпідлоги поверху, що обслуговується). Для кожної зони передбачається по 2 (або 3) стояка опалення, що приєднуються до розподільних колекторів опалювальних контурів в ІТП на технічних поверхах. На кожному колекторі встановлять циркуляційні насоси з частотним регулюванням фільтрів і запірно-зливної арматури. Прилади опалення відповідають вимогам до дизайну приміщень, а також виходячи з висоти скління:
• для приміщень офісів та апартаментів - в середині конвектори, що встановлюються по периметру поверху;
• для технічних поверхів - настінні або підлогові радіатори;
• для ресторану на 95 поверсі - четирёхтрубние в середині конвектори з вбудованими вентиляторами.
Регулювання тепловіддачі приладів здійснюється за допомогою регулюючих термостатичних клапанів. Приміщення з вітражним склінням обладнають регулюючими клапанами з виносними термостатами. Термостати встановлюють власники / орендарі. Поверхи офісної зони будуть опалювати горизонтальні гілки з попутним рухом теплоносія. Кожна горизонтальна поповерхова гілка обладнана запірною арматурою і регуляторами перепаду тиску (балансування пари), а також резервуються місця для установки поверхових теплолічильників.
Для забезпечення можливості зниження температури внутрішнього повітря в приміщеннях в нічний час на кожній гілці встановлюються двоходові регулюючі клапани з електроприводами, управління якими здійснюється з пульта диспетчера. Опалення кожного апартаменту виконується самостійними двотрубними гілками з попутним рухом теплоносія, які приєднані до магістральних поповерховим розводки через індивідуальні розподільні шафи для інженерних комунікацій. У кожній шафі розміщується балансувальна і запірна арматура з функцією дренажу, фільтри, а також вузли подучёта тепла для орендарів. Система опалення для оглядового майданчика з панорамними барами і рестораном виконується окремою гілкою від розподільного колектора в ІТП на 87 поверсі. У зоні ресторану уздовж вітражів встановлюють в середині підлоги четирёхтрубние конвектори з вентиляторами, що забезпечить обдування теплим повітрям вітражів в холодний період року і часткову асиміляцію теплопритоков від сонячної радіації в теплий період року.
Опалення технічних поверхів планується виробляти горизонтальними двотрубними гілками з тупиковим рухом теплоносія і розміщенням нагрівальних приладів у зовнішніх стін.
Вентиляція. Системи примусової загальнообмінної вентиляції і кондиціонування повітря розроблені відповідно до вихідних даних і нормативними документами та пов'язані з функціональним призначенням окремих груп приміщень, їх експлуатаційним режимом та розподілом корпусу на протипожежні відсіки технічними поверхами. У вежі «Восток» вентиляційне обладнання розміщується на технічних поверхах 5/6, 33/34, 47/48, 61/62, 87/88 і 89. При визначенні теплового навантаження на системи кондиціонування прийняті наступні значення теплопоступлений:
• від освітлення - 15 Вт / м2;
• від кожного комп'ютера - 250 Вт;
• від сонячної радіації - з розрахунку;
• від однієї людини - 76 Вт;
• від технологічного обладнання - за завданням технологів.
Приміщення офісів та апартаментів обладнають центральними системами кондиціонування повітря, що забезпечить подачу в обслуговувані приміщення зовнішнього повітря в обсязі санітарної норми з розрахунку 60 м3 / год на людину в офісах і 100 м3 / год на людину в апартаментах. У приміщення подається повітря від центральних установок, підігрітий, охолоджений або зволожений в залежності від вимоги до приміщень і від періоду року. Для окремих систем передбачаються теплообмінники з проміжним теплоносієм для рекуперації тепла. Для приміщень з тимчасовим перебуванням людей (менше 2 ч.) Забезпечується подача зовнішнього повітря в обсязі 20 м3 / год на людину, в інших приміщеннях - за нормативом. Видалення повітря з офісів і апартаментів здійснюється за рахунок спільної роботи витяжки з санвузлів і систем загальнообмінної витяжної вентиляції. При цьому обсяг подається в приміщення повітря на 20% перевищує сумарний обсяг видаляється. Зняття надлишкових тепловиділень і підтримання оптимальної температури внутрішнього повітря в кожному приміщенні здійснюється за рахунок використання вентиляторних доводчиків (фенкойлів) з подачею тепло / холодоносія по четирёхтрубной схемою.
Ресторан на 95 поверсі об'єднає два зали по 170 посадочних місць кожен, бар на антресолі, а також виробничі і допоміжні приміщення. У залах для відвідувачів встановлять системи кондиціонування повітря, продуктивність яких визначена з розрахунку часткової асиміляції теплопоступлений від людей, що остигає їжі, сонячної радіації і освітлення. При цьому об'єм повітря, що подається в кожен обідній зал, становить не менше 60 м 3 / год на людину. Роздача повітря в обідні зали буде здійснюватися частково через фальшпол в зоні вітражів, а частково - в верхню зону з боку виробничих приміщень. Видалення повітря - з верхньої зони і з гарячого цеху. Самостійна припливна установка на 89 поверсі (оглядовий майданчик) забезпечить двоступеневу очистку, підігрів в холодний період і охолодження в теплий період року зовнішнього повітря в обсязі 1,5-кратного повітрообміну. При цьому витрата повітря на одного відвідувача становить не менше 20 м3 / год при максимально можливому заповненні поверху (350 осіб). Видалення повітря буде відбуватися через санвузли і систему загальнообмінної витяжки. Асиміляцію значних теплопоступлений від людей, сонячної радіації і освітлення виконають додаткові повітроохолоджувачі в технічних приміщеннях 89 поверху.
