高層建筑暖通設(shè)計(jì)中的常見問題及措施

張亮亮

（甘肅宏圖建筑設(shè)計(jì)有限公司，甘肅 蘭州 730000）

伴隨著改革開放的步伐日益加快，各地區(qū)的城市化進(jìn)程發(fā)展變化也是突飛猛進(jìn)，城市的高樓建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)出來，眾多的開發(fā)商都加快了建筑項(xiàng)目建設(shè)步伐以獲取更多的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。建筑行業(yè)的綠色化、可持續(xù)化、環(huán)?；恢笔前l(fā)展中不可忽視的重點(diǎn)問題，建筑環(huán)境和諧統(tǒng)一，才能使房建工程更加節(jié)能減排、低碳高效，顯著提高企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。受多方面因素的制約，目前高層建筑暖通設(shè)計(jì)有待健全、完善，實(shí)踐運(yùn)用過程中難免產(chǎn)生諸多不足。此些狀況會(huì)負(fù)面作用于居民的生活質(zhì)量和居住體驗(yàn)，也增大了建筑企業(yè)的維修保養(yǎng)難度。因此，提高高層建筑暖通設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)和施工能力，根本上解決供暖難題，保障人們的生活水平，是建筑行業(yè)極為重視并在盡力改善的問題。

1 暖通設(shè)計(jì)的基本概念

暖通設(shè)計(jì)是高層房屋建筑中不可或缺、至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。暖通設(shè)計(jì)通常分幾大方面：首先是采暖，是暖通設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，依靠外部設(shè)備吸取熱量，用以提升室內(nèi)的溫度；其次是空調(diào)，空調(diào)的運(yùn)行和采暖是完全相反的，將屋內(nèi)的熱量集中起來然后排出，以確保屋內(nèi)溫度處于舒適水平；再次是通風(fēng)，室內(nèi)如果有人生活，會(huì)有很多二氧化碳產(chǎn)生，但是采暖設(shè)施要求在通風(fēng)的前提下工作，因此通風(fēng)環(huán)節(jié)至為關(guān)鍵。一般而言，暖通項(xiàng)目包括三個(gè)環(huán)節(jié)，第一個(gè)環(huán)節(jié)是方案制定，第二個(gè)環(huán)節(jié)是工程設(shè)計(jì)，第三個(gè)環(huán)節(jié)是現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。不同時(shí)期間互相推動(dòng)、互相影響，關(guān)系緊密，只有各個(gè)環(huán)節(jié)的工作都確保質(zhì)量，才可將暖通設(shè)計(jì)的效果最大化地發(fā)揮出來。

2 高層建筑暖通的相關(guān)設(shè)計(jì)原則

在設(shè)計(jì)暖通系統(tǒng)的時(shí)候，可將通風(fēng)、生態(tài)保護(hù)、室內(nèi)采暖作為著力點(diǎn)，為人們創(chuàng)造優(yōu)良的居住環(huán)境。在設(shè)計(jì)工作開展過程中，應(yīng)當(dāng)遵照下述準(zhǔn)則：環(huán)境的保護(hù)和業(yè)主的生命財(cái)產(chǎn)安全始終放在首位，遵循綠色低碳的發(fā)展理念，在不對(duì)室內(nèi)室外產(chǎn)生固體廢棄物污染的前提下保障空氣流通，節(jié)能降耗，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外環(huán)境的和諧統(tǒng)一，這也是對(duì)可持續(xù)發(fā)展價(jià)值觀的有力踐行；社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境資源被過度消耗，不是可長(zhǎng)久發(fā)展之計(jì)，一大批環(huán)保清潔能源應(yīng)運(yùn)而生，其中比較有代表性的當(dāng)屬天然氣和太陽能資源，可再生無污染能源也是行業(yè)目前及未來發(fā)展的趨勢(shì)。

3 高層建筑暖通設(shè)計(jì)中存有的缺陷

3.1 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不夠科學(xué)

