談建筑暖通空調(diào)的設(shè)計要點(diǎn)

王康成

(山西省建筑設(shè)計研究院，山西 太原 030013)

0 引言

暖通空調(diào)系統(tǒng)作為建筑溫度調(diào)節(jié)的關(guān)鍵所在，必須在設(shè)計的過程中對其進(jìn)行全面的考量。在建筑層數(shù)越來越高的情況下，暖通空調(diào)的設(shè)計也遇到了不小的挑戰(zhàn)，尤其是復(fù)雜的建筑系統(tǒng)對暖通空調(diào)系統(tǒng)的功能要求更加全面。因此，必須對其設(shè)計要點(diǎn)加強(qiáng)研究，以不斷提升暖通空調(diào)設(shè)計的質(zhì)量和性能。

1 暖通空調(diào)

通常情況下，暖通空調(diào)系統(tǒng)也可以被稱為HVAC 系統(tǒng)，其最大的作用就是暖氣供應(yīng)、建筑通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)等。對暖通空調(diào)進(jìn)行設(shè)計時，主要需要使用流體力學(xué)、流體機(jī)械、熱力學(xué)以及機(jī)械設(shè)計等多個學(xué)科的相關(guān)知識，并且需要遵循國家和行業(yè)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在各類分支技術(shù)逐漸創(chuàng)新和發(fā)展的形勢下，暖通空調(diào)的設(shè)計越來越被建筑工程所重視，甚至已經(jīng)成為了其中的一項(xiàng)關(guān)鍵性工作。

從暖通空調(diào)的發(fā)展初期來看，其主要是一個水力定流系統(tǒng)，通過末端設(shè)備的分檔控制調(diào)節(jié)風(fēng)量以實(shí)現(xiàn)對溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。比如，一般可以采用變風(fēng)量空調(diào)箱調(diào)節(jié)風(fēng)量，也可以使用三速開關(guān)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的。這幾種調(diào)節(jié)方式雖然比較簡單，但是卻能發(fā)揮出比較明顯的作用。

隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)水平的提高，傳統(tǒng)的水力定流系統(tǒng)和新時期建筑的供暖需求不相符合，因此水力變流系統(tǒng)逐步出現(xiàn)，還出現(xiàn)了變風(fēng)量系統(tǒng)。這些出現(xiàn)的暖通系統(tǒng)，其可以借助電動調(diào)節(jié)閥或是風(fēng)閥展開操作調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度的精確控制和調(diào)節(jié)。隨著變送器、傳感器和控制器等電子元件不斷發(fā)展，智能化的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)已經(jīng)成為主流。不僅提高了控制調(diào)節(jié)的靈活性，更是大大提高了控制調(diào)節(jié)的效率。

在建筑暖通空調(diào)的設(shè)計當(dāng)中，其主要包含了引進(jìn)新風(fēng)、空氣冷卻、過濾處理等基本流程環(huán)節(jié)。但是，必須注意到暖通空調(diào)系統(tǒng)中不但加入了一些全新的元器件，比如電子除塵器。這些全新的元器件雖然對溫度調(diào)節(jié)等不具備太大的作用，但是卻可以實(shí)現(xiàn)細(xì)菌、病毒、煙塵的過濾，對優(yōu)化空氣質(zhì)量具有積極效用。此外，暖通空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計中還逐漸引入了加濕設(shè)備，通過對空氣進(jìn)行加濕，確保建筑內(nèi)部的濕度保持在合理的范圍內(nèi)，以給消費(fèi)者最舒適的體驗(yàn)。

2 建筑暖通空調(diào)設(shè)計的基本設(shè)計要點(diǎn)

