高層建筑暖通空調(diào)設計要點分析

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高層建筑暖通空調(diào)設計要點分析

李建英 李旭光

濮陽市誠豐建設工程有限公司 河南濮陽 457000

[摘要]高層建筑暖通空調(diào)設計的主要工作在于對系統(tǒng)的選型，同時要平衡和統(tǒng)籌好高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的各項功能，通過做好高層建筑暖通空調(diào)的空調(diào)、供暖和通風三個方面的工作實現(xiàn)設計的根本目標，進而達到高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)更加穩(wěn)定、節(jié)能的運行，為高層建筑提供一個舒適的室內(nèi)環(huán)境。為此，本文主要對暖通空調(diào)系統(tǒng)的概述、基本類型及設計要點進行了分析與探究。

[關鍵詞]高層建筑；暖通空調(diào)；設計要點；概述；基本類型

近年來，社會經(jīng)濟與城市化進程的飛速發(fā)展使建筑領域在行業(yè)制度、技術設備、工藝方法等方面都得到了很大程度上的改進和完善，其相關項目工程的設計施工水平也相應提高，百姓的居住質(zhì)量和環(huán)境品質(zhì)也越來越受到各方關注。在這一背景下，作為居室內(nèi)部環(huán)境的重要調(diào)節(jié)系統(tǒng)，建筑暖通空調(diào)產(chǎn)業(yè)進入了發(fā)展的黃金時期。如何根據(jù)具體建筑條件優(yōu)選冷熱源，并充分運用現(xiàn)代技術，以可靠、環(huán)保的方式確保用能效率，在滿足居室宜居需求的同時減少系統(tǒng)對室外環(huán)境的影響，都是確保暖通空調(diào)產(chǎn)業(yè)順利發(fā)展的關鍵問題。而這一系列問題都應通過工程師的設計方案體現(xiàn)在工程之中?？梢哉f，設計方案的提出、評估、優(yōu)選、及其實施對暖通空調(diào)系統(tǒng)的工程質(zhì)量和建筑整體效果都具有十分重大的現(xiàn)實意義。

一、暖通空調(diào)系統(tǒng)概述

暖通空調(diào)系統(tǒng)種類繁多，但是基本原理都是相通的。其常見的種類型有：分散式供冷或供暖、熱泵系統(tǒng)、熱回收系統(tǒng)和蓄冷。另外還有：空氣一水系統(tǒng)、全空氣系統(tǒng)和全水系統(tǒng)?？諝庖凰到y(tǒng)：這類系統(tǒng)通常是用冷水帶走空調(diào)空間的大多數(shù)顯熱負荷，而用空氣提供通風以保證空氣質(zhì)量并帶走由于空間的潛熱負荷造成的濕氣，當然空氣也提供一些額外的顯熱冷卻。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）都靠送風來滿足。全水系統(tǒng)：這類系統(tǒng)指那些具有風機一盤管、組合通風裝置或重力循環(huán)式室內(nèi)末端的系統(tǒng)，未調(diào)節(jié)的流通空氣通過墻上的通風口送入或滲入。其最大的優(yōu)點在于能夠適應許多建筑物空氣調(diào)節(jié)要求，并且可靈活地應用在空調(diào)系統(tǒng)的改造中。

要求工程師首先根據(jù)不同建筑的地理位置、氣象條件、戶型結(jié)構等情況進行方向性的規(guī)劃，科學選擇系統(tǒng)類型及其運行方式，并在其能夠滿足室內(nèi)環(huán)境參數(shù)要求的前提下進行可靠性、安全性、節(jié)能性等方面的優(yōu)化，使設計方案盡可能經(jīng)濟、合理、美觀、適用。

二、暖通空調(diào)方案的設計原則

1、可靠性原則與可行性原則

設計方案應符合國家和當?shù)卣嘘P和規(guī)范的要求，并考慮到系統(tǒng)的長期運行和發(fā)展變化。對于溫濕度等參數(shù)要求較高或比較特殊的工藝性暖通空調(diào)設計項目，應對設計方案進行全年工況分析，以確保其在全年各種室外氣象條件下的適應性。對于一些無法采用標準設備的特殊情況，則應提出詳細、合理的參數(shù)要求。

2、安全性原則

建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)在設計中應注意的安全性問題包括：防火、防爆、設備運行以及用戶的環(huán)境安全等幾項內(nèi)容，防火安全問題應按照有關防火設計規(guī)范來考慮，并合理規(guī)劃庫房、燃料貯存室等易燃易爆工程通風系統(tǒng)的設計、有效防止毒害氣體或帶有傳染性疾病病毒的空氣的蔓延與擴散等，以燃油燃氣鍋爐房的通風空調(diào)系統(tǒng)設計為例，應設置可燃性氣體泄漏報警系統(tǒng)和事故通風系統(tǒng)，并相互聯(lián)鎖。