當(dāng)前高層、超高層建筑不斷增多，在這些建筑的地下室空間，通常存放很多設(shè)備，并且風(fēng)井需要和生活建筑共同使用，為此在設(shè)計(jì)豎向風(fēng)管的時(shí)候應(yīng)當(dāng)格外注重長(zhǎng)度，并且科學(xué)處置斷面直徑問題。在規(guī)劃風(fēng)井的過程中，需預(yù)先考慮到提前留出管道安裝所需的施工空間。安裝風(fēng)井所需的施工空間在設(shè)計(jì)中很容易被忽略，在設(shè)計(jì)的圖紙中管道尺寸可被容納，但在后期的管道施工時(shí)，空間不足，而此時(shí)風(fēng)井的圍護(hù)結(jié)構(gòu)多已施工完畢，唯一解決辦法不得不破壞掉已完工的風(fēng)井圍墻，待放入風(fēng)管后再重新砌筑。如此操作，費(fèi)時(shí)耗力，是對(duì)資金、人力、時(shí)間、資源的極大浪費(fèi)，也是設(shè)計(jì)中要加以重視、預(yù)先規(guī)劃出解決方案的問題。

3.2 散熱器選取與系統(tǒng)規(guī)劃不科學(xué)

對(duì)于高層建筑而言，在規(guī)劃暖通系統(tǒng)的時(shí)候，散熱器的選取十分重要，應(yīng)當(dāng)依據(jù)各種客觀環(huán)境與運(yùn)用狀況合理的選擇。若室內(nèi)的濕度較大，鑄鐵散熱器則是優(yōu)中之選。

若衛(wèi)生間的設(shè)計(jì)考慮美觀的因素，鋼制散熱器則是更好的選擇，既符合了美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)又防止腐蝕問題的產(chǎn)生。對(duì)于樓梯間溫度通常不高、凍結(jié)可能性大等區(qū)域，設(shè)計(jì)要求中已指出，散熱器應(yīng)當(dāng)使用單獨(dú)模式的管道進(jìn)行熱量的供給，調(diào)節(jié)閥并非不可缺少的設(shè)備。在施工實(shí)踐中，一些建筑樓層散熱器和臨近樓梯之間配有公共立管，并且是兩端相連的架構(gòu)。如果用戶一端的散熱器不經(jīng)常運(yùn)用亦或?qū)㈤y門關(guān)上，會(huì)導(dǎo)致樓梯間散熱器產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)的可能性增大，更有甚者，會(huì)致使散熱器溫度不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致其被凍裂，會(huì)嚴(yán)重影響整棟建筑的采暖效果。

3.3 采暖管道安裝的相關(guān)問題

采暖管道的安裝是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，也有相關(guān)的行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。其中比較重要的環(huán)節(jié)是采暖管道的施工，應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)钠露取５谠S多的施工現(xiàn)場(chǎng)，供暖的坡度不符合標(biāo)準(zhǔn)，低于規(guī)定數(shù)值，更有甚者在無坡度的情況下直接鋪設(shè)。此種做法的后果是嚴(yán)重且危險(xiǎn)的，當(dāng)散熱器內(nèi)的積氣無法及時(shí)排除時(shí)，不僅影響采暖系統(tǒng)的工作效果，還會(huì)增加采暖設(shè)備損壞的風(fēng)險(xiǎn)。采暖系統(tǒng)的管道設(shè)計(jì)通常存在很多支路，科學(xué)合理地規(guī)劃各支路的布局連接，根據(jù)其各自的管道壓力和應(yīng)用特點(diǎn)精心設(shè)計(jì)支路閥門與主干管相連的口，最后保證采暖管道的實(shí)效性。

3.4 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的相關(guān)問題

高層建筑暖通項(xiàng)目的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)是施工安裝的理論依據(jù)，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的科學(xué)性和完整性是采暖效果充分發(fā)揮的重要保障。如果對(duì)設(shè)計(jì)中的冷熱負(fù)載、熱工況、熱源、冷源等重要參數(shù)不能做好精準(zhǔn)掌握，設(shè)計(jì)的困難系數(shù)會(huì)大大增加；若對(duì)平面設(shè)計(jì)的理解不很深入，繪制內(nèi)容的細(xì)節(jié)就禁不起仔細(xì)推敲。采暖設(shè)計(jì)中常見問題包括：主干管最高位置缺少排氣設(shè)施、系統(tǒng)圖深度與要求不一致、管道直徑標(biāo)注具有誤差等，均會(huì)不同程度影響高層建筑暖通系統(tǒng)的運(yùn)行效能。

4 高層建筑暖通設(shè)計(jì)中的改進(jìn)措施

4.1 在高層建筑暖通設(shè)計(jì)中利用 BIM 技術(shù)