Вентиляційні камери з вентустановки розміщені по периметру технічних поверхів. Щоб не допустити влучення витяжного повітря в припливні і витяжні пристрої рознесені по різних фасадам. Всі технічні поверхи обох веж обрамлені фасадної гратами. Подача повітря в безпечні зони, що розміщуються на технічних поверхах, передбачається: в період заповнення - з розрахунку забезпечення швидкості витікання повітря через одну відчинені двері приміщення, що підлягає не менше 1,5 м / с; після заповнення - при закритих дверях з підігрівом припливного повітря в електрокалорифері.
Холодопостачання. Від центрального холодильного пункту (ЦХП), розташованого в технічному бункері на мінус другому поверсі, здійснюється холодопостачання комплексу «Федерація». Загальна холодильна потужність установок склала 35 000 кВт - це сім чиллерів потужністю по 5 000 кВт. Як холодоносителя використовується охолоджена вода з температурою від 6 до 12 ° C. З ЦХП відбувається постачання холодом обох веж. Для оборотного водопостачання чиллерів застосовуються зрошувані градирні закритого типу з функцією вільного охолодження (фрікулінг) в залежності від температури зовнішнього повітря. Градирні (всього - 8 шт.), Встановлюються в технічних приміщеннях на рівні 5 і 6 технічних поверхів, з горизонтальним забором повітря через шумоглушник на фасаді будівлі і вертикальним викидом через покрівлю 6 поверху. З метою зменшення гідростатичного тиску в зоні обслуговування система холодопостачання зонирована по висоті. Приєднувати споживачів холоду будуть за незалежною схемою через проміжні індивідуальні холодильні пункти (ІХП), розташовані на технічних поверхах, з урахуванням гідростатичного тиску, що не перевищує для фенкойлів 10 бар, а для теплообмінників центральних кондиціонерів - 16 бар. У кожному ІХП будуть групи теплообмінників і насосного обладнання. Система холодопостачання повністю автоматизується і діспетчерізіруется.
Для забезпечення комфортних параметрів внутрішнього повітря в приміщеннях офісів і апартаментів в якості доповнення до системи опалення передбачається система теплопостачання фенкойлів по четирёхтрубной схемою. Розрахункова теплове навантаження на систему прийнята рівною 30% від суми розрахункових тепловтрат поверху і, відповідно, зони обслуговування. Подача теплоносія до фенкойлів здійснюється по окремих стояках від розподільних колекторів проміжних ІТП до входу в обслуговувані приміщення. Установка фенкойлів виконується власниками або орендарями.
Для холодопостачання споживачів вежі «Восток» передбачено дві самостійні гілки транзитних трубопроводів діаметром 530 мм від холодильного центру до технічного поверху на 5 рівні. Перша гілка обслуговує зону з мінус п'ятого по 33 поверх, друга гілка - верхню зону вище 33 поверху.
Шахта для транзитних магістралей трубопроводів має обмежені габарити і не може прийняти навантаження від усіх трубопроводів, що проходять в ній. Після проведених розрахунків сумарних навантажень вирішили використовувати для компенсації температурних змін трубопроводів спеціальні сильфонні компенсатори зі складною конструкцією розвантаженого типу. Дані компенсатори мають мінімальні габарити в порівнянні з аналогами і повністю відповідають як динамічним, так і статичним параметрами експлуатації трубопроводів.
Особливістю даних компенсаторів є їх складна конструкція за принципом «сильфон в сильфоні», що не дозволяє передавати розпірні зусилля від роботи компенсаторів на елементи кріплень трубопроводів і, в свою чергу, зберігає задану несучу здатність будівлі. Холодоносій (охолоджена вода), доходячи до технічного поверху, на 87-88 поверхах втрачає в кожному теплообміннику 2 ° C і досягає температури 14 ° C. Тому зняти теплонадлишки приміщень фенкойлами з такими параметрами холодоносителя не представляється можливим. У зв'язку з цим для забезпечення комфортних умов в приміщеннях верхніх поверхів облаштували додатковий холодильний центр, який обслуговує верхні поверхи з 81 по 95. Цей холодильний центр розміщується на 87 і 88 технічних поверхах. У верхній зоні вежі встановлюють дві незалежні системи холодопостачання:
• холодопостачання від ЦХП всіх центральних кондиціонерів, що розміщуються на технічних поверхах, а також фенкойлів по 80 поверх;
• холодопостачання фенкойлів з 81 по 95 поверх від додаткового холодильного центру на 87 і 88 технічних поверхах.
