高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探析

徐康譯 劉媛

摘 要：在高層建筑中，暖通空調(diào)是為建筑提供基礎(chǔ)功能和舒適性的重要設(shè)施，所以在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到建筑的功能，所以文章對(duì)于暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：高層建筑；暖通空調(diào)；設(shè)計(jì)

隨著城市化的發(fā)展，新的建筑、新的使用功能對(duì)建筑設(shè)備提出了新的、更高的要求，暖通空調(diào)已成為現(xiàn)代化建筑必不可少的重要設(shè)施，暖通空調(diào)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了黃金時(shí)期。因地制宜的合理選擇能源資源，充分有效的用能，提高高層建筑用能系統(tǒng)的效率，合理設(shè)計(jì)創(chuàng)造舒適的室內(nèi)環(huán)境而同時(shí)盡可能減少對(duì)室外環(huán)境的負(fù)面影響，是高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中必須解決的問(wèn)題。

1 暖通空調(diào)系統(tǒng)的類型

暖通空調(diào)系統(tǒng)種類繁多，但是基本原理都是相通的。其常見的幾種類型是：全空氣系統(tǒng)、空氣-水系統(tǒng)和全水系統(tǒng)。另外還有：分散式供冷或供暖、熱泵系統(tǒng)、熱回收系統(tǒng)和蓄冷。全空氣系統(tǒng)：在這類系統(tǒng)中，空調(diào)空間的所有要求（如加熱、加濕、冷卻及除濕等）都靠送風(fēng)來(lái)滿足?？諝?水系統(tǒng)：這類系統(tǒng)通常是用冷水帶走空調(diào)空間的大多數(shù)顯熱負(fù)荷，而用空氣提供通風(fēng)以保證空氣質(zhì)量并帶走由于空間的潛熱負(fù)荷造成的濕氣，當(dāng)然空氣也提供一些額外的顯熱冷卻。全水系統(tǒng)：這類系統(tǒng)指那些具有風(fēng)機(jī)一盤管、組合通風(fēng)裝置或重力循環(huán)式室內(nèi)末端的系統(tǒng)，未調(diào)節(jié)的流通空氣通過(guò)墻上的通風(fēng)口送入或滲入。其最大的優(yōu)點(diǎn)在于能夠適應(yīng)許多建筑物空氣調(diào)節(jié)要求，并且可靈活地應(yīng)用在空調(diào)系統(tǒng)的改造中。

2 方案設(shè)計(jì)要統(tǒng)籌解決設(shè)計(jì)中的問(wèn)題

暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案的問(wèn)題是方向性、全局性的問(wèn)題，不僅關(guān)系到高層建筑的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)能否滿足使用要求，而且直接關(guān)系到建筑的工程投資、維護(hù)費(fèi)用、舒適性、系統(tǒng)可靠性、安全性和可操作性。并影響到環(huán)境、建筑層高、建筑美觀、機(jī)房面積等諸多指標(biāo)參數(shù)。方案設(shè)計(jì)不合理所造成的損失通常較大，而且修改困難、影響時(shí)間長(zhǎng)。

2.1 可靠性與可行性

暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)方案首先必須經(jīng)過(guò)充分的論證具有可行性，才能夠應(yīng)用到建筑工程中，方案中所設(shè)計(jì)的設(shè)備要符合國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)要求，能夠滿足建筑內(nèi)的環(huán)境條件，在相關(guān)的參數(shù)方面要有具有的數(shù)據(jù)可以提供。對(duì)于一些比較特殊的工藝性空調(diào)安裝，需要提供具體的參數(shù)。只有對(duì)方案的可行性做出了判斷，而且具有可靠的特點(diǎn)才能夠?qū)⑵鋺?yīng)用到工程建設(shè)中。

2.2 經(jīng)濟(jì)性比較

在設(shè)計(jì)方案的比較中，除了在方案的可行性和可靠性方面進(jìn)行比較外，還要對(duì)方案的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較，在對(duì)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較的過(guò)程中，首先設(shè)計(jì)方案要在相同的條件下進(jìn)行比較。其中包括了設(shè)備、材料、管道和安裝調(diào)試的各項(xiàng)費(fèi)用，這些都是硬件方面的比較，此外還要對(duì)空調(diào)在運(yùn)行期間的能耗進(jìn)行比較，根據(jù)建筑所處地區(qū)的季節(jié)氣候，環(huán)境特點(diǎn)，建筑的性質(zhì)等作出綜合比較。將不同的方案進(jìn)行綜合性的比較，選擇經(jīng)濟(jì)合理的性價(jià)比高的設(shè)計(jì)方案。

2.3 調(diào)節(jié)性與操作性

在高層建筑的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該按照建筑所處的最不利的環(huán)境來(lái)進(jìn)行容量的確定，然后對(duì)于建筑在全年不同的時(shí)段都可以很好的控制和調(diào)節(jié)，以能夠滿足建筑的荷載為準(zhǔn)。在調(diào)節(jié)性方面較好的空調(diào)系統(tǒng)，需要很大的一次性投資，但是在后期的運(yùn)行時(shí)的能耗較小，所以在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較時(shí)應(yīng)該考慮到這點(diǎn)。對(duì)于暖通系統(tǒng)的操作性是否方便主要是取決于是否是自動(dòng)化控制，自動(dòng)化控制需要耗費(fèi)較高的投資，但是在人員數(shù)量上可以減少投入，對(duì)于系統(tǒng)的運(yùn)行效率也有所提升，但是因?yàn)樗度氲馁Y金較大，所以一般很少會(huì)用到自動(dòng)控制系統(tǒng)。如果是大型的空調(diào)系統(tǒng)和需要經(jīng)常調(diào)節(jié)的暖通系統(tǒng)的話就需要利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，但是對(duì)于人員素質(zhì)的要求也就高了，所以在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較時(shí)應(yīng)該充分的考慮到這些因素。