BIM技術(shù)是近幾年新出現(xiàn)的一種技術(shù)，十分受技術(shù)工作者的認(rèn)可，設(shè)計(jì)者可利用該技術(shù)建立HVAC系統(tǒng)，建立立體模型，還能夠設(shè)計(jì)需求對(duì)模型進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。視圖的改變會(huì)致使其他模型產(chǎn)生一定的變化。把該技術(shù)應(yīng)用到暖通工程設(shè)計(jì)中，不但能夠清楚呈現(xiàn)所有分支管線的模型，還能夠即時(shí)查看管線交錯(cuò)狀況與轉(zhuǎn)彎位置的設(shè)計(jì)是否合理，是優(yōu)化高層建筑暖通設(shè)計(jì)的理想工具。BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)不止體現(xiàn)在設(shè)計(jì)方面，也為設(shè)計(jì)工作者開展工作創(chuàng)造了諸多便利，比如能夠依據(jù)設(shè)計(jì)需求自行選取任一的剖切圖，快速生成和其相一致的剖面圖，大幅增快暖通工程的設(shè)計(jì)速度。該技術(shù)能夠輔助設(shè)計(jì)工作者選擇高質(zhì)量產(chǎn)品，提升產(chǎn)品品質(zhì)，依據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)迅速核算出產(chǎn)品模型的重要參數(shù)，為構(gòu)建虛擬模型提供數(shù)據(jù)支持。

4.2 提升暖通設(shè)計(jì)人員素養(yǎng)

對(duì)于暖通項(xiàng)目而言，無論是設(shè)計(jì)者還是作業(yè)人員均十分關(guān)鍵，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)科學(xué)性、建設(shè)質(zhì)量方面起著不可忽視的作用，建筑企業(yè)一定要增大對(duì)有關(guān)人員專業(yè)技能的關(guān)注力度，恰當(dāng)開展內(nèi)容與需求相一致的培訓(xùn)活動(dòng)，并有計(jì)劃地聘請(qǐng)行業(yè)專家來對(duì)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行授課指導(dǎo)，使企業(yè)整體的設(shè)計(jì)和施工能力得到根本的提升。技術(shù)競(jìng)賽是可借鑒的提高工作人員技術(shù)水平的方式，建筑企業(yè)應(yīng)積極動(dòng)員、創(chuàng)造一切機(jī)會(huì)鼓勵(lì)設(shè)計(jì)人員參與其中，為設(shè)計(jì)人員提供交流技術(shù)與共同探討的平臺(tái)，激發(fā)出員工的設(shè)計(jì)潛能和工作熱情，項(xiàng)目就已經(jīng)成功了一半。不僅如此，安全是施工過程中最為重要的因素，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將安全理念融入進(jìn)設(shè)計(jì)的全過程，以暖通設(shè)計(jì)安全規(guī)范為指導(dǎo)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作；單位也需增強(qiáng)對(duì)作業(yè)人員的培訓(xùn)力度，深化安全認(rèn)識(shí)，要求其依據(jù)暖通建筑安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，不得任意變更工作流程，忽略與安全相關(guān)的任何細(xì)節(jié)，最大程度保證暖通工程的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量。

4.3 加強(qiáng)節(jié)能環(huán)保措施

目前，對(duì)高層建筑的暖通工程，許多建筑企業(yè)雖然認(rèn)識(shí)到保護(hù)環(huán)境與節(jié)能降耗的重要性，但在實(shí)際的設(shè)計(jì)和施工過程中，受主客觀諸多因素的限制，在節(jié)能環(huán)保這方面做得不夠多也不夠好，也造成了建筑行業(yè)資源浪費(fèi)、環(huán)境污染的現(xiàn)象頻繁發(fā)生。暖通項(xiàng)目設(shè)計(jì)繁雜，體系巨大，能源消耗量很大，空調(diào)系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致能耗更高，長(zhǎng)此以往，后果不堪設(shè)想，節(jié)能減排已是當(dāng)務(wù)之急的任務(wù)?？茖W(xué)的做法是采用先進(jìn)的技術(shù)及設(shè)備，理論聯(lián)系實(shí)際，在保障暖通設(shè)計(jì)符合項(xiàng)目要求的前提下，制定切實(shí)可行的節(jié)能方案，從根本上降低暖通工程的能源消耗。首先，設(shè)計(jì)人員將節(jié)能環(huán)保的理念和實(shí)際的處理措施融入設(shè)計(jì)方案中，且施工過程中要求現(xiàn)場(chǎng)人員以設(shè)計(jì)方案為指導(dǎo)，按部就班地執(zhí)行；其次，選擇質(zhì)量和技術(shù)更過硬的設(shè)備，延長(zhǎng)暖通設(shè)備的使用壽命，也從側(cè)面實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