Додатковий холодильний центр. Призначений центр для цілорічного постачання холодом систем кондиціонування і вироблення теплоти для підігріву води системи ГВП в теплий період, а також для отримання гарячої води в перехідний період для теплопостачання фенкойлів. Охолодження в літньому режимі складає 2 500 кВт на фенкойли; в зимовому режимі (режим «вільного холоду») - 840 кВт - тільки на фенкойли зон з постійним виділенням теплової енергії. Температура теплоносія коливається від 10 до 15 ° C. Перепад температури повітря у споживача дорівнює 5 ° C. Так як в теплий період року температура гріючої води для ГВП на 87-88 поверсі після втрат температури в каскадних теплообмінниках не дозволяє забезпечити необхідний ступінь нагрівання води системи ГВП верхньої зони, а електричний догрів вимагає значної кількості електроенергії та наявності масивних накопичувальних ємностей, в процесі розробки додаткового холодильного центру була обрана схема з утилізацією теплоти конденсаторів холодильних машин для підігріву гарячої води. Для забезпечення високої температури нагріву від 45 до 61 ° C в проекті використані теплові насоси «вода - вода», які одночасно здійснюють як нагрівання води для ГВП, так і її охолодження для потреб споживачів в випарнику.
Загальна теплова потужність холодильного центру (кількість утилізованої теплоти) становить 860 кВт. Для забезпечення необхідних витрат холоду підібрано наступне обладнання:
• дві холодильні машини внутрішньої установки без конденсаторa;
• дві холодильних машини «вода - вода» з водяними конденсаторами, використовуваними для підігріву води системи ГВП в літній період;
• чотири конденсатора і чотири сухих охолоджувача, як для охолодження гликолевого контуру конденсаторів теплових насосів в теплий і перехідний періоди року, так і для режиму «вільного холоду» в холодний період.
Холодильний центр розділений на дві частини - зону А і зону Б з однаковим набором основного обладнання, гідравлічно об'єднані в загальну систему теплохолодоснабженія. Зазначена компоновка дозволяє спростити монтаж обладнання та отримати окремі незалежні підсистеми для збільшення надійності системи в цілому.
Вибір холодильних машин з виносними конденсаторними блоками не випадковий. Застосування безпосереднього охолодження конденсується фреону зовнішнім повітрям дозволяє виключити проміжний теплоносій між повітрям і фреоном, підвищити температуру конденсації, мінімізувати температурні втрати на передачу теплоти і, як наслідок, суттєво скоротити витрату повітря на охолодження конденсаторів. Крім того, виключаються циркуляційні насоси контуру водяного охолодження конденсатора, що дозволяє знизити загальне енергоспоживання холодильного центру.
Також для повітряного охолодження конденсаторних блоків частково використовується витяжної охолоджене повітря з приміщень. Всі ці рішення дозволяють підвищити енергетичну ефективність системи холодопостачання, а також зменшити площу фасадної решітки. Скорочення площі воздухозабора було одним з визначальних чинників при виборі технічного рішення, так як збільшення габаритів прорізів в розглянутих умовах неможливо. Холодильні машини оснащені власною системою управління і автоматики, що забезпечує експлуатацію холодильних машин в розрахунковому режимі і передбачає автоматичний захист агрегатів.
Система управління холодильних машин інтегрована в загальну систему управління додатковим холодильним центром. Контролюється і обробляється маса параметрів, одержуваних від зовнішніх пристроїв і датчиків, від контролерів холодильних машин, на підставі чого відбувається автоматичне перемикання режимів роботи холодильного центру, оптимізується розподіл навантаження по окремих частинах системи, проводиться ротація робочого і резервного обладнання, регулювання параметрів теплоносія і ін.
Розподіл охолодженої води по споживачах здійснюється від збірно-розподільчих колекторів за допомогою двох насосних груп. Насоси обладнані регуляторами частоти обертання двигунів в залежності від перепаду тиску на вході і виході з насосів. Таким чином, може здійснюватися регулювання витрати теплоносія в широких межах в залежності від потреби будівлі в холоді. Працездатність холодильних машин зберігається при мінімальному споживанні холоду, є можливість повністю виключати окремі групи споживачів, встановлювати лічильники витрати холоду на окремі та ще багато іншого. ●
література
1. Смирнова І.М., Шилкин Н.В. Висотний комплекс «Вежа Федерація» // АВОК.2015. No 4.
2. Смирнова І.М., Шилкин Н.В., Єфремов М.Н. Комплекс «Федерація». Системи вентиляції, кондиціювання та холодопостачання вежі «Восток» // АВОК.2015. No 7.
ПРО АВТОРІВ
Ірина Миколаївна Смирнова - генеральний директор ТОВ «Проектне бюро ˝Рімакс˝».
Микола Васильович Шилкин - канд. техн. наук, професор МАрхИ.
Михайло Миколайович Єфремов - інженер, НП «АВОК»
СТАТТІ ПО ТЕМІ:
«Бурдж-Халіфа». На рекордній висоті високих технологій
Le Hive - вулик високих технологій
«Пулково Скай»: нові стандарти комфорту мікроклімату
інноваційні технології
, Інженерні системи