3 高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

根據(jù)目前審圖部門對(duì)暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)，特別是高層建筑暖通空調(diào)中提出的一些常見問(wèn)題，對(duì)照設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，列舉了在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、管道布置等幾個(gè)方面應(yīng)注意的問(wèn)題。

3.1 空調(diào)循環(huán)水泵的選型問(wèn)題

目前我國(guó)對(duì)于空調(diào)循環(huán)水泵在選擇上普遍存在容量過(guò)大的問(wèn)題，造成了空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的浪費(fèi)，并且超大負(fù)荷的運(yùn)行也增加了系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，加速了設(shè)備的損壞和老化程度。造成容量過(guò)大的原因主要是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)于系統(tǒng)的計(jì)算不夠準(zhǔn)確，過(guò)分的估算了相關(guān)的運(yùn)行參數(shù)，以至于在設(shè)計(jì)后全部超出實(shí)際狀況。所以說(shuō)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境有詳細(xì)的了解，對(duì)于和設(shè)備相關(guān)的參數(shù)都要準(zhǔn)確的計(jì)算，符合實(shí)際運(yùn)行狀況。

3.2 供暖方面

在對(duì)建筑的供暖方面進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員經(jīng)常只是重視入戶熱力計(jì)量方面的裝置，卻忽視了入戶裝置的設(shè)計(jì)，所以導(dǎo)致了在設(shè)計(jì)時(shí)的失誤。在對(duì)供暖系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不僅要對(duì)室內(nèi)部分進(jìn)行考慮，同時(shí)還要考慮到與外部系統(tǒng)的連接問(wèn)題，達(dá)到有效的協(xié)調(diào)。在對(duì)供暖系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還要將建筑內(nèi)公共部分的供暖系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)計(jì)，滿足供暖需求，對(duì)于樓梯間的管道設(shè)計(jì)，還要充分的考慮到因?yàn)闇囟仍蚨a(chǎn)生的凍結(jié)等現(xiàn)象。對(duì)于樓下是商服的建筑，要對(duì)商服進(jìn)行單獨(dú)的熱計(jì)量裝置，這是在實(shí)際中經(jīng)常忽略的問(wèn)題，對(duì)于以后的運(yùn)行和管理都帶來(lái)了很大麻煩。

3.3 空調(diào)通風(fēng)方面

空調(diào)與制冷技術(shù)手冊(cè)、采暖空調(diào)制冷手冊(cè)等明確給出的旅館辦公類的冷負(fù)荷指標(biāo)為94w/m2～163w/m2，商場(chǎng)類建筑夏季冷負(fù)荷的概算指標(biāo)應(yīng)為210w/m2～240w/m2。但在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，一般存在兩種問(wèn)題致使空調(diào)裝機(jī)容量偏大。一是由于設(shè)計(jì)時(shí)考慮各種各樣的安全系數(shù)，從而使單位空調(diào)面積的制冷機(jī)裝機(jī)容量大比手冊(cè)中冷負(fù)荷概算偏大，遠(yuǎn)大于實(shí)際運(yùn)行中單位空調(diào)面積峰值冷量。二是目前在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，部分設(shè)計(jì)人員采用負(fù)荷指標(biāo)估算方法，使得制冷機(jī)裝機(jī)容量普遍偏大，也明顯造成初投資的大量浪費(fèi)，甚至影響部分負(fù)荷下的冷機(jī)效率。

水泵揚(yáng)程選擇不當(dāng)也是暖通空調(diào)中比較常見的一個(gè)問(wèn)題。水系統(tǒng)揚(yáng)程選擇因設(shè)計(jì)差異而存在較大差異。如某工程冷卻塔放置在80m 高的屋頂，冷卻水為閉式循環(huán)系統(tǒng)，而設(shè)計(jì)者在選擇水泵揚(yáng)程時(shí)誤將高程加進(jìn)了水泵的揚(yáng)程中，致使所選水泵揚(yáng)程高達(dá)95m。有的設(shè)計(jì)在選擇冷凍水泵時(shí)，忽視了冬、夏季流量的之間的差異，如某工程夏季空調(diào)所需7℃/12℃冷凍水的循環(huán)流量是400m3/h，而冬季所需50℃/60℃熱水循環(huán)量為200m3/h，可見夏季空調(diào)冷凍水循環(huán)量要比冬季采暖熱水循環(huán)量大得多，所以冬夏季冷水泵熱水泵應(yīng)分別設(shè)置，合用一臺(tái)是不合適的。

4 結(jié)束語(yǔ)

高層建筑的發(fā)展速度非?？欤纱藢?duì)建筑的功能和舒適性也就提出了更高的要求，暖通空調(diào)是建筑中比較重要的基礎(chǔ)設(shè)施，所以要對(duì)暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)質(zhì)量給予重視。在對(duì)暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行選擇的過(guò)程中，要對(duì)方案的可行性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較，選擇性價(jià)比高的設(shè)計(jì)方案。在方案選擇時(shí)，不僅要從技術(shù)方面考慮，還要從經(jīng)濟(jì)效益等方面綜合考慮，選出適合高層建筑的設(shè)計(jì)方案。

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