現(xiàn)代高層建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

馮 巍

(中機(jī)新能源開發(fā)有限公司，河南 鄭州450008)

0 引言

城市中的高層建筑物幾乎與市政建設(shè)和城市化發(fā)展并駕齊驅(qū)，城市化程度越高的城市，高樓大廈越多，于是建筑安全和硬件設(shè)施的問題也隨之而來。這就使暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和選型成為現(xiàn)代化建筑中不可回避的重要課題。如何選擇恰當(dāng)?shù)哪茉矗龠M(jìn)資源有效循環(huán)，增加資源利用率，同時(shí)又能有效減少不必要的能源消耗，實(shí)現(xiàn)清潔環(huán)保的能源理念是迫切需要解決的重要問題。

1 暖通空調(diào)系統(tǒng)簡介

暖通空調(diào)系統(tǒng)雖然具有諸多類型，但是其基本工作原理卻是一樣的。在市場中常見的幾種類型有:單頻分散供暖和供冷、熱力泵系統(tǒng)、熱力回收和蓄冷系統(tǒng);另外，還有利用空氣和水之間的循環(huán)系統(tǒng)。在空氣——水循環(huán)系統(tǒng)中，其原理是利用冷卻水將空調(diào)機(jī)中的多余熱量帶走，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了通風(fēng)效果，為空氣帶來部分濕冷卻;而全空氣系統(tǒng)則是通過空氣的流通，以風(fēng)的形式實(shí)現(xiàn)加濕、加熱、制冷等;全水系統(tǒng)也一樣，通過水流的作用，帶動(dòng)空氣流動(dòng)，并通過末端的循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)制冷或者制熱。全水系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，無論在哪種工作環(huán)境中都可以使用。

2 暖通空調(diào)系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)流程

1)在設(shè)計(jì)施工之前，要清楚施工建筑物的周圍環(huán)境。主要考察的地方有:四周建筑物、供熱、供水的管網(wǎng)鋪設(shè)情況和預(yù)計(jì)施工區(qū)域，這些都是鋪設(shè)管網(wǎng)和施工的必要條件。在考察這些條件之后，要評(píng)估建筑物的負(fù)荷和承重，了解周圍環(huán)境和天氣因素，然后依據(jù)基本物業(yè)條件和入口方向，最終確定設(shè)備大門的位置和施工方案。

2)考評(píng)建筑物的高度，考察其層高、層數(shù)，確定是否屬于高層建筑物。按照我國現(xiàn)有法律法規(guī)規(guī)定，層高≥10 層、建筑高度超過24 m 的民用建筑，都應(yīng)當(dāng)遵守高層建筑物消防設(shè)施的建設(shè)要求。

3)在調(diào)查建筑物的基本硬件之后，要著重考察該建筑物內(nèi)的人員情況以及使用時(shí)間和有無廢氣排放等問題，作為下一步施工過程中暖通空調(diào)的基本設(shè)計(jì)依據(jù)，同時(shí)為劃分負(fù)荷等提供參考的數(shù)據(jù)。

4)防火分區(qū)的劃分是工程要著重考慮的地方。防火、防煙、防火墻、防火閥門和逃生路線的設(shè)置都要為設(shè)計(jì)排煙、防煙系統(tǒng)提供依據(jù)。

3 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的常見問題

1)水泵選擇問題。通常來說，很多高層建筑物的循環(huán)水泵普遍存在容量過大的問題，甚至很多容量都達(dá)到兩倍之多，這就造成了不必要的設(shè)備投資費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。當(dāng)然造成此類問題的原因主要有幾個(gè)方面:①?zèng)]有精確計(jì)算系統(tǒng)所需動(dòng)力，或者循環(huán)阻力較大。②設(shè)計(jì)的冷負(fù)荷較大。③有的地方凈水壓力也有問題。造成這個(gè)問題的原因是:設(shè)計(jì)初期對(duì)凈水壓力與循環(huán)阻力的計(jì)算出現(xiàn)交叉和疏漏。④對(duì)整個(gè)暖通系統(tǒng)的水力平衡計(jì)算不夠精確，出現(xiàn)較大誤差。

