目前建筑暖通空調(diào)設(shè)計中存在的問題應(yīng)用探討

高俊峰

（山西省建筑設(shè)計研究院有限公司，山西太原 030013）

1 建筑暖通空調(diào)設(shè)計概述

1.1 建筑暖通空調(diào)設(shè)計含義與功能

暖通空調(diào)系統(tǒng)主要是發(fā)揮建筑內(nèi)通風(fēng)、暖氣和空氣調(diào)節(jié)方面的作用，現(xiàn)在在高層建筑中一般使用的是集中暖通空調(diào)系統(tǒng)，能更好地改善室內(nèi)環(huán)境，不但可實現(xiàn)制冷和供暖的功能而且還具有一定的節(jié)能環(huán)保作用。但想要充分發(fā)揮該系統(tǒng)的優(yōu)勢就必須注重該系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化。

1.2 建筑暖通空調(diào)設(shè)計原則和設(shè)計準(zhǔn)備條件

①了解清楚建筑物在總圖中的位置、周圍的建筑物構(gòu)筑物等，比如供熱供水供電等市政管線的位置、其他建筑物的位置等。在計算負荷時應(yīng)綜合考慮風(fēng)力和日照等因素對暖通空調(diào)的影響，確定入口朝向；②根據(jù)建筑物容量、使用時間等進行負荷計算；③建筑物的層數(shù)、層高和總高度是否滿足建筑物規(guī)范要求，并按照不同級別建筑物的要求開展暖通空調(diào)設(shè)計，符合防火規(guī)范的要求；④應(yīng)根據(jù)防火區(qū)域的劃分進行防煙區(qū)域和防火墻劃分與合理設(shè)置，同時還要合理設(shè)置火災(zāi)疏散路線和防火閥。

2 建筑暖通空調(diào)設(shè)計中存在的問題分析

2.1 水循環(huán)水泵的選型問題

對于空調(diào)冷熱源的選型問題，首先要考慮容量大小的問題，如果冷熱水循環(huán)泵的容量太大就可能超出實際需求，導(dǎo)致資源浪費和運行成本、維修成本的增加。冷熱水循環(huán)泵選型上出現(xiàn)問題主要是因為在進行計算時出現(xiàn)較大偏差，導(dǎo)致設(shè)計的冷負荷較大而影響最終的設(shè)計容量。此外也和系統(tǒng)水力平衡計算誤差有關(guān)。

2.2 暖通空調(diào)工程中制冷設(shè)備裝機容量不匹配

在進行暖通空調(diào)設(shè)計時往往采用負荷指標(biāo)估算方法進行，該方法容易造成誤差而使空調(diào)的裝機容量較大，導(dǎo)致大量成本的支出，同時還會使單個制冷劑工作效率降。事實上，制冷的劑實際負荷峰值時間很短，大部分時間是低功耗運行的。因此在設(shè)計時必須準(zhǔn)確計算制冷機裝機容量才能起到降低成本和提高制冷機運行效率的作用。

2.3 沒有充分考慮空調(diào)的負荷運行狀態(tài)

在過去進行暖通空調(diào)設(shè)計時一般不會充分考慮空調(diào)的負荷運行狀態(tài)，導(dǎo)致空調(diào)運行中出現(xiàn)滿負荷運行的情況。但現(xiàn)階段在進行空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計時是按照最大負荷考慮的，計算負荷時采取的是固定時間運行方法，不但會降低暖通的運行效率無法起到節(jié)能的作用還可能會造成大量能源資源浪費。為改變這種情況就需要優(yōu)化暖通設(shè)計的方案。

2.4 供暖系統(tǒng)的設(shè)計問題

對于暖通空調(diào)系統(tǒng)中供暖的設(shè)計，應(yīng)在熱力入口供回水總管上設(shè)置溫度計和壓力表等設(shè)施。但是設(shè)計人員往往注意戶口熱力裝置的設(shè)置而忽視熱力入口裝置的設(shè)置。設(shè)計人員如果只考慮內(nèi)部供暖系統(tǒng)而忽視和外部供熱管線的銜接也會影響供暖設(shè)計的質(zhì)量。此外，如果在氣溫較低比如有凍結(jié)可能的區(qū)域沒有單獨設(shè)置散熱器進行支管供熱，則當(dāng)一側(cè)設(shè)備出現(xiàn)故障時會累及其他房間的供暖設(shè)備也發(fā)生故障。對于商業(yè)住宅，在設(shè)計時若沒有單獨設(shè)置采暖器和熱量裝置，尤其對商鋪沒有采取單獨設(shè)計熱計量裝置的措施就會造成后期使用和管理方面的問題。對于高層住宅的暖通設(shè)計而言，沒有綜合考慮系統(tǒng)的工作壓力、水力平衡和承壓能力、散熱設(shè)備以及管材特性等，忽視對伸縮器的設(shè)置，沒有合理設(shè)置補償器等都會影響供暖設(shè)計的質(zhì)量和后期的使用。

