高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探究

謝麗平

【摘要】隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市高層建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)。得益于我國(guó)飛速發(fā)展的建筑產(chǎn)業(yè)與先進(jìn)的施工技術(shù)，順應(yīng)現(xiàn)代主要是辦公建筑對(duì)環(huán)境及場(chǎng)地利用率要求越來越高，各個(gè)城市都催生出各類高層及超高層建筑，進(jìn)而也不斷推動(dòng)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)行業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展，也帶來了對(duì)新的設(shè)計(jì)理念與方案的需求。因此，為滿足高層建筑室內(nèi)環(huán)境舒適度以及更好的與高層建筑共生，需要不斷更新暖通空調(diào)設(shè)計(jì)理念，拓展設(shè)計(jì)思路，從而提升高層建筑暖通設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，同事也更能保證暖通空調(diào)工程安全和質(zhì)量。

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

高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)關(guān)系著工程質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益。因此，設(shè)計(jì)過程中要求工作人員給予高度重視，落實(shí)規(guī)程要求、選擇適合的施工技術(shù)，做到發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，確保暖通空調(diào)設(shè)計(jì)合理性。但目前，高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)還存在很多不足，亟待進(jìn)一步完善。

1、暖通空調(diào)系統(tǒng)概述

暖通空調(diào)系統(tǒng)種類繁多，但是基本原理都是相通的。其常見的種類型有：分散式供冷或供暖、熱泵系統(tǒng)、熱回收系統(tǒng)和蓄冷。另外還有：空氣-水系統(tǒng)、全空氣系統(tǒng)和全水系統(tǒng)?？諝?水系統(tǒng)：這類系統(tǒng)通常是用冷水帶走空調(diào)空間的大多數(shù)顯熱負(fù)荷，而用空氣提供通風(fēng)以保證空氣質(zhì)量并帶走由于空間的潛熱負(fù)荷造成的濕氣，當(dāng)然空氣也提供一些額外的顯熱冷卻。全空氣系統(tǒng)：在這類系統(tǒng)中，空調(diào)空間的所有要求（如加熱、加濕、冷卻及除濕等）都靠送風(fēng)來滿足。全水系統(tǒng)：這類系統(tǒng)指那些具有風(fēng)機(jī)一盤管、組合通風(fēng)裝置或重力循環(huán)式室內(nèi)末端的系統(tǒng)，未調(diào)節(jié)的流通空氣通過墻上的通風(fēng)口送入或滲入。其最大的優(yōu)點(diǎn)在于能夠適應(yīng)許多建筑物空氣調(diào)節(jié)要求，并且可靈活地應(yīng)用在空調(diào)系統(tǒng)的改造中。

2、暖通空調(diào)方案的設(shè)計(jì)原則

2.1可靠性原則與可行性原則

設(shè)計(jì)方案應(yīng)符合國(guó)家和當(dāng)?shù)卣嘘P(guān)和規(guī)范的要求，并考慮到系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行和發(fā)展變化。對(duì)于溫濕度等參數(shù)要求較高或比較特殊的工藝性暖通空調(diào)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全年工況分析，以確保其在全年各種室外氣象條件下的適應(yīng)性。對(duì)于一些無法采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的特殊情況，則應(yīng)提出詳細(xì)、合理的參數(shù)要求。

2.2安全性

高層建筑供暖通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計(jì)的安全性，不僅關(guān)系著供暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的正常使用，還直接影響著建筑內(nèi)部人員的人身安全。高層建筑供暖通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計(jì)的安全性設(shè)計(jì)主要包括以下幾點(diǎn)：1.線路安全設(shè)計(jì)，指的就是對(duì)線路的走勢(shì)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，確保線路在使用過程中不會(huì)受到其他不利因素的影響，從而保證線路的使用安全;2.環(huán)境安全設(shè)計(jì)，指的是在暖通空調(diào)系統(tǒng)附近，應(yīng)做好相應(yīng)的防火措施，周邊不能有易燃易爆物品，防止火災(zāi)事故的發(fā)生;3.運(yùn)行安全設(shè)計(jì)，指的就是在建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮后期運(yùn)行的安全性，確保暖通空調(diào)系統(tǒng)后期運(yùn)行的安全性。

2.3穩(wěn)定性

高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定性分為人為環(huán)境、防火安全、易燃易爆環(huán)境、系統(tǒng)設(shè)備等問題，比如：設(shè)計(jì)庫房、煤礦等易燃易爆的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定性是主要影響要素，要求制定防爆技術(shù)方案燃油燃?xì)忮仩t房設(shè)計(jì)要避免液體泄漏危險(xiǎn)、可燃性氣體安全性，要求安裝可燃性氣體泄漏報(bào)警系統(tǒng)、事故通風(fēng)系統(tǒng)。防火安全應(yīng)根據(jù)防火設(shè)計(jì)要求分析，設(shè)備安裝運(yùn)行問題包括制冷系統(tǒng)。

3、高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1深入研究建筑特點(diǎn)

優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案首先必須適用于具體的建筑特點(diǎn)和環(huán)境需求，因此準(zhǔn)備階段大量的資料研究和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查必不可少。設(shè)計(jì)中應(yīng)弄清建筑物在總圖中的位置，四鄰建筑物及其周圍供熱、供水、供電等管線的敷設(shè)方式與可能的接口地點(diǎn)。將建筑物內(nèi)的人員數(shù)量、使用時(shí)間、建筑高度、層數(shù)作為規(guī)劃依據(jù)，制定合理的防煙、防火分區(qū)，設(shè)置防火墻及火災(zāi)疏散路線。此外，工程師還必須了解建筑結(jié)構(gòu)（剪力墻的位置，屋面做法，外墻做法等），并確定冷卻塔、電源、儀表室、水泵房，熱力點(diǎn)等的位置。

