商辦樓暖通設(shè)計(jì)中存在的問題及分析

張芹芹

（上海陸譽(yù)工程設(shè)計(jì)管理有限公司　上?！?00333）

引言

通暖作為現(xiàn)代建筑必備的部分，越來越受到人們關(guān)注重視，暖通設(shè)計(jì)可以有效的改善建筑的舒適性，提高人們生活的水平，其在商辦大樓中體現(xiàn)得更加明顯，但是同時(shí)暖通設(shè)計(jì)中的問題也越發(fā)的體現(xiàn)得明顯，嚴(yán)重的影響到建筑的舒適性，更嚴(yán)重還將直接導(dǎo)致重大安全事故，所以新時(shí)期的商辦樓暖通設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)怎樣吸取其中的問題教訓(xùn)，怎樣設(shè)計(jì)更加完好的暖通是當(dāng)今解決問題。

1　商辦樓暖通設(shè)計(jì)中存在的問題

1.1　空調(diào)循環(huán)水泵的選型問題

空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)普遍存在的通病是設(shè)計(jì)過程中對(duì)循環(huán)水泵容量的選擇過大，而這將直接的造成的影響為大量浪費(fèi)資源。其主要原因?yàn)椋涸谠O(shè)計(jì)計(jì)算過程中對(duì)空調(diào)循環(huán)水泵冷負(fù)荷、系統(tǒng)循環(huán)阻力以及凈水壓力計(jì)算偏大，導(dǎo)致空調(diào)水泵的水力平衡的準(zhǔn)確性降低，后期再空調(diào)投入使用之前沒有進(jìn)行全面細(xì)致的調(diào)試，從而導(dǎo)致系統(tǒng)水力失衡?？照{(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要從節(jié)能考慮出發(fā)，要定速泵的數(shù)量控制和變頻泵的速度，以通過在不同條件下，保證冷負(fù)荷正常運(yùn)行情況。

1.2　供暖方面存在的問題

根據(jù)國家、行業(yè)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，高層建筑暖通入口設(shè)置的入戶裝置，系統(tǒng)的回水總管上必須包含除污器、壓力表以及溫度計(jì)的儀器儀表，以保證系統(tǒng)的觀察和維護(hù)，同時(shí)熱力裝置的設(shè)置以及入口裝置方位高度的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行充分考慮和選擇，以保證后期系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這樣也可以同時(shí)保證室內(nèi)供暖系統(tǒng)與室外設(shè)備以及后期大樓人口數(shù)量管理的合理銜接，同時(shí)暖通設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范規(guī)定在樓梯間和支管供熱，并且不能裝設(shè)調(diào)節(jié)閥，通常經(jīng)驗(yàn)做法是使用立管連接法，具體設(shè)計(jì)為，將立管的一端與鄰室房間的散熱器進(jìn)行連接，而另一端與樓梯間散熱器進(jìn)行連接的做法，該方法的缺陷是系統(tǒng)的密封效果不佳，如果是在樓層的公共空間，優(yōu)秀正確的做法是分別設(shè)置獨(dú)立的采暖設(shè)計(jì)和熱計(jì)量裝置。對(duì)在高層商辦樓采用立管系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮系統(tǒng)的水力平衡，應(yīng)當(dāng)充分考慮管道熱補(bǔ)償?shù)囊蛩兀汗艿赖某袎耗芰?、管道的化學(xué)材質(zhì)、設(shè)備的散熱性能。

1.3　通風(fēng)系統(tǒng)計(jì)算分析及工藝情況解析

對(duì)于建筑中的大量余熱和有害物質(zhì)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行排除，對(duì)于通風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)以自然通風(fēng)為主，對(duì)于住宅、辦公室、餐廳等建筑有強(qiáng)制規(guī)定室內(nèi)空氣質(zhì)量要求，不能進(jìn)行自然通風(fēng)的系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行設(shè)置機(jī)械式通風(fēng)系統(tǒng)。通風(fēng)系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算選擇直接關(guān)系到空調(diào)的送風(fēng)溫差，設(shè)計(jì)過程中往往也是一個(gè)薄弱的環(huán)節(jié)，通風(fēng)參數(shù)的選擇計(jì)算音響因素繁多，因此在不同的設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)有不同的計(jì)算結(jié)果，因而導(dǎo)致有不同的通風(fēng)效果。