2.1 設(shè)計規(guī)劃

在進(jìn)行建筑暖通空調(diào)的設(shè)計中，進(jìn)行設(shè)計規(guī)劃是一個必要的環(huán)節(jié)。需要在確保室內(nèi)狀況優(yōu)良以及低能耗標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，合理有效地對送風(fēng)系統(tǒng)、冷輻射吊頂系統(tǒng)以及空氣去濕系統(tǒng)等進(jìn)行應(yīng)用，可以按照輻射形式為核心制冷技術(shù)，對各個設(shè)備所發(fā)出的熱量進(jìn)行最大程度的平衡。不僅如此，在使用冷輻射吊頂系統(tǒng)的時候，必須要將其和送風(fēng)系統(tǒng)緊密連接。只有這樣，才能通過暖通空調(diào)系統(tǒng)確保建筑室內(nèi)具有較高的空氣質(zhì)量。為了保證建筑室內(nèi)的濕度合理，去濕空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用也是必不可少的。此外，在對建筑暖通空調(diào)設(shè)計方案進(jìn)行規(guī)劃時，還必須對設(shè)計方案的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行考量，尤其是需要加強(qiáng)成本方面的控制。只有在成本方面做到精確的控制，才能促使建筑暖通空調(diào)設(shè)計方案具備較高的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 計算空調(diào)負(fù)荷

對于建筑暖通空調(diào)的設(shè)計而言，對冷熱負(fù)荷進(jìn)行計算是必須的環(huán)節(jié)，其計算所得的各種數(shù)據(jù)也是支撐暖通空調(diào)設(shè)計方案的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。比如，在設(shè)計民用建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng)時，如果對冷熱負(fù)荷的計算不準(zhǔn)確，就會導(dǎo)致暖通空調(diào)的設(shè)計方案在系統(tǒng)上出現(xiàn)漏洞，引起暖通空調(diào)系統(tǒng)不完善，在功能發(fā)揮上會出現(xiàn)一定的短板。這不僅會導(dǎo)致暖通空調(diào)系統(tǒng)的預(yù)算投入加大，還會導(dǎo)致其在運(yùn)行過程中的能耗以及維護(hù)費(fèi)用不斷加大。因此，在設(shè)計暖通空調(diào)系統(tǒng)的時候，必須加強(qiáng)對冷熱負(fù)荷的計算，必須依照實(shí)際的負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，絕對不可憑借經(jīng)驗(yàn)公式估算了事。

2.3 設(shè)置水力平衡裝置

水力平衡裝置的設(shè)置是暖通空調(diào)設(shè)計中的重點(diǎn)。首先，需要對管理和系統(tǒng)的流量體系進(jìn)行平衡，確保其科學(xué)合理。其次，設(shè)計變流量系統(tǒng)的時候，必須對壓差控制閥做好動態(tài)性的設(shè)置，使其能夠可靠的代替系統(tǒng)中出現(xiàn)的動態(tài)流量。然后，在設(shè)置靜態(tài)水平衡閥時應(yīng)該加強(qiáng)其和對應(yīng)的熱力口聯(lián)系，并將水利計算和系統(tǒng)調(diào)節(jié)等方面數(shù)據(jù)作為動態(tài)流量平衡閥整體性的依據(jù)，確保不平衡的情況盡可能降至最低。最后，在相應(yīng)的新風(fēng)機(jī)組管路上需要設(shè)置動態(tài)平衡電機(jī)的調(diào)節(jié)閥，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)功能的最大提升。

2.4 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計時會涉及到裝機(jī)容量的問題，但是在實(shí)際容量和設(shè)計容量之間一般會出現(xiàn)較大的偏差，這和通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計要求是不相符的。根據(jù)對通風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)際設(shè)計方案進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)引起這一問題的原因主要是在設(shè)計過程中對各個環(huán)節(jié)安全因素的處理不到位，導(dǎo)致裝機(jī)冷機(jī)容量超出了冷負(fù)荷的計算結(jié)果，導(dǎo)致超出部分的冷量完全發(fā)揮不了作用。

3 建筑暖通空調(diào)設(shè)計中應(yīng)該注意的問題

1)合理科學(xué)選擇空調(diào)系統(tǒng)。在建筑暖通空調(diào)的設(shè)計中，選擇空調(diào)系統(tǒng)是比較關(guān)鍵的工作，需要確保所選用的空調(diào)系統(tǒng)具備良好的功能，并且能夠適應(yīng)周期性的負(fù)荷變化。選擇空調(diào)系統(tǒng)的時候，雖然一個性能優(yōu)良的方案可能會導(dǎo)致前期一次性成本的增加，但是，其可以有效減少后期運(yùn)行中容易出現(xiàn)的一系列常見問題，降低后期的運(yùn)行成本。不僅如此，后期運(yùn)行安全穩(wěn)定，其所產(chǎn)生的間接經(jīng)濟(jì)效益也是非常顯著的。從建筑的基本特點(diǎn)分析，其運(yùn)作時間主要集中在白天，夜間運(yùn)作程度很低。因此，空調(diào)系統(tǒng)的自動化控制程度必須要高，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的調(diào)節(jié)，根據(jù)建筑運(yùn)作的實(shí)際情況適時調(diào)整空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

