高層建筑暖通設(shè)計中存在的問題分析

劉繼文 劉 帆

(1.山西省建筑設(shè)計研究院，山西 太原 030013; 2.山西省規(guī)劃設(shè)計研究院，山西 太原 030002)

1 概述

不同于普通建筑項目，高層建筑項目的暖通設(shè)計復(fù)雜程度更高，再加上高層建筑項目容易受到各方面的制約，容易產(chǎn)生各種各樣的問題，所以為了提升高層建筑項目的暖通設(shè)計質(zhì)量，保證暖通系統(tǒng)的運行效率，降低其造價，對其中的問題進行預(yù)防與處理是非常有必要的。

2 高層建筑暖通設(shè)計中常見問題及有效的解決途徑

2.1 供暖入口以及樓梯間的設(shè)計出現(xiàn)沖突

現(xiàn)在我國很多高層建筑項目在進行暖通系統(tǒng)的設(shè)計時，會過多的布置供暖結(jié)構(gòu)，造成外線的連接點數(shù)量過多，導(dǎo)致施工難度增大，同時室內(nèi)調(diào)節(jié)的復(fù)雜性也較高。另外一些項目在進行暖通設(shè)計時，會選擇雙側(cè)連接技術(shù)，其兩端分別與樓梯布置的換熱器以及隔壁空間的散熱器進行連接。該設(shè)計方法明顯和國家相關(guān)規(guī)定不符，只要出現(xiàn)問題，隔壁空間的供暖情況會受到很大的影響，嚴重時還會造成散熱器凍壞。我國相關(guān)規(guī)定中已經(jīng)說明了樓梯間以及有凍結(jié)危險的區(qū)域，所以散熱器的支管與立管需要單獨配置，同時也可以避免使用調(diào)節(jié)閥。

2.2 暖通空調(diào)循環(huán)水泵中存在的問題

當前暖通系統(tǒng)普遍存在循環(huán)水泵裝置容量過大這一情況，一些暖通系統(tǒng)中循環(huán)水泵裝置的容量要遠遠超過實際需求，造成資金以及能源出現(xiàn)很大的浪費問題。有很多原因均會造成循環(huán)水泵設(shè)備出現(xiàn)容量偏大情況，其中較為明顯的是冷負荷較大或者是阻力計算精準程度偏低所導(dǎo)致的。所以在對暖通系統(tǒng)進行設(shè)計時，需要科學(xué)的確定循環(huán)水泵，并根據(jù)冷負荷以及揚程變化來對循環(huán)水泵進行適當?shù)恼{(diào)整，對定速泵的數(shù)量進行更好的控制，做好變頻泵設(shè)備的速度調(diào)節(jié)設(shè)計，以達到節(jié)能的目的。

2.3 暖通設(shè)計的經(jīng)濟性問題

在進行暖通系統(tǒng)設(shè)計時，需要考慮到系統(tǒng)的成本造價，也就是經(jīng)濟性問題。在對各個設(shè)計方案展開經(jīng)濟比較時，一定要本著一個基準點，像是價格因素、設(shè)計以及舒適狀況等。只有這樣才可以保證暖通設(shè)計方案的科學(xué)性以及有效性。然而從實際情況上來看，仍有一部分設(shè)計人員會把低檔暖通系統(tǒng)以及高檔暖通系統(tǒng)進行對比，或者是把有無新風(fēng)供應(yīng)情況暖通系統(tǒng)的性能進行對比，或忽視美觀性以及舒適性的情況下展開對比。

為了保證暖通系統(tǒng)設(shè)計的經(jīng)濟性，需要從適應(yīng)性、投資以及使用安全性、使用年限等方面進行考慮，同時把完全相同的使用周期來作為一個重要的評判基準，以使各個設(shè)計方案得到綜合全面的分析。若是設(shè)計方案能夠達到空調(diào)以及供暖需求，則應(yīng)當對暖通系統(tǒng)在冬夏兩季的使用經(jīng)濟性進行分析。

2.4 暖通系統(tǒng)通風(fēng)問題

在對暖通系統(tǒng)進行設(shè)計時，若是設(shè)計不當則會造成空調(diào)裝機容量過大。首先，在設(shè)計時由于受到各種安全系數(shù)的影響，造成單位空調(diào)面積所對應(yīng)制冷機裝機容量超過規(guī)定中的冷負荷估算值，同時遠超過其峰值冷容量；其次是因為在設(shè)計過程中，通過負荷指標計算獲得較大的數(shù)值，造成投資浪費情況，同時冷機效率也會受到影響。

通常來說，夏季空調(diào)應(yīng)當達到12 ℃的冷水循環(huán)量，同時容量需達到400 m3/h，冬季空調(diào)需要60 ℃左右的熱水循環(huán)量，并且容量達到200 m3/h。所以夏季暖通空調(diào)運行所需投入的冷卻水循環(huán)量要超過冬季供暖所需，因此水泵需要根據(jù)冬夏兩季的實際情況分開布置，防止發(fā)生一臺水泵共用情況。

