超高層建筑暖通設(shè)計(jì)方式探討

邱寧輝

摘要：為順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，超高層建筑數(shù)量顯著增多。與常規(guī)低層建筑相比，超高層建筑施工工藝更為復(fù)雜，并且施工難度系數(shù)更高。超高層建筑工程規(guī)模大，可容納人員數(shù)量多，其承載功能更加豐富，在一定程度上反映了當(dāng)?shù)爻鞘邪l(fā)展現(xiàn)狀。在超高層建筑設(shè)計(jì)過程中，暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)十分重要，暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量不僅關(guān)乎人們生活舒適度，還關(guān)乎超高層建筑整體質(zhì)量。對(duì)暖通系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，可以達(dá)到節(jié)能降耗的效果。

關(guān)鍵詞：超高層;建筑;暖通;設(shè)計(jì)

隨著我國經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多先進(jìn)的技術(shù)及設(shè)備被應(yīng)用到超高層建筑中。暖通空調(diào)作為超高層建筑工程設(shè)計(jì)中不可或缺的一部分，其能耗占建筑總能耗比較大，所以選擇合理的設(shè)計(jì)方案、設(shè)備來降低暖通空調(diào)能耗，為用戶提供可靠的暖通效果，提升用戶日常生活環(huán)境的質(zhì)量。

1超高層建筑暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1.1節(jié)能降耗原則

因?yàn)槌邔咏ㄖ昃照{(diào)能耗量巨大，所以節(jié)能降耗是其主要施工目標(biāo)。資料顯示，超高層建筑暖通系統(tǒng)能耗約占建筑總能耗的30%以上，可見超高層建筑能耗量巨大。為響應(yīng)國家號(hào)召，工程施工需要遵循節(jié)能降耗的原則：一方面，可實(shí)現(xiàn)資源最優(yōu)化利用的目標(biāo);另一方面，可以降低污染物排放，為凈化城市空氣環(huán)境奠定基礎(chǔ)。

1.2健康舒適原則

暖通系統(tǒng)的作用是調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，讓室內(nèi)夏涼冬暖，提高室內(nèi)舒適度。因此，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循人性化設(shè)計(jì)原則，利用環(huán)保無公害的施工材料，把提高人們的舒適度作為施工主要方向，為人們創(chuàng)造健康的居住環(huán)境。

1.3自然原則

自然原則可理解為節(jié)能降耗的一個(gè)分支。所謂自然原則，就是充分利用自然資源，利用地?zé)崮?、風(fēng)能等能源，將此類能源作為超高層建筑暖通系統(tǒng)的一部分，降低能源消耗。在超高層建筑暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)以自然原則為基礎(chǔ)，有效利用可再生資源，用地?zé)崮苋〈徊糠蛛娔?，在?jié)約成本的同時(shí)，提高經(jīng)濟(jì)收益。

2超高層建筑暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)

2.1太陽能技術(shù)應(yīng)用

太陽能是人們較為熟悉的一種清潔能源，隨著太陽能技術(shù)的不斷成熟，在綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)用中，太陽能技術(shù)也發(fā)揮了重要價(jià)值。在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，基于太陽能的特點(diǎn)，可以增加集熱器功能結(jié)構(gòu)。集熱器可以聯(lián)合暖通空調(diào)外部主機(jī)對(duì)太陽能進(jìn)行收集，通過太陽能電池板等實(shí)現(xiàn)太陽能儲(chǔ)備。在暖通空調(diào)應(yīng)用中，通過太陽能電池板轉(zhuǎn)化和提供能源，經(jīng)過集熱器來利用太陽能對(duì)暖通空調(diào)中的水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行加熱，將冷水轉(zhuǎn)化為熱水，從而滿足暖通空調(diào)散熱加溫的需求。太陽能在暖通空調(diào)綠色設(shè)計(jì)方面的另外一個(gè)應(yīng)用途徑，就是可以通過太陽能板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，這個(gè)轉(zhuǎn)化過程只需要基于太陽能技術(shù)來完成，對(duì)生態(tài)環(huán)境沒有污染和影響。轉(zhuǎn)化后的電能可以為暖通空調(diào)運(yùn)行提供電力支持，滿足綠色建筑使用目的。

