高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

【摘要】高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量對于高層建筑的室內(nèi)環(huán)境具有重要的影響，在高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，只有保證了設(shè)計(jì)的完整性、統(tǒng)籌平衡性、有效性以及經(jīng)濟(jì)合理性才能設(shè)計(jì)出真正符合要求的高層建筑暖通空調(diào)，從而提高高層建筑的室內(nèi)環(huán)境以及促進(jìn)整個(gè)行業(yè)發(fā)展。本文對高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；暖通空調(diào)設(shè)計(jì)；要點(diǎn)

現(xiàn)今我國的社會經(jīng)濟(jì)和文化等各方面都有了飛速的進(jìn)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(jì)工作，并且在此期間工作者應(yīng)對各個(gè)因素進(jìn)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(jià)值和使用質(zhì)量。

1、高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則

1.1 高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全第一

任何一項(xiàng)設(shè)計(jì)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(jì)的時(shí)候應(yīng)該充分考慮火災(zāi)的因素，否則一旦建筑遇到火災(zāi)這些筑暖通空調(diào)系統(tǒng)將會增加很多額外風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(qiáng)的今天，施工材料應(yīng)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(yīng)該秉承節(jié)能的原則，即設(shè)計(jì)是否能夠充分的考慮到對自然冷熱源的利用，是否在實(shí)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(jì)的時(shí)候建立科學(xué)的模型計(jì)算，確保通風(fēng)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(jì)的經(jīng)濟(jì)性

一個(gè)高層建筑的本身應(yīng)當(dāng)是盈利的這是一個(gè)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(jì)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(jì)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(gè)高層建筑工程預(yù)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(jì)性設(shè)計(jì)也是施工成敗的關(guān)鍵。而對于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性就需要設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)達(dá)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(dá)到利益最大化的目的。

2、高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)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(jì)時(shí)，計(jì)算各設(shè)備的承壓能力時(shí)，要考慮系統(tǒng)瞬間啟閉、事故狀態(tài)以及正常運(yùn)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(jìn)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(gè)系統(tǒng)。除此以外，循環(huán)水泵設(shè)置在冷水機(jī)組的出水端也可以降低機(jī)組的承壓。

2.2 冷熱源節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)

建筑節(jié)能已經(jīng)成為國家和地方政府關(guān)注的焦點(diǎn)，設(shè)計(jì)者應(yīng)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(gè)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(jì)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(fēng)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(fēng)冷熱泵螺桿機(jī)組、風(fēng)冷熱泵模塊機(jī)組和水冷螺桿（離心）機(jī)組等。在制定冷熱源方案時(shí)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(jì)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(fēng)供給設(shè)計(jì)

新風(fēng)設(shè)計(jì)是否合理直接關(guān)系到室內(nèi)空氣品質(zhì)的好壞。新風(fēng)一般分為全空氣系統(tǒng)集中處理或獨(dú)立新風(fēng)的形式。獨(dú)立新風(fēng)方案可根據(jù)建筑特點(diǎn)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(dú)處理的方式。對于封閉的房間，應(yīng)重點(diǎn)考慮門窗滲透量與新風(fēng)量平衡的關(guān)系，考慮是否需要機(jī)械排風(fēng)以保證室內(nèi)外氣壓差的穩(wěn)定性。另外新風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮機(jī)組壓頭，房間新風(fēng)量和風(fēng)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(jī)組中通過的水量，在冷水機(jī)組中的供回水管上應(yīng)該安裝一個(gè)旁通道，并且需要設(shè)置一個(gè)合理的調(diào)節(jié)閥來控制壓差。當(dāng)變流量以及泵系統(tǒng)采用冷水機(jī)組定流量方式時(shí)，旁通閥的設(shè)計(jì)流量宜取容量最大的單臺冷水機(jī)組的額定流量。當(dāng)變流量一級泵采用冷水機(jī)組變流量變流量方式時(shí)，旁通閥的設(shè)計(jì)流量應(yīng)取各臺冷水機(jī)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(jī)組旁通閥直徑。

2.5 節(jié)能設(shè)計(jì)

首先，設(shè)計(jì)人員需要嚴(yán)格把握暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)，在建筑過程中合理使用保溫機(jī)制，選擇單位風(fēng)量耗功率低的風(fēng)機(jī)，當(dāng)風(fēng)機(jī)電機(jī)功率不小于7.5KW時(shí)或一級泵系統(tǒng)中單臺水泵功率不小于30kw時(shí)采用變頻技術(shù)，從而降低暖通空調(diào)在運(yùn)行過程中的能源損耗，保證暖通空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其次，設(shè)計(jì)人員需要在設(shè)計(jì)過程中融入智能設(shè)計(jì)，并通過保溫測試對冷熱源輸送閥門進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)。最后，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行暖通空調(diào)循環(huán)水泵選擇時(shí)，需要嚴(yán)格按照冷負(fù)荷的變化情況選擇合適的循環(huán)水泵，同時(shí)還需要對水泵的數(shù)量進(jìn)行組控，保證暖通空調(diào)的循環(huán)水泵運(yùn)行的科學(xué)合理性，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2.6 風(fēng)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(fēng)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(fēng)口位置、風(fēng)口形式、送風(fēng)口的射流參數(shù)（包括風(fēng)量、風(fēng)速和溫度）和房間的形狀都會影響室內(nèi)氣流的分布。風(fēng)口選型應(yīng)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(jìn)行初步考慮。選型后校核風(fēng)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(fēng)感。除以上外，設(shè)計(jì)者應(yīng)協(xié)調(diào)內(nèi)部裝修、家具布置情況來設(shè)計(jì)，對于復(fù)雜空調(diào)空間宜采用CFD 模型模擬計(jì)算。

綜上所述，高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)比較復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，在高層建筑中對暖通空調(diào)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)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。

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作者簡介：

晁聞，寧波市天一建筑設(shè)計(jì)有限公司，浙江寧波。