4.4 暖通空調(diào)的消音設(shè)計(jì)

暖通空調(diào)的噪音會(huì)影響住戶的居住質(zhì)量，消音設(shè)計(jì)也是暖通空調(diào)的重點(diǎn)部分，設(shè)計(jì)中選用消音設(shè)施，降低噪音污染，為人們創(chuàng)造愜意的居住環(huán)境。隔離方式的效果很好，能夠讓消音的需求得到滿足。還能夠打造備用房當(dāng)做消音處置方略的支撐，在機(jī)房中鋪上充足的消音材料，把消音器與消音靜壓箱等放在風(fēng)管位置，對(duì)噪聲的降低有非常顯著的效果。由于空調(diào)機(jī)房一般設(shè)計(jì)在功能房周圍，地點(diǎn)十分關(guān)鍵，對(duì)設(shè)計(jì)有很高的要求，為此采用降噪舉措是十分有必要的。

4.5 注重設(shè)計(jì)方案的成本

高質(zhì)量的設(shè)計(jì)通常會(huì)帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益，設(shè)計(jì)人員在確保所設(shè)計(jì)內(nèi)容符合項(xiàng)目要求的前提下，堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)適用的原則，不影響暖通設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)可降低項(xiàng)目的成本投入，是高水平的設(shè)計(jì)要追求的目標(biāo)。在此目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下，整個(gè)設(shè)計(jì)也會(huì)更加的科學(xué)合理高效。重視暖通設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性，不代表可忽略項(xiàng)目的舒適和美觀等特性，全面考慮各個(gè)環(huán)節(jié)各個(gè)因素，暖通設(shè)計(jì)的計(jì)劃會(huì)更為健全、精良。

5 高層建筑暖通設(shè)計(jì)的創(chuàng)新

隨著住宅用地越來越緊張，人口基數(shù)大，住宅建筑高層化是建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，暖通領(lǐng)域也會(huì)隨之有更廣闊的發(fā)展前景，因此為了整個(gè)行業(yè)健康均衡的發(fā)展，很有必要加大對(duì)高層房屋暖通設(shè)計(jì)變革與開發(fā)方面的投資。支持引導(dǎo)設(shè)計(jì)工作者制定更科學(xué)的設(shè)計(jì)計(jì)劃，使暖通工程更好地為人們的生活服務(wù)。

5.1 優(yōu)化現(xiàn)有設(shè)計(jì)理念和方法

高層建筑暖通設(shè)計(jì)需要更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、全面化，即涵蓋面廣又兼容細(xì)節(jié)。目前在能耗節(jié)省方面已有很大突破，能夠讓建筑熱負(fù)荷大幅減小，確保系統(tǒng)能耗、采暖熱源能耗均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。高層建筑暖通設(shè)計(jì)不僅需要考慮技術(shù)層面，還需兼顧社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境等客觀情況，更不可忽視節(jié)能環(huán)保的重要性。將動(dòng)態(tài)化觀念融入設(shè)計(jì)創(chuàng)造中，使設(shè)計(jì)方案能更靈活地應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜多變的工況。

5.2 能源效率優(yōu)化設(shè)計(jì)

依據(jù)當(dāng)前普遍運(yùn)用的中央空調(diào)型冷源評(píng)判，直燃型冷水機(jī)組仍是市場(chǎng)的首要選擇，它具有長(zhǎng)期平穩(wěn)運(yùn)用的優(yōu)點(diǎn)。蓄水型空調(diào)在實(shí)踐運(yùn)用期間盡管能夠?qū)崿F(xiàn)高峰階段電力負(fù)荷的平穩(wěn)，節(jié)省電能支出，然而依舊會(huì)導(dǎo)致電能使用數(shù)量增高，需要引進(jìn)一些先進(jìn)技術(shù)和工藝來解決這些疑難問題。盡管新技術(shù)新設(shè)備的成熟應(yīng)用還需要一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間完善的過程，也需要從業(yè)人員不斷積累經(jīng)驗(yàn)，不斷歸納梳理，參考國(guó)外