機(jī)械通風(fēng)換氣量其計(jì)算公式：

式中：

L——通風(fēng)量，m3/h；

tp——室外排出風(fēng)計(jì)算溫度，℃；

ti——室內(nèi)通風(fēng)計(jì)算溫度，℃；

Q——室內(nèi)的總發(fā)熱量，W。

可根據(jù)：Q=Q1+Q2+Q3+Q4

Q1——設(shè)備散發(fā)得熱量，W；

Q2——室內(nèi)人員散發(fā)得熱量，W；

Q3——室內(nèi)燈具散發(fā)得熱量，W；

Q4——外圍結(jié)構(gòu)散發(fā)得熱量，W。

各個(gè)場(chǎng)所的新風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)參考表1。

表1　

不同種類的建筑物的換氣次數(shù)參考表2。

表2　

公共建筑的通風(fēng)應(yīng)當(dāng)首先考慮自然通風(fēng)，當(dāng)不能滿足自然通風(fēng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償，自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)的優(yōu)劣屬性（如圖1）。

圖1　

在各種建筑設(shè)計(jì)中，可以合理地利用各種能源進(jìn)行被動(dòng)式的強(qiáng)化自然通風(fēng)，如：在外界通風(fēng)效果不佳的環(huán)境下，可以增加捕風(fēng)裝置進(jìn)行增強(qiáng)通風(fēng)量；對(duì)于一些建筑不能驚喜及時(shí)排除建筑余熱或者污染物時(shí)，可以在建筑物頂部增加無動(dòng)力風(fēng)帽裝置，進(jìn)行輔助排出；當(dāng)外界的風(fēng)壓不能達(dá)到需求時(shí)，不能夠及時(shí)的提供所需的風(fēng)量，則可以考慮太陽能誘導(dǎo)進(jìn)行增強(qiáng)，圖2為風(fēng)道捕風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)和通風(fēng)原理圖。

圖2　風(fēng)道捕風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)和通風(fēng)原理圖

2　空氣調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)要求和安裝工藝不明確

對(duì)于需要設(shè)置空氣調(diào)節(jié)的建筑，設(shè)計(jì)人員往往在設(shè)計(jì)時(shí)，把握不住設(shè)置空調(diào)調(diào)節(jié)裝置的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)怎樣才能達(dá)到最佳能源利用沒有明確概念，以及對(duì)布置空氣調(diào)節(jié)安裝的布置條件不清楚，安裝布置工藝不清楚。

2.1　設(shè)置空氣調(diào)節(jié)的符合條件

對(duì)于建筑已經(jīng)采用采暖通風(fēng)的，但是達(dá)不到室內(nèi)環(huán)境要求的，應(yīng)當(dāng)設(shè)置空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)；

對(duì)于已經(jīng)采用采暖通風(fēng)而起工藝性達(dá)不到室內(nèi)環(huán)境要求的，應(yīng)當(dāng)設(shè)置空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)；對(duì)于建筑的經(jīng)濟(jì)性和通暖效果有明顯提高的，可以考慮空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)；對(duì)其有特殊需求，或者要求設(shè)置空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的，應(yīng)當(dāng)設(shè)置空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

2.2　空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)置原則

對(duì)于高大的空間但只有下部為工作區(qū)間的建筑可以采用分層調(diào)節(jié)，這樣可以有效的提高氣流的組織方式，從而提高調(diào)節(jié)效率，節(jié)約能源。舒適性的調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)于外界環(huán)境的氣候有較大的影響，應(yīng)當(dāng)充分考慮建筑外圍結(jié)構(gòu)中的傳熱系數(shù)，屋頂?shù)恼陉栂禂?shù)，窗戶與墻體的氣密性能等，同時(shí)還有外門設(shè)置的要求，窗戶面墻的面積比。對(duì)于規(guī)模大的建筑還應(yīng)當(dāng)考慮建筑全年耗能、運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)性。