2)暖通空調(diào)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)必須嚴(yán)格規(guī)范。暖通空調(diào)系統(tǒng)作為建筑的一個功能性系統(tǒng)，其所擔(dān)負(fù)的作用是很重要的。在設(shè)計暖通空調(diào)方案的時候，必須嚴(yán)格規(guī)范相關(guān)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，切實(shí)按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)展開設(shè)計工作。在實(shí)際的設(shè)計工作中，經(jīng)常出現(xiàn)管道敷設(shè)坡度不合理的問題，尤其是在冷凍水管道的敷設(shè)方面，由于施工條件存在限制，某些管道的敷設(shè)坡度沒有滿足《設(shè)計規(guī)范》要求的0.002～0.003 標(biāo)準(zhǔn)。對于這些問題，在設(shè)計中絕對不能敷衍了事，必須通過其他辦法予以解決。比如可以通過加設(shè)立管的方法消除坡度不達(dá)標(biāo)的問題?？偟恼f來，在建筑暖通空調(diào)設(shè)計中，必須嚴(yán)格遵守相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并且要對其設(shè)計過程和方案加強(qiáng)監(jiān)督檢查，以確保暖通空調(diào)的設(shè)計規(guī)范。

3)加強(qiáng)適應(yīng)性和可操作性的考量。所謂適應(yīng)性，就是指暖通空調(diào)系統(tǒng)所發(fā)揮出的作用與建筑實(shí)際需求之間的匹配程度，匹配度越高，暖通空調(diào)方案的適應(yīng)性也就越強(qiáng)，匹配度越低，暖通空調(diào)設(shè)計方案的適應(yīng)性也就越低。而可操作性是指暖通空調(diào)方案的施工和運(yùn)行過程中，進(jìn)行相關(guān)操作的便利性和操作控制結(jié)果效用。比如，在計算暖通空調(diào)的容量時，必須依照最惡劣的環(huán)境條件進(jìn)行計算，這樣才能確保在遭遇惡劣環(huán)境時，暖通空調(diào)系統(tǒng)可以發(fā)揮出切實(shí)的作用。再比如，對暖通空調(diào)系統(tǒng)的自動化和智能化設(shè)計，其是建筑復(fù)雜性增大所提出的必然要求。只有自動化和智能化程度不斷增加，才能在對暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行控制的過程中實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)的操作。不僅如此，隨著建筑規(guī)模不斷增大，暖通空調(diào)系統(tǒng)日漸龐大，需要對其進(jìn)行分布式控制，分區(qū)域?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)，加強(qiáng)其可控性。

4)充分考慮設(shè)計方案的經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)濟(jì)性是所有設(shè)計方案都應(yīng)該予以關(guān)注的，對于建筑暖通空調(diào)設(shè)計而言，經(jīng)濟(jì)性的考量可以分為多個方面。一方面，可以從暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的方面入手，通過精確地荷載計算，確定系統(tǒng)設(shè)備的基礎(chǔ)性能需求，然后據(jù)此對各環(huán)節(jié)的設(shè)備進(jìn)行確定。另一方面，可以從暖通空調(diào)系統(tǒng)的布設(shè)入手，在滿足便利性和安全性的前提下，最大化提升其空間利用率，減小空間的浪費(fèi)。最后，在設(shè)計建筑暖通空調(diào)的方案時，需要同時設(shè)計多個方案，然后對這些方案進(jìn)行綜合對比，選用其中最為經(jīng)濟(jì)的方案。不僅如此，還可以將幾種方案的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行融合，創(chuàng)新出更加經(jīng)濟(jì)、可靠的暖通空調(diào)設(shè)計方案。

4 結(jié)語

暖通空調(diào)對建筑而言是非常重要的功能系統(tǒng)，對于其設(shè)計過程而言，目前還存在一些設(shè)計方面的問題。因此，必須對建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計要點(diǎn)形成清晰準(zhǔn)確的認(rèn)識，同時依照基本的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，不斷完善設(shè)計方案，促進(jìn)建筑暖通空調(diào)設(shè)計工作逐漸升級。

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