2.2地源熱泵的應(yīng)用

地源熱泵是一種較為新穎和先進(jìn)的暖通空調(diào)能源技術(shù)，在基于綠色建筑理念的方針指引下，在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方面需要重視這些新能源的運(yùn)用。地源熱泵是將地下熱能進(jìn)行采集和傳輸?shù)姆绞?。地心熱能是一種清潔能源，而且無需像傳統(tǒng)能源那樣消耗煤炭等資源，也無需進(jìn)行能源形態(tài)的轉(zhuǎn)化。如傳統(tǒng)的電能需要進(jìn)行煤炭燃燒，將燃燒熱能轉(zhuǎn)化為電能，這個(gè)過程中就會(huì)涉及環(huán)境污染情況。地源熱能在轉(zhuǎn)化為電能時(shí)不需要燃燒，只需要基于轉(zhuǎn)化設(shè)備，就可以為建筑暖通空調(diào)提供充足的能源支持。地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)用方面，還具有較強(qiáng)的取熱和散熱效果。在冬季采用暖通空調(diào)進(jìn)行室內(nèi)溫度加熱時(shí)，地源熱泵可以直接提供熱能支持，這個(gè)過程簡化了能源轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)，從地源熱泵傳輸至暖通空調(diào)的熱能可以直接被利用，這個(gè)過程有效地降低了對(duì)傳統(tǒng)電能的消耗，實(shí)現(xiàn)了綠色節(jié)能的應(yīng)用目標(biāo)。地源熱泵可以與空調(diào)循環(huán)水結(jié)構(gòu)結(jié)合，通過熱量來將冷水轉(zhuǎn)化為熱水，形成快速便捷的熱源模式轉(zhuǎn)變。在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)，還可以綜合考慮到空調(diào)系統(tǒng)制冷和制熱的需求，在空調(diào)系統(tǒng)中增加一個(gè)冷卻塔結(jié)構(gòu)，與地源熱泵結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)作用，冷卻塔可以在地源熱泵運(yùn)行工作中，基于實(shí)際情況控制和調(diào)整熱源，可以較好地降低空調(diào)制冷的壓力。地源熱泵在夏季需要制冷時(shí)，可以通過暖通空調(diào)將室內(nèi)的熱量排放到地下，從而可以在不影響生態(tài)環(huán)境的情況下實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)的功能。

2.3冰蓄冷系統(tǒng)應(yīng)用

暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)是核心結(jié)構(gòu)，在空調(diào)制冷功能方面發(fā)揮重要作用。冰蓄冷技術(shù)是利用夜間電網(wǎng)低谷時(shí)間，將冷媒制成冰將冷量儲(chǔ)存起來，白天用電高峰期融冰，將冰的相變潛熱用于供冷的成套技術(shù)。在綠色暖通空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)用中，利用這一技術(shù)原理，可以降低暖通空調(diào)在用電高峰時(shí)消耗電力能源。這種蓄冷技術(shù)在制冰和用冰的過程中，能源消耗是非常少的，可以緩解在用電高峰時(shí)造成的用電壓力。在夜晚用電低谷時(shí)，通過進(jìn)行冰蓄冷運(yùn)行，可以有效提高晚間電能利用率。電力生產(chǎn)是持續(xù)進(jìn)行的，晚間電能消耗較少，就會(huì)造成能源的極大浪費(fèi)。暖通空調(diào)的這一設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)能耗轉(zhuǎn)移，提高電力能源供需平衡，也是一種節(jié)能體現(xiàn)。

2.4變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用

暖通空調(diào)在運(yùn)行中，可以通過合理進(jìn)行變頻調(diào)速，使能源消耗與實(shí)際的運(yùn)行需求相匹配。傳統(tǒng)的固定頻率暖通系統(tǒng)中，空調(diào)會(huì)基于一個(gè)頻率消耗能源，但由于暖通空調(diào)制冷、制熱以及通風(fēng)狀態(tài)下，頻率速度是有所差異的，固定頻率就會(huì)造成一部分能源的沒有被利用，導(dǎo)致能耗浪費(fèi)。變頻技術(shù)可以在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，與空調(diào)符合情況進(jìn)行結(jié)合，通過對(duì)空調(diào)運(yùn)行負(fù)荷的監(jiān)測來自動(dòng)調(diào)頻。這就需要在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)用中增加一個(gè)變頻電機(jī)，該電機(jī)可以在暖通空調(diào)運(yùn)行負(fù)荷較低時(shí)調(diào)整電機(jī)速度，進(jìn)而可以控制送風(fēng)量和制熱制冷程度，降低能耗量，實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用目標(biāo)。

3結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段，超高層建筑的數(shù)量與規(guī)模都在不斷增加，逐漸發(fā)展成為當(dāng)前建筑技術(shù)的主流。隨著我國人民群眾的物質(zhì)生活水平的進(jìn)一步提高，人們對(duì)于現(xiàn)代超高層建筑的安全及其舒適度的要求也愈加嚴(yán)格，暖通系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)及制造工藝已經(jīng)作為現(xiàn)代超高層建筑保護(hù)室內(nèi)環(huán)境的一個(gè)重要組成環(huán)節(jié)，也是一個(gè)非常重要的技術(shù)環(huán)節(jié)，它的應(yīng)用發(fā)展?fàn)顟B(tài)在很大程度上直接影響到了超高層建筑的應(yīng)用。

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