2.3　空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工藝性

空氣調(diào)節(jié)應(yīng)當(dāng)保持正壓，其取值可以在5～50Pa，對(duì)室外的相對(duì)壓力保持正壓，能夠有效地防止外界空氣進(jìn)入，可以讓室內(nèi)免受外界的干擾，同時(shí)對(duì)于外窗工藝性的設(shè)置，在室溫范圍在大于±1℃，外窗的應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)置在北方；在室溫范圍在處于±1℃，外窗的應(yīng)當(dāng)不考慮設(shè)置在東西方向；在室溫范圍在±0.5℃，外窗的應(yīng)當(dāng)考慮不設(shè)置。

3　空調(diào)負(fù)荷的計(jì)算誤區(qū)

空調(diào)負(fù)荷的選取和計(jì)算存在巨大的問題，濫用冷熱負(fù)荷指標(biāo)是一個(gè)十分普遍的現(xiàn)象，對(duì)于計(jì)算參數(shù)的選擇沒有強(qiáng)制規(guī)定，認(rèn)為選擇偏差較大，當(dāng)負(fù)荷總體的符合計(jì)算偏大時(shí)，會(huì)直接導(dǎo)致主機(jī)、管道輸送系統(tǒng)和末端設(shè)備系統(tǒng)的負(fù)荷偏大，對(duì)于建筑的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性有巨大的影響，同時(shí)給客戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

負(fù)荷參數(shù)的選擇依據(jù)：

要考慮外圍結(jié)構(gòu)的傳熱量、人體的散熱量、設(shè)備器材的發(fā)熱量、外界太陽傳熱量、照明設(shè)備輻射熱等。在計(jì)算空調(diào)熱負(fù)荷時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮地面?zhèn)鳠岬睦湄?fù)荷，當(dāng)建筑有外圍結(jié)構(gòu)時(shí)，還應(yīng)當(dāng)考慮外圍結(jié)構(gòu)傳熱形成的冷負(fù)荷，同時(shí)考慮人體、照明和設(shè)備冷負(fù)荷時(shí)，還要考慮人員群體系數(shù)，設(shè)備功率系數(shù)，通風(fēng)保溫系數(shù)等，對(duì)于高大空間建筑采用分層空調(diào)時(shí)，可以在全室的逐冷系數(shù)上增加一定的安全系數(shù)，現(xiàn)階段主要的空調(diào)負(fù)荷主要的計(jì)算方法主要為：傳遞函數(shù)法和諧波法。

外圍結(jié)構(gòu)的傳熱量計(jì)算公式：

式中：

CLE——外圍結(jié)構(gòu)形成的逐時(shí)冷負(fù)荷，W；

K——外圍結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，W/m2·℃；

F——外圍結(jié)構(gòu)傳熱面積，m2；

tw——外圍結(jié)構(gòu)逐時(shí)冷負(fù)荷計(jì)算溫度，℃；

tn——建筑室內(nèi)計(jì)算溫度，℃。

外界太陽輻射熱量計(jì)算公式：

CLw=CCLW×CZ×Dj×FW

式中：

CLw——外界透入的太陽能輻射逐時(shí)冷負(fù)荷，W；

CCLW——冷負(fù)荷系數(shù)；

CZ——太陽能輻射遮擋系數(shù)；

FW——太陽能照射凈面積，m2。

設(shè)備、人體、照明設(shè)備熱量計(jì)算公式：

CL=Cd×C×Q

式中：

CL——設(shè)備、人體、照明形成的逐時(shí)冷負(fù)荷，W；

Cd——冷負(fù)荷系數(shù)；

C——修正系數(shù)；

Q——設(shè)備、人體、照明散發(fā)得熱量。

4　空氣的處理常見問題

空氣處理一般為空氣的冷卻，空氣的冷卻一般遵循不同的條件和要求，我國的西部地區(qū)，常年是夏季空氣干球溫度高，含濕量低，這樣可以直接利用外部的干燥空氣來調(diào)節(jié)室內(nèi)的濕量，對(duì)于夏季的空氣冷卻應(yīng)當(dāng)盡量采用蒸發(fā)冷卻技術(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這將最大程度的降低能耗，根據(jù)新疆環(huán)境的實(shí)例得出，間接蒸發(fā)冷卻可以比傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)降低40%以上的能耗，但是其缺點(diǎn)是對(duì)水的消耗量大，所以應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)厮Y源情況進(jìn)行選擇。

