高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計要點分析

文/晁聞 寧波市天一建筑設(shè)計有限公司 浙江寧波 315010

現(xiàn)今我國的社會經(jīng)濟和文化等各方面都有了飛速的進步，這也為高層建筑暖通空調(diào)的發(fā)展提供了舞臺。為保證暖通空調(diào)系統(tǒng)的質(zhì)量和以后的順利使用，必須做好設(shè)計工作，并且在此期間工作者應對各個因素進行全面的考慮，按照規(guī)范統(tǒng)籌考慮，這樣才能使暖通空調(diào)系統(tǒng)有較高的使用價值和使用質(zhì)量。

1、高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的原則

1.1 高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計安全第一

任何一項設(shè)計和施工都要將安全擺在第一位，正所謂人命關(guān)天。高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)并非是一般的系統(tǒng)，其系統(tǒng)的用料會涉及到很多易燃物品，所以設(shè)計的時候應該充分考慮火災的因素，否則一旦建筑遇到火災這些筑暖通空調(diào)系統(tǒng)將會增加很多額外風險。

1.2 高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計環(huán)保原則

高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的施工用料很大，在人們環(huán)保觀念越來越強的今天，施工材料應盡可能的選取環(huán)保材料。此外，高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)應該秉承節(jié)能的原則，即設(shè)計是否能夠充分的考慮到對自然冷熱源的利用，是否在實際中更多的體現(xiàn)節(jié)能的意識，是否在很多環(huán)節(jié)充分的使用環(huán)保設(shè)備，是否在設(shè)計的時候建立科學的模型計算，確保通風輸配系統(tǒng)最短路徑，這些都是保證高層建筑整體環(huán)保節(jié)能的關(guān)鍵所在。

1.3 高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的經(jīng)濟性

一個高層建筑的本身應當是盈利的這是一個基本要求，這也是要保證高層建筑安全和舒適度必不可少的因素。高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)是否真的體現(xiàn)其經(jīng)濟性，是否能夠最大程度的降低施工的成本也是系統(tǒng)設(shè)計成敗的關(guān)鍵。理性的分析，高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)非常重要所以在整個高層建筑工程預算中占據(jù)很大部分，因此高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性設(shè)計也是施工成敗的關(guān)鍵。而對于系統(tǒng)設(shè)計的經(jīng)濟性就需要設(shè)計人員的素質(zhì)達到要求，其專業(yè)技術(shù)非常過硬，才能夠充分的考慮各方面的因素，合理選擇系統(tǒng)，優(yōu)化布置設(shè)備和管線走向等。以達到利益最大化的目的。

2、高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計要點分析

2.1 空調(diào)水系統(tǒng)承壓

隨著建筑高度的增高，空調(diào)水系統(tǒng)承受壓力也隨之增大。設(shè)計時，計算各設(shè)備的承壓能力時，要考慮系統(tǒng)瞬間啟閉、事故狀態(tài)以及正常運行三種情況下的承壓能力，選擇最大的壓力作為設(shè)備和管件選型的依據(jù)。且根據(jù)豎向高度來判斷所選承壓設(shè)備是否進行高低分區(qū)。一般來說，冷水系統(tǒng)高度超過200m 的情況下，要考慮分為高、中、低三個系統(tǒng)。除此以外，循環(huán)水泵設(shè)置在冷水機組的出水端也可以降低機組的承壓。

2.2 冷熱源節(jié)能環(huán)保設(shè)計

建筑節(jié)能已經(jīng)成為國家和地方政府關(guān)注的焦點，設(shè)計者應保證在建筑功能完善的情況下，盡量提高能源的利用率，節(jié)約能源的消耗。冷熱源系統(tǒng)是整個暖通空調(diào)系統(tǒng)主要耗能部分，暖通空調(diào)冷熱源設(shè)備種類繁多，選用何種冷熱源設(shè)備對暖通空調(diào)系統(tǒng)投資成本和經(jīng)濟效益影響很大。中央空調(diào)冷熱源按照冷凝方式主要分為風冷和水冷。按照冷（熱）載體又可分為冷媒系統(tǒng)和水系統(tǒng)。高層建筑常用的空調(diào)設(shè)備類型主要有VRV、風冷熱泵螺桿機組、風冷熱泵模塊機組和水冷螺桿（離心）機組等。在制定冷熱源方案時候，因地制宜選擇可再生、天然能源和多種能源的優(yōu)化組合，客觀分析冷熱源方案的技術(shù)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展對節(jié)能減排和環(huán)保意義重大。而中央空調(diào)常用的主要天然能源有天然地表水、太陽能、天然氣等。