2)供暖過程中的問題。通常來說，我國高層暖通設(shè)備一般采取1 ∶3的供需比例。根據(jù)采暖通風(fēng)和節(jié)能的原則，在施工過程中應(yīng)在設(shè)計(jì)供水回管處布置溫度計(jì)、壓力計(jì)和除垢裝置。通常很多高層建筑暖通設(shè)計(jì)者只關(guān)注終端入戶裝置設(shè)計(jì)，而容易忽視入口裝置的設(shè)計(jì)，造成設(shè)計(jì)失誤，資源浪費(fèi)。同時(shí)，入口數(shù)量問題應(yīng)考慮開發(fā)商后續(xù)管理方便，設(shè)計(jì)人員不僅要考慮室內(nèi)供暖系統(tǒng)的合理性，又要考慮室外管線銜接的合理性，不能顧此失彼。規(guī)范規(guī)定，樓梯間或其他有凍結(jié)危險(xiǎn)的場所，散熱器應(yīng)有獨(dú)立的立支管供熱，且不得裝設(shè)調(diào)節(jié)閥。工程中共用1 根立管，一側(cè)連接鄰室房間散熱器，另一側(cè)連接樓梯間散熱器的做法，因密閉性難以得到保證，供暖發(fā)生故障，將影響鄰室的供暖效果。帶有底層商鋪的住宅設(shè)計(jì)規(guī)范明確規(guī)定，對(duì)建筑內(nèi)的公共用房和公用空間，應(yīng)單獨(dú)設(shè)置采暖系統(tǒng)和熱計(jì)量裝置。但設(shè)計(jì)中總存在商鋪未單獨(dú)設(shè)熱計(jì)量裝置，或與住宅采用共用系統(tǒng)，都可能對(duì)以后的使用帶來不必要的麻煩。

3)暖通防火安全的設(shè)置問題。防火閥與排煙防火閥不同，不能將這兩種不同功能的閥門混合使用。防火閥一般設(shè)在通風(fēng)空調(diào)管路穿越防火分區(qū)或變形縫處，平時(shí)開啟?；馂?zāi)時(shí)，當(dāng)煙氣溫度達(dá)到70℃時(shí)，閥體內(nèi)的易熔片熔斷，從而切斷煙、火沿通風(fēng)管道向其他防火分區(qū)蔓延。風(fēng)管應(yīng)在穿過防火墻處設(shè)防火閥;穿過變形縫時(shí)，應(yīng)在兩側(cè)設(shè)置防火閥裝置。但是，目前我國很多高層建筑物在設(shè)計(jì)之初并沒有按照設(shè)計(jì)要求安裝防火閥，僅在一側(cè)設(shè)置防火裝置，而另外一端沒有任何防火設(shè)備。

4 增加暖通空調(diào)設(shè)計(jì)科學(xué)性的有效措施

1)暖通空調(diào)系統(tǒng)的方案規(guī)劃。方案規(guī)劃是建筑工程施工的基本原則和依據(jù)。目前國內(nèi)比較盛行的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為:在實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的前提下，提高建筑物內(nèi)的整體環(huán)境和質(zhì)量，安裝可調(diào)節(jié)的通風(fēng)系統(tǒng)、冷輻射吊頂系統(tǒng)、低溫送風(fēng)系統(tǒng)以及除濕系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)中，為了有效規(guī)避高層建筑中人造的熱輻射，而采用輻射供冷。冷輻射吊頂要與送風(fēng)裝置統(tǒng)一調(diào)度，將空氣調(diào)節(jié)與送風(fēng)系統(tǒng)協(xié)同一致，既能夠保證室內(nèi)空氣質(zhì)量，同時(shí)又可以調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。在使用空調(diào)去濕的高層建筑中，不僅能夠保證室內(nèi)良好的空氣品質(zhì)，還能實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能、減排效果。

2)安裝優(yōu)良的通風(fēng)系統(tǒng)。通風(fēng)系統(tǒng)是整個(gè)暖通系統(tǒng)的循環(huán)保障。不斷涌入的新風(fēng)不僅能夠?qū)⒔ㄖ锏哪承┯泻ξ镔|(zhì)吹散，還有利于保證整個(gè)暖通系統(tǒng)的正常工作。因此，新建高層建筑物應(yīng)當(dāng)具備良好的通風(fēng)設(shè)備，最大限度的使用自然風(fēng)和對(duì)流，實(shí)現(xiàn)綠色健康環(huán)保建筑要求。

3)蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)。綠色健康空調(diào)系統(tǒng)是以蒸發(fā)冷卻技術(shù)為前提，其重要標(biāo)志就是冷卻系統(tǒng)的低能耗。該技術(shù)用水作為制冷劑，包括間接蒸發(fā)冷卻和直接蒸發(fā)冷卻，能夠?qū)崿F(xiàn)低能耗、無污染的效果。

4)地?zé)峥照{(diào)技術(shù)。地?zé)峥照{(diào)系統(tǒng)是利用土壤或地下水作為冷熱源的一種節(jié)能暖通設(shè)備。地?zé)峋陀休^為適宜的熱源溫度，其穩(wěn)定性和蓄熱性較好，能夠在泵力系統(tǒng)的帶動(dòng)下為空調(diào)系統(tǒng)提供冷風(fēng)和熱風(fēng)，不會(huì)對(duì)水源造成任何污染。

5 結(jié)語

高層建筑物在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，既要美觀，又要節(jié)能，才能最大限度地減少對(duì)室內(nèi)外環(huán)境的影響，力求經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益同時(shí)兼顧。

［1］ 褚占彪，郭洪海.淺談在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)的一些問題及解決辦法［J］.沈陽建筑，2009，34(21):58 -59.