2.5 通風(fēng)系統(tǒng)和防煙系統(tǒng)中防火與防煙閥門設(shè)置的問題

這幾種閥門的性能不同，如果將防火閥門和防煙閥門混合設(shè)置與使用，就可能導(dǎo)致在發(fā)生火災(zāi)時無法有效發(fā)揮各自的功能。在實際設(shè)計中育德風(fēng)管穿防火墻的地方?jīng)]有合理設(shè)置防火閥門，在風(fēng)管穿過變形縫的地方只在一邊設(shè)置防火閥門且有的設(shè)置位置不準(zhǔn)確，無法滿足施工驗收規(guī)范要求，且兩個閥門之間的距離太小或穿過防火墻的風(fēng)管厚度不夠等都會影響兩個閥門系統(tǒng)的使用。

2.6 忽視暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計細節(jié)

不科學(xué)的暖通空調(diào)系統(tǒng)不但無法發(fā)揮該系統(tǒng)應(yīng)有的作用，而且還可能會引發(fā)安全隱患，影響人們的生活。目前在設(shè)計中還存在需要改進的細節(jié)問題是，首先要注意加強對噪聲的控制，室內(nèi)外有不同的噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)，但是在實際設(shè)計時往往會忽視室內(nèi)外劃分，沒有合理設(shè)置室內(nèi)風(fēng)管和風(fēng)口風(fēng)速就容易造成噪聲污染。其次，在管道設(shè)計上，常在窗戶上發(fā)現(xiàn)供暖立管、地面上也出現(xiàn)水平管，這些管路系統(tǒng)的不合理設(shè)置可能會引起氣堵的問題。此外，關(guān)于系統(tǒng)的阻力消除，各個支管和風(fēng)口阻力是否有不平衡的現(xiàn)象，是否出現(xiàn)能源消耗過大的問題都是在實際設(shè)計中需要加強注意的地方。

3 建筑暖通空調(diào)設(shè)計的改進策略

3.1 優(yōu)化空調(diào)負荷計算并進行科學(xué)設(shè)計

為確保暖通空調(diào)系統(tǒng)安裝可靠以及后期運行的穩(wěn)定，必須優(yōu)化空調(diào)負荷計算，在計算時應(yīng)綜合考慮影響系統(tǒng)運行安全性的因素，比如當(dāng)?shù)氐淖匀粴夂?、?dāng)?shù)亟ㄖ厣腿宋男枨蟮取Ｔ谶M行冷熱負荷系統(tǒng)設(shè)計時為避免出現(xiàn)計算不合理而影響系統(tǒng)整體運行的現(xiàn)象，必須確保計算的準(zhǔn)確性，對各方面因素進行合理控制，才能減少安全隱患，確保暖通空調(diào)系統(tǒng)運行效益，滿足人們供暖和制冷的需求。只有冷熱負荷達到最優(yōu)，即自理論數(shù)值和實際數(shù)值極為相近時，才能滿足實際運行需要，才能起到節(jié)約能源和提高工作效率的作用。具體設(shè)計時要積極引入現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)選擇有些的設(shè)計方案，同時還要綜合考慮當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和人文環(huán)境，為了避免外界因素對暖通空調(diào)系統(tǒng)的影響，在設(shè)置外圍護結(jié)構(gòu)時選擇隔熱保溫性能較好的材料，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，這樣不但可以減少成本還能為后期的施工安裝提供方便。