2.3 新風供給設(shè)計

新風設(shè)計是否合理直接關(guān)系到室內(nèi)空氣品質(zhì)的好壞。新風一般分為全空氣系統(tǒng)集中處理或獨立新風的形式。獨立新風方案可根據(jù)建筑特點分為集中處理后經(jīng)井道分層輸送到各自房間和各房間單獨處理的方式。對于封閉的房間，應重點考慮門窗滲透量與新風量平衡的關(guān)系，考慮是否需要機械排風以保證室內(nèi)外氣壓差的穩(wěn)定性。另外新風設(shè)計時應考慮機組壓頭，房間新風量和風口布置的合理性，以優(yōu)化室內(nèi)氣流組織。

2.4 合理選擇供回水總管上的壓差旁通管以及旁通閥

為了可以很好的穩(wěn)定冷水機組中通過的水量，在冷水機組中的供回水管上應該安裝一個旁通道，并且需要設(shè)置一個合理的調(diào)節(jié)閥來控制壓差。當變流量以及泵系統(tǒng)采用冷水機組定流量方式時，旁通閥的設(shè)計流量宜取容量最大的單臺冷水機組的額定流量。當變流量一級泵采用冷水機組變流量變流量方式時，旁通閥的設(shè)計流量應取各臺冷水機組允許的最小流量中的最大值。通常情況下，旁通閥通常會選擇ZAPB 型或者ZAPC 型電動調(diào)節(jié)閥，假如末端設(shè)備管道阻力超過0.2MPa，一定要根據(jù)相關(guān)的管理規(guī)定確定合理的冷水機組旁通閥直徑。

2.5 節(jié)能設(shè)計

首先，設(shè)計人員需要嚴格把握暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計要點，在建筑過程中合理使用保溫機制，選擇單位風量耗功率低的風機，當風機電機功率不小于7.5KW 時或一級泵系統(tǒng)中單臺水泵功率不小于30kw 時采用變頻技術(shù)，從而降低暖通空調(diào)在運行過程中的能源損耗，保證暖通空調(diào)系統(tǒng)的正常運行。其次，設(shè)計人員需要在設(shè)計過程中融入智能設(shè)計，并通過保溫測試對冷熱源輸送閥門進行設(shè)計，從而實現(xiàn)暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計。最后，設(shè)計人員在進行暖通空調(diào)循環(huán)水泵選擇時，需要嚴格按照冷負荷的變化情況選擇合適的循環(huán)水泵，同時還需要對水泵的數(shù)量進行組控，保證暖通空調(diào)的循環(huán)水泵運行的科學合理性，從而進一步實現(xiàn)暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計目標。

2.6 風口氣流組織合理性

空調(diào)的氣流組織合理性關(guān)鍵在于合理布置風口，使經(jīng)過空氣處理后的空氣形成均勻的氣流，保證室內(nèi)的濕度、溫度、氣流速度的穩(wěn)定。室內(nèi)冷熱源位置、風口位置、風口形式、送風口的射流參數(shù)（包括風量、風速和溫度）和房間的形狀都會影響室內(nèi)氣流的分布。風口選型應以空調(diào)區(qū)域特征為依據(jù)，如室內(nèi)高度、是否采用吊頂、吊頂形式、房間的形狀等來進行初步考慮。選型后校核風口的位置、數(shù)量是否滿足使用所要求的射程、溫度和流體速度、噪音等因素，避免氣流的短路、死角和使用者的吹風感。除以上外，設(shè)計者應協(xié)調(diào)內(nèi)部裝修、家具布置情況來設(shè)計，對于復雜空調(diào)空間宜采用CFD 模型模擬計算。

綜上所述，高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計是一項比較復雜的系統(tǒng)設(shè)計工作，在高層建筑中對暖通空調(diào)進行科學合理的設(shè)計不僅能夠提高人們的生活質(zhì)量，還能夠給會社節(jié)約大量的能源資源。