3、其他原則

設計中還應充分考慮到系統(tǒng)的節(jié)能特性、經(jīng)濟效益、以及系統(tǒng)對環(huán)境的影響。為響應國家節(jié)能減排和綠色、可持續(xù)的發(fā)展方策，暖通空調(diào)系統(tǒng)作為建筑能耗大戶，必須有效解決采用清潔能源、提高設備效率等實際問題。在能耗規(guī)劃中，不僅要科學計算主機設備的能耗，還應全面考慮輔助設備能耗、實際負荷變化、以及非標準狀態(tài)下設備可能的效率與功效。此外，設備的配套程度、自動控制能力，也是決定其節(jié)能效果的關鍵。此外，設計方案還應充分重視環(huán)境保護問題，如燃煤鍋爐的排煙處理，空調(diào)選型中使用較為環(huán)保的制冷劑等。

三、高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的基本類型

1、高層建筑全空氣暖通空調(diào)系統(tǒng)

全空氣系統(tǒng)是大型高層建筑，特別是商、金融和酒店類建筑常用的空調(diào)系統(tǒng)類型，這種系統(tǒng)的主要暖通功能通過空壓機來進行加溫、加濕、降溫和除濕等一系列操作，由于基本使用空氣的變化作為室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)的主要要素，因此，就要全空氣暖通空調(diào)系統(tǒng)。

2、高層建筑空氣-水暖通空調(diào)系統(tǒng)

這種系統(tǒng)在各種類型的高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中有廣泛地分布，空氣-水暖通空調(diào)系統(tǒng)的主要操作原理是用冷水-空氣的交換將空調(diào)中熱量交換出來，并通過通過的過程將室內(nèi)的濕氣帶走，這種系統(tǒng)具有結(jié)構簡單、制冷迅速等優(yōu)點，是高層建筑暖通空調(diào)設計中應該重點考慮的系統(tǒng)。

3、高層建筑全水暖通空調(diào)系統(tǒng)

全水暖通空調(diào)系統(tǒng)能夠適應大部分高層建筑空氣的調(diào)節(jié)要求，并且具有結(jié)構靈活和便于改造的優(yōu)勢，全水高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)通過水中熱能的交換實現(xiàn)對室內(nèi)空氣質(zhì)量的調(diào)節(jié)。

四、暖通空調(diào)方案的具體設計要點

1、深入研究建筑特點

優(yōu)秀的設計方案首先必須適用于具體的建筑特點和環(huán)境需求，因此準備階段大量的資料研究和現(xiàn)場調(diào)查必不可少。設計中應弄清建筑物在總圖中的位置，四鄰建筑物及其周圍供熱、供水、供電等管線的敷設方式與可能的接口地點。將建筑物內(nèi)的人員數(shù)量、使用時間、建筑高度、層數(shù)作為規(guī)劃依據(jù)，制定合理的防煙、防火分區(qū)，設置防火墻及火災疏散路線。此外，工程師還必須了解建筑結(jié)構（剪力墻的位置，屋面做法，外墻做法等），并確定冷卻塔、電源、儀表室、水泵房，熱力點等的位置。

2、循環(huán)水泵的選型

實際工程中，循環(huán)水泵容量往往能達到實際需要的2倍，造成極大的投資和運行費用的浪費，因此在設計中，應關注系統(tǒng)循環(huán)的阻力計算、冷負荷計算，并科學地計算水力平衡與靜水壓力，設計出滿足不同條件變化的節(jié)能系統(tǒng)。

3、供暖方案

高層建筑暖通入口入戶裝置應根據(jù)采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范規(guī)定，在熱力入口的供回水總管上設置溫度計、壓力表及除污器。入口數(shù)量問題應在后續(xù)管理方便的基礎上，考慮室內(nèi)供暖系統(tǒng)以及室外管線銜接的合理性。樓梯間或其他有凍結(jié)危險的場所，散熱器應由獨立的立支管供熱，且不得裝設調(diào)節(jié)閥。帶有底層商鋪的住宅，對建筑內(nèi)的公共用房和公用空間，應單獨設置采暖系統(tǒng)和熱計量裝置。

4、空調(diào)通風方案

很多設計方案中都存在著實際空調(diào)裝機容量過大，導致一次性投資浪費的問題，該問題產(chǎn)生的原因多是由于采用了負荷指標估算方法，或設計中考慮各種各樣的安全系數(shù)，從而使單位空調(diào)面積的制冷機裝機容量高于手冊中的冷負荷。因此設計方案中應針對上述因素對裝機容量進行合理控制。此外，方案中還應重視水系統(tǒng)揚程選擇的差異性，避免水泵揚程的選擇不當。

五、結(jié)束語

綜上所述，高層建筑暖通空調(diào)設計涉及到高層建筑的設計成敗，也直接關系到高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)建設的質(zhì)量，必須要從高層建筑暖通空調(diào)建設實際出發(fā)，對設計的重點和關進進行全面控制，使高層建筑暖通空調(diào)設計細節(jié)得到不斷完善。

參考文獻

[1]徐昌松.我國高層建筑暖通空調(diào)設計中存在的問題及解決方法探析[J].中國高新技術企業(yè),2007(09)

[2]王汝良.暖通空調(diào)設計方案比較的一些問題[J].黑龍江科技信息,2009(29)