3.2 合理選擇冷熱源并進行設(shè)計優(yōu)化

冷熱源的選擇關(guān)系到發(fā)電的效率和資源的利用率，為此必須根據(jù)工程實際需求選擇性價比較高的冷熱源，可供選擇的中常見的有熱電站和地源熱泵，熱電站是利用熱電冷三聯(lián)供技術(shù)和蓄電空調(diào)技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能化設(shè)計，利用率較高且因為使用天然氣供電，綠色無污染，發(fā)電效率也高，產(chǎn)生的余熱還能作為冷熱能源。而地源熱泵系統(tǒng)則是利用土壤和地下水等作為冷熱源系統(tǒng)，發(fā)揮自然資源本身的優(yōu)勢，不僅方便取材而且溫度適宜且溫度，可全年運行在冬季供熱夏季供冷且不需要借助其他熱源或冷卻設(shè)備。同時也可采取回灌的方式實現(xiàn)循環(huán)，不用消耗地下水資源也不會造成地下水資源的污染問題。

3.3 優(yōu)化輸送系統(tǒng)設(shè)計

為減少能源消耗，在進行暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計時要注意對節(jié)能環(huán)保的考慮。比如在輸送系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)選擇合理的材料，采用熱水預(yù)制保溫直埋管的方式，或使用計算機系統(tǒng)進行全面動態(tài)監(jiān)控，使用平衡閥和智能管網(wǎng)等實現(xiàn)對輸送流量的合理配置與管理。另外應(yīng)加強對傳輸系統(tǒng)的優(yōu)化，采用負荷好、溫差大、流速小和摩擦力較低的動力管道提高能源輸送的效率，通過對輸送系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化可以達到輸送系統(tǒng)節(jié)能的效果。

3.4 合理利用太陽能資源

從節(jié)能角度來看，建筑暖通空調(diào)設(shè)計時應(yīng)盡可能少使用不可循環(huán)使用的不可再生資源，應(yīng)該提高對可再生清潔能源的利用率。其中太陽能技術(shù)是比較常見的其中，不但可實現(xiàn)光能到電能的高效轉(zhuǎn)化，而且也減少對資源的消耗和對環(huán)境的污染。另外，提高太陽能資源的采集控制，利用循環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)對太陽能資源的合理分配，能根據(jù)室內(nèi)實際需求供熱，合理設(shè)置室內(nèi)溫度。

3.5 優(yōu)化風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計時要注意兩點：①盡量減少資源的消耗，減少空調(diào)資源的浪費；②通過對風(fēng)溫度和流量的控制設(shè)置室內(nèi)合適的溫度。所以首先要對室溫進行分析，然后實現(xiàn)對風(fēng)變量的優(yōu)化設(shè)置，根據(jù)實際需要設(shè)置室內(nèi)結(jié)構(gòu)，通過對室內(nèi)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化布置減少系統(tǒng)的荷載，從而提高空調(diào)資源的利用率。另外為避免在室內(nèi)外空氣交換時出現(xiàn)浪費，可在排風(fēng)口的位置設(shè)置熱交換器和熱回收裝置，這樣可先對室外的空氣進行預(yù)熱，使室內(nèi)外空氣順利流通。

3.6 安全性設(shè)計和其他細節(jié)方面的設(shè)計優(yōu)化

對于建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計而言，不僅要加強節(jié)能設(shè)計，提高對資源的利用率、降低環(huán)境的污染，還應(yīng)該考慮安全方面的問題?？稍诮ㄖ照{(diào)設(shè)計安裝中設(shè)置防爆設(shè)備和消防設(shè)施避免易燃易爆設(shè)備運行過程中引起的安全隱患，通過設(shè)置的合理化確保系統(tǒng)運行和設(shè)備使用的安全可靠性，確保人身的安全。在實際設(shè)計時要根據(jù)工程的實際需要，結(jié)合工程項目的類型特點和需求設(shè)置合理的安全防護措施。

4 結(jié)語

綜上，在人們生活水平、經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提高的背景下，人們對建筑的要求越來越高，建筑工程不僅要滿足基本生活生產(chǎn)所需，而且還要滿足綠色節(jié)能、安全、自動化信息化等方面的需要。為此，在建筑暖通空調(diào)設(shè)計的過程中，必須根據(jù)工程實際情況，在確保其實現(xiàn)基本功能的基礎(chǔ)上注重節(jié)能綠色設(shè)計和安全性設(shè)計，將設(shè)計成本、資源的利用率、使用效率和運行安全可靠性等全部考慮在內(nèi)，注意采用先進的科學(xué)技術(shù)和管控措施提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計安裝水平，確保該系統(tǒng)運行安全，同時發(fā)揮最大的功效。