高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探究

楊 林

(鹽城市鹽工建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 鹽城 224000)

隨著城市化進(jìn)程愈演愈烈，以酒店、地標(biāo)建筑和高端寫字樓為主的高層建筑越發(fā)受到建筑行業(yè)的重視。除了要保證安全和提升質(zhì)量，追求建筑的居住舒適度也尤為重要。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)既能滿足建筑的基本需求，還符合現(xiàn)代人所追求的居住潮流，因此，成為了當(dāng)今設(shè)計(jì)者們重點(diǎn)的研究對(duì)象。

1 高層建筑暖通空調(diào)類型及設(shè)計(jì)原則

1.1 高層建筑暖通空調(diào)類型

高層建筑暖通空調(diào)種類多樣，要根據(jù)建筑特點(diǎn)選用最合適的空調(diào)裝備。首先，全空氣系統(tǒng)，冷熱介質(zhì)進(jìn)入的空間只是空調(diào)機(jī)房，而經(jīng)受處理的冷熱空氣對(duì)其他空調(diào)房間的冷熱負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，多功能廳、大廳等容積較大的空間應(yīng)用較多。其次，空氣一水系統(tǒng)，經(jīng)受處理的空氣和冷熱介質(zhì)被輸送到空調(diào)房間，前者能促使空氣在房間內(nèi)外的流動(dòng)，后者則調(diào)整房間冷熱負(fù)荷，目前應(yīng)用于高層酒店。最后，直接蒸發(fā)系統(tǒng)，通過冷媒與空氣發(fā)生熱交換，減少了換熱所需要的時(shí)間，如VRV空調(diào)系統(tǒng)，不僅節(jié)能減排，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單使用便捷，已經(jīng)在高層建筑中得到普及。

1.2 高層建筑暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)原則

1.2.1 方案的經(jīng)濟(jì)性

經(jīng)濟(jì)性是暖通空調(diào)設(shè)計(jì)需要遵循的設(shè)計(jì)理念，不僅要考慮器械、材料和安裝費(fèi)用，還要注意暖通空調(diào)是否節(jié)能。要嚴(yán)格遵循相關(guān)部門在節(jié)能方面的規(guī)章制度，根據(jù)建筑物自身特點(diǎn)比較選擇，確定經(jīng)濟(jì)、合理的設(shè)計(jì)方案。

1.2.2 方案的可行性

暖通空調(diào)設(shè)計(jì)一定要保證自身能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。所采用設(shè)備的指標(biāo)要符合相關(guān)部門在此方面的要求，還要符合建筑的實(shí)際情況。在設(shè)置參數(shù)時(shí)需要有精確的數(shù)據(jù)作為支撐，這樣才能有條不紊地處理好難度較大、涉及環(huán)節(jié)較多的安裝空調(diào)工作，確?？照{(diào)能夠平穩(wěn)正常運(yùn)行。

1.2.3 具有可調(diào)節(jié)性

根據(jù)調(diào)節(jié)范圍，暖通空調(diào)系統(tǒng)可以分為分區(qū)調(diào)節(jié)、過渡季節(jié)(部分負(fù)荷使用下的調(diào)節(jié))、末端房間獨(dú)立啟停等內(nèi)容。在調(diào)節(jié)規(guī)模和面積較大的空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，要注意北區(qū)、南區(qū)、內(nèi)區(qū)、外區(qū)分開獨(dú)立調(diào)節(jié)；在過渡季節(jié)，為了減少對(duì)電能的消耗，可以利用冷卻塔實(shí)現(xiàn)正常供冷、隨時(shí)開窗通風(fēng)、可調(diào)新風(fēng)或全新風(fēng)的全空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)或調(diào)制；在部分負(fù)荷使用的情況下，為達(dá)到節(jié)能減排的目的，可對(duì)冷熱源機(jī)組的臺(tái)數(shù)、容量配置、負(fù)荷性能IPLV指標(biāo)進(jìn)行審核、考察和密切關(guān)注，選取最合適的；末端房間的啟用或關(guān)閉都是獨(dú)立運(yùn)行的，可減少不必要的能源浪費(fèi)。