3.2合理設(shè)計(jì)供暖系統(tǒng)

高層建筑空氣調(diào)節(jié)、采暖、通風(fēng)都有相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該據(jù)此合理設(shè)計(jì)暖通系統(tǒng)的入口入戶設(shè)備。對(duì)于熱水暖通空調(diào)系統(tǒng)，在其設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該在入口管道位置安裝溫度計(jì)、除污器和壓力表，并根據(jù)高層建筑的設(shè)計(jì)要求設(shè)置熱量計(jì)。對(duì)于高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的入口數(shù)量的設(shè)置，應(yīng)該綜合靠暖通設(shè)備的施工便捷性、合理性，以及高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的管線布置形式。在高層建筑的樓梯間，可以使用獨(dú)立的散熱器進(jìn)行供熱，對(duì)于相鄰的房間，可以使用一根立管連接房間內(nèi)部的散熱器。但是樓梯間散熱器的密閉性較差，因此，很容易導(dǎo)致暖通空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，影響暖通空調(diào)設(shè)備的正常工作。如果高層建筑的地層設(shè)置有商鋪，則應(yīng)該嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)于公共區(qū)域設(shè)置單獨(dú)的熱計(jì)量設(shè)備以及暖通空調(diào)裝置。

3.3能耗設(shè)計(jì)

隨著我國(guó)能源缺乏和對(duì)建筑節(jié)能性以及可持續(xù)發(fā)展能力的重視，不僅要求建筑具備較強(qiáng)的節(jié)能性，還要求建筑整體功能能夠正常發(fā)揮。而建筑供暖通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)作為主要的建筑能源消耗主體，它的設(shè)計(jì)效果直接決定著建筑節(jié)能性的高低。所以，在對(duì)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員需要確保設(shè)計(jì)的節(jié)能性以及經(jīng)濟(jì)性，在保證暖通空調(diào)系統(tǒng)功能可以正常發(fā)揮的前提下，盡可能的降低其運(yùn)行過程中的能源消耗，減少運(yùn)行成本，進(jìn)而促進(jìn)建筑的可持續(xù)發(fā)展。

3.4空調(diào)通風(fēng)

空調(diào)和制冷技術(shù)手冊(cè)穩(wěn)、空調(diào)制冷手冊(cè)等提出辦公類冷負(fù)荷指標(biāo)為94-163w/m2;商場(chǎng)類建筑夏季冷荷載概算指標(biāo)為210-240w/m2。不過，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)空調(diào)裝機(jī)容量較大的問題，這個(gè)是因?yàn)楦鞣N安全參數(shù)影響導(dǎo)致單位空調(diào)面積的制冷機(jī)裝機(jī)容量大于手冊(cè)冷負(fù)荷概算，超出運(yùn)行中單位空調(diào)面積峰值冷量。同時(shí)，設(shè)計(jì)師以負(fù)荷指標(biāo)估算方法為主導(dǎo)致制冷機(jī)裝機(jī)容量過大，初期經(jīng)濟(jì)投入過高。水泵揚(yáng)程選擇不合理是主要問題，優(yōu)于設(shè)計(jì)差別較大導(dǎo)致參差不齊。比如：某項(xiàng)目冷卻塔在90m高房頂，冷卻水為閉式循環(huán)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)師穩(wěn)選擇水泵揚(yáng)程過程中錯(cuò)誤的將高程加進(jìn)了水泵揚(yáng)程內(nèi)，造成水泵揚(yáng)程達(dá)到95m。此外，選擇冷凍水泵過程中缺少季節(jié)考慮，比如：某工程夏季空調(diào)溫度在7℃-12℃，冷凍水循環(huán)流量為400m3/h，冬季溫度在50℃-60℃，熱水循環(huán)量為200m3/h。由此可見，夏季冷凍水循環(huán)多于冬季循環(huán)量，因而冬夏季節(jié)水泵熱水泵需要分別設(shè)置。

3.5選擇供回水總管上的壓差旁通閥和旁通管

為了使經(jīng)過冷水機(jī)組的水量處于恒定的狀態(tài)，在冷水機(jī)組的供回水總管上要設(shè)置一條旁通管，并安裝控制壓差的調(diào)節(jié)閥。根據(jù)一部冷水機(jī)組的冷凍水量確定旁通管道的最大設(shè)計(jì)流量，旁通管的直徑根據(jù)冷凍水管的最大允許流速進(jìn)行確定，不允許不經(jīng)計(jì)算就確定管道直徑，使用ZAPC、ZAPB型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥作為旁通閥。

結(jié)語：

選擇供回水總管上的壓差旁通閥和旁通管為了使經(jīng)過冷水機(jī)組的水量處于恒定的狀態(tài)，在冷水機(jī)組的供回水總管上要設(shè)置一條旁通管，并安裝控制壓差的調(diào)節(jié)閥。根據(jù)一部冷水機(jī)組的冷凍水量確定旁通管道的最大設(shè)計(jì)流量，旁通管的直徑根據(jù)冷凍水管的最大允許流速進(jìn)行確定，不允許不經(jīng)計(jì)算就確定管道直徑，使用ZAPC、ZAPB型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥作為旁通閥。

參考文獻(xiàn)：

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