3 保證高層建筑暖通設(shè)計質(zhì)量的有效辦法

3.1 確保暖通設(shè)計符合相關(guān)規(guī)定

一般在進行高層建筑項目暖通系統(tǒng)設(shè)計時，一定要確保其符合相關(guān)規(guī)定要求。像是在對容易發(fā)生凍結(jié)或者是樓梯間的暖通系統(tǒng)進行設(shè)計時，其中的散熱器需拆除調(diào)節(jié)閥，從而確保暖通系統(tǒng)可以穩(wěn)定運行；另外對于一些帶有底層商鋪小型住宅，在公開建筑空間當中，應(yīng)當選擇相對獨立的計量設(shè)備以及采暖裝置；高層建筑項目的通風(fēng)系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)以及采暖系統(tǒng)均有相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范，所以需要基于此來對暖通裝置的入口入戶設(shè)備進行科學(xué)設(shè)計。在對熱水暖通空調(diào)裝置進行設(shè)計時，需要將壓力表、溫度計以及除污器安裝在裝置的入口管道位置，同時根據(jù)設(shè)計規(guī)范設(shè)置熱量計；在對暖通裝置入口數(shù)量加以確定時，需要保證暖通系統(tǒng)施工的合理性以及便捷性，并需考慮到暖通裝置的管線布置形式；在對樓梯間進行暖通系統(tǒng)布置時，可以選擇立的散熱器。

3.2 做好暖通系統(tǒng)熱源的設(shè)計

在對熱源加以確定時，需要確保其和其他系統(tǒng)得以配備。由于可選擇的熱源種類較多，所以需要根據(jù)高層建筑項目的實際情況確定熱源的種類。在確定熱源時，可以考慮地源熱泵，其也是一種節(jié)能性較強的熱源泵，在暖通系統(tǒng)中得到了很大的應(yīng)用；熱電站是一種相對普通的熱源泵，但是其能夠提供一個效率比較高的熱能轉(zhuǎn)化；熱泵也較為環(huán)保，可以吸收環(huán)境中的熱能，在使用過程中也不會產(chǎn)生污染物。所以在確定熱源時，需要綜合考慮到整個暖通系統(tǒng)的安全性、實用性以及經(jīng)濟效果。

3.3 水力平衡系統(tǒng)的設(shè)計

設(shè)計人員一定要通過科學(xué)的系統(tǒng)以及管路設(shè)計，來保證流量系統(tǒng)體系達到平衡。在對變流量系統(tǒng)展開設(shè)計時，一定要對壓差控制閥進行動態(tài)設(shè)置，利用此來替代系統(tǒng)中產(chǎn)生的動態(tài)流量。在設(shè)計熱力入口部位時，可以把靜態(tài)水平衡閥布置于此處，新風(fēng)機組的管路可以安裝動態(tài)平衡電機裝置的調(diào)節(jié)閥，從而提升調(diào)節(jié)工作的效率、質(zhì)量。

3.4 注重變頻技術(shù)的使用

為了降低能源消耗，節(jié)省更多的運行成本，需要將變頻技術(shù)投入到暖通系統(tǒng)中，利用變頻技術(shù)的使用來彌補暖通系統(tǒng)中的技術(shù)問題。一般來說，暖通系統(tǒng)可以依據(jù)所設(shè)定好的額定功率工作，所以在負載較低時暖通系統(tǒng)依然以額定功率全負荷工作，則會出現(xiàn)一定的資源浪費問題。而通過變頻技術(shù)的使用，可以隨著負荷的變化而對暖通系統(tǒng)的輸出功率加以調(diào)節(jié)，以起到節(jié)能減排的效果。也可以根據(jù)暖通系統(tǒng)的實際負荷狀況，來對水流量以及風(fēng)流量加以調(diào)節(jié)，以達到節(jié)能目標。在使用變風(fēng)量系統(tǒng)，可以通過暖通系統(tǒng)的末端設(shè)備來對室內(nèi)負荷進行補償，改善調(diào)整送風(fēng)量,從而使室內(nèi)溫度更加的合理；將定風(fēng)量系統(tǒng)以及變風(fēng)量系統(tǒng)進行對比后發(fā)現(xiàn)，后者能夠節(jié)能一半左右；另外變水量系統(tǒng)可以利用數(shù)量來對室內(nèi)溫度進行調(diào)節(jié)，也更加省電。現(xiàn)在變頻技術(shù)已經(jīng)大量應(yīng)用到暖通系統(tǒng)中，通過優(yōu)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)主機、風(fēng)量以及水量，使其與暖通系統(tǒng)的負荷運行更加匹配，節(jié)能效益也會更高。圖1為暖通變頻系統(tǒng)的示意圖，其和傳統(tǒng)暖通系統(tǒng)的差別在于暖通變頻系統(tǒng)中使用了變頻模塊。

4 結(jié)語

對高層建筑項目的能耗進行分析后發(fā)現(xiàn)，暖通系統(tǒng)運行對于能源的需求是非常大的，所以暖通系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量直接會關(guān)系到整個高層建筑工程的經(jīng)濟效益，也會關(guān)系到人們的日常生活。在進行設(shè)計時，需要堅持可調(diào)節(jié)原則以及可行性原則，對各個設(shè)計關(guān)鍵點進行嚴格把控，確保暖通設(shè)計符合相關(guān)規(guī)定、做好暖通系統(tǒng)熱源的設(shè)計、注重水力平衡系統(tǒng)的設(shè)計以及變頻技術(shù)的使用，從而使設(shè)計方案更能滿足實際情況，延長暖通系統(tǒng)的使用壽命，保證其運行效率。

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