調(diào)節(jié)方式包括手動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)調(diào)節(jié)。雖然自動(dòng)調(diào)節(jié)費(fèi)用較高，但使用時(shí)不要太多人工操作，且效果良好，逐漸受到行業(yè)的推崇。

2 高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)存在的問題

首先，供暖問題。高層建筑的入水管和回水管應(yīng)遵循相關(guān)指標(biāo)安裝暖通設(shè)備，包括溫度表、壓力表和除污器等。一般情況下工作人員更重視入口處的熱力裝置設(shè)計(jì)，不重視入口裝置設(shè)計(jì)，所以設(shè)計(jì)方案中出現(xiàn)的紕漏會(huì)降低使用者的體驗(yàn)。此外，冬天氣溫過低，防護(hù)不到位水管很容易出現(xiàn)上凍，嚴(yán)重時(shí)還可能直接凍裂，所以在設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮用水管將樓梯間的散熱器連接起來，并在其支管上安置調(diào)節(jié)閥門，然而會(huì)破壞暖通空調(diào)的封閉性，一旦出現(xiàn)問題，會(huì)降低周邊的供暖效果。

其次，設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容空缺。圖紙?jiān)O(shè)計(jì)是一切工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)，所有工作都要參考圖紙進(jìn)行施工。高層建筑在安裝暖通空調(diào)時(shí)，如果圖紙內(nèi)容出現(xiàn)空缺會(huì)不利于開展工程施工，甚至?xí)?duì)整體建筑的施工和設(shè)計(jì)產(chǎn)生不可預(yù)計(jì)的嚴(yán)重后果。最具代表性的是閥門的分環(huán)設(shè)計(jì)，施工環(huán)節(jié)復(fù)雜，難度較大，增加后續(xù)對(duì)系統(tǒng)修繕的難度，空調(diào)在使用過程中可能會(huì)面臨著很多技術(shù)性障礙；供水管和回水管上沒有把排氣閥安裝上，所以在使用空調(diào)系統(tǒng)時(shí)會(huì)留存較多空氣，不利于空調(diào)正常使用。

再次，水系統(tǒng)的分區(qū)、壓力設(shè)計(jì)不科學(xué)，空調(diào)循環(huán)水泵的型號(hào)不符合應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。水系統(tǒng)的分區(qū)、壓力設(shè)計(jì)不夠科學(xué)會(huì)導(dǎo)致水力失去平衡、管道設(shè)備泄露及選用偏大水泵等問題，所以有必要合理對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行劃分、豎向系統(tǒng)分區(qū)且進(jìn)行嚴(yán)密和精確的計(jì)算。當(dāng)選用的空調(diào)循環(huán)水泵型號(hào)不符合使用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，水泵的容量會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出實(shí)際的需求量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)超過兩倍多。水泵容量過大會(huì)增加使用成本開支，在日常維護(hù)和安裝方面會(huì)有更多的成本花費(fèi)，產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟(jì)投入。設(shè)計(jì)者在調(diào)試空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，可能會(huì)無法正確計(jì)算水力平衡的數(shù)據(jù)，由此致使空調(diào)系統(tǒng)的水力不能平衡運(yùn)行。甚至在計(jì)算暖通空調(diào)的實(shí)際負(fù)荷時(shí)會(huì)混淆井水壓力和循環(huán)阻力。

最后，空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)不完善。高層建筑在安裝暖通空調(diào)時(shí)會(huì)有非常明確且嚴(yán)格的指標(biāo)規(guī)定，然而在實(shí)際安裝時(shí)，由于設(shè)計(jì)者會(huì)把各種安全系數(shù)糅雜在一起測(cè)算，選用的空調(diào)制冷器的容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常的冷負(fù)荷數(shù)值，此外設(shè)計(jì)者在估測(cè)符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)沒有依據(jù)規(guī)定的指標(biāo)進(jìn)行測(cè)算，結(jié)果出現(xiàn)誤差，最后測(cè)出的結(jié)果與真實(shí)結(jié)果脫節(jié)，由此導(dǎo)致高層建筑空調(diào)裝機(jī)的容量高于正常值。該問題導(dǎo)致的突出后果就是對(duì)于電能、水能等資源的浪費(fèi)相當(dāng)嚴(yán)重，由此加大經(jīng)濟(jì)投入，成本高昂，同時(shí)也會(huì)降低制冷機(jī)的使用效率，加大負(fù)荷量，加快零部件的磨損，縮短使用壽命。