4.1　空氣冷卻方式的選擇

對(duì)于空氣冷卻可以采用以下方式進(jìn)行：水資源充足條件下，采用循環(huán)水蒸發(fā)冷卻；就地利用當(dāng)?shù)乜衫觅Y源，江、湖、地下水進(jìn)行冷卻；當(dāng)外界條件均無法滿足要求時(shí)，可采用人工冷卻方式資源進(jìn)行。

4.2　冷卻器的選擇

對(duì)于冷卻器的選擇時(shí)，可以根據(jù)選擇天然水源或者循環(huán)水冷卻方式時(shí)，使用直接蒸發(fā)冷卻器和噴水室進(jìn)行，當(dāng)使用人工冷卻源的時(shí)候，宜先考慮空氣冷卻器，其占地面積小，管路簡(jiǎn)單，但是缺點(diǎn)是消耗有色金屬較多，且投入成本高。

5　暖通設(shè)計(jì)的改進(jìn)措施

5.1　暖通設(shè)計(jì)過程監(jiān)管

暖通設(shè)計(jì)與實(shí)際的施工緊密結(jié)合，采用科學(xué)的方法對(duì)設(shè)計(jì)中與施工中會(huì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，做到設(shè)計(jì)前控制、施工過程控制、竣工管控等三方面工作，對(duì)設(shè)計(jì)過程與施工過程進(jìn)行有效的監(jiān)管，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)建立完善的監(jiān)管制度，設(shè)置專門、專人的監(jiān)管小組，對(duì)應(yīng)相應(yīng)的崗位以及施工環(huán)節(jié)的有效監(jiān)管。

5.2　設(shè)計(jì)人員的與施工人員的專業(yè)素質(zhì)提升

應(yīng)當(dāng)對(duì)專業(yè)人員和施工人員進(jìn)行定期或不定期專業(yè)素質(zhì)培訓(xùn)，并開展各種技能培訓(xùn)，爭(zhēng)取潛移默化提升全體人員的專業(yè)素質(zhì)與處理突發(fā)事件的能力，同時(shí)充分利用在實(shí)際的工程建設(shè)項(xiàng)目，開展相關(guān)設(shè)計(jì)、工藝、管理等的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)座談會(huì)，對(duì)工程項(xiàng)目中的重點(diǎn)、難點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分析，這樣可以同時(shí)提高設(shè)計(jì)人員、施工技術(shù)人員以及工程管理人的相關(guān)專業(yè)水平。

6　結(jié)語

對(duì)于現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑行業(yè)快速的發(fā)展，現(xiàn)代商辦大樓的暖通設(shè)計(jì)中，因?yàn)槿嗣裆钏降奶岣?，暖通設(shè)計(jì)科學(xué)合理，能夠有效提高室內(nèi)內(nèi)環(huán)境，給人們創(chuàng)造舒適的生活空間，由此可以看出，我國今后的暖通空調(diào)必須定有很大的發(fā)展。

[1]《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50019-2003）.

[2]《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ116-87）.

[3]王小玉.通暖設(shè)計(jì)中有關(guān)問題的探討[J].四川建材，2009（06）.

[4]喻紅旭.通暖設(shè)計(jì)存在問題及改進(jìn)措施[J].現(xiàn)代裝飾（理論），2013（08）.

[5]劉讓金.通暖設(shè)計(jì)中問題的預(yù)防措施[J].建筑與裝飾，2008（03）.

[6]楊天文.住宅暖通設(shè)計(jì)存在的通病與改進(jìn)措施[J].建筑與裝飾，2009（05）.

[7]劉博文.暖通設(shè)計(jì)存在的問題及預(yù)防措施[J].現(xiàn)代裝飾，2015（09）.