在對(duì)碧桂園華東總部大樓空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先全方位多角度梳理建筑的各項(xiàng)功能，合理劃分空調(diào)的水系統(tǒng)，強(qiáng)化使用性能，提升空調(diào)工程的設(shè)計(jì)水平。要發(fā)揮設(shè)計(jì)軟件在分析空調(diào)系統(tǒng)中的作用，進(jìn)行精確的負(fù)荷計(jì)算、水力計(jì)算，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行合理的改良和優(yōu)化，由此保證空調(diào)系統(tǒng)能夠充分滿足建筑的基本功能需求，還能削減系統(tǒng)的承受壓力，確?？照{(diào)工程能夠在正常情況下使用最少的成本獲得最大的效果。

3 高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

3.1 設(shè)計(jì)需具有規(guī)劃性

在高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，需要使各個(gè)系統(tǒng)之間相互配合。各個(gè)系統(tǒng)之間相互配合，能夠合理利用能源，這也是符合當(dāng)今的發(fā)展規(guī)律的。一般來說，在室內(nèi)環(huán)境正常運(yùn)轉(zhuǎn)的形勢(shì)下采用輻射制冷技術(shù)，使各個(gè)系統(tǒng)之間相互配合，確保冷空氣在室內(nèi)運(yùn)行。在具體的實(shí)踐中，如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿足了各項(xiàng)功能，還需要考慮成本，盡可能減少各個(gè)環(huán)節(jié)的費(fèi)用。經(jīng)濟(jì)，高效，節(jié)能是當(dāng)今暖通空調(diào)系統(tǒng)所追求的目標(biāo)，也是設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過程中所要達(dá)到的要求。

3.2 合理計(jì)算空調(diào)負(fù)荷

設(shè)計(jì)一個(gè)功能完善舒適安全的暖通空調(diào)系統(tǒng)，各方面設(shè)計(jì)都要考慮到，而在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，合理計(jì)算空調(diào)負(fù)荷則是重中之重。冷熱負(fù)荷體系是整個(gè)空調(diào)暖通系統(tǒng)運(yùn)行的核心，如果設(shè)計(jì)不合理，就會(huì)影響暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，如果不能持續(xù)維穩(wěn)，那么在使用的過程中，會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)很多問題，后續(xù)的維護(hù)成本也會(huì)相應(yīng)增加。

3.3 科學(xué)設(shè)置水力平衡裝置

想要水利平衡裝置達(dá)成更好的效果，就必須將以下事情落實(shí)到位。(1)選用科學(xué)的管理方式，確保系統(tǒng)間處于平衡狀態(tài)，這是水利平衡裝置達(dá)成更好效果的前提條件和重點(diǎn)；(2)設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)要將更替方案做好，但是有特殊要求的位置不適用這樣的方案；(3)在設(shè)計(jì)時(shí)要將系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、計(jì)算環(huán)節(jié)作為重點(diǎn)，水利平衡裝置需設(shè)定于熱力入口上。上述事情若是落實(shí)到位，就可以確保系統(tǒng)的平衡。

3.4 科學(xué)設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)

安裝暖通空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，現(xiàn)實(shí)容量和計(jì)劃通常差異都不小，發(fā)生這種事情的重要緣由是，暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)未曾將建筑全階段安全系數(shù)納入考慮之中。若是暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)出現(xiàn)了不科學(xué)的情況，那么容量必然會(huì)發(fā)生負(fù)荷情況，使得部分容量損耗。此外一個(gè)經(jīng)常出現(xiàn)的情況是設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)偏愛負(fù)荷估算方式，這樣的估算和實(shí)際容量總是會(huì)存在差異，頻繁發(fā)生制冷劑容量較大，使得成本開支無形之中增加不少。

4 結(jié) 語(yǔ)

高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)有著重要影響，也關(guān)系到高層建筑人員入住后的生活品質(zhì)。高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要將人放在首位，設(shè)計(jì)科學(xué)的系統(tǒng)構(gòu)架，提升設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，讓設(shè)計(jì)單位在建筑行業(yè)更受歡迎，給人們營(yíng)造更為適宜的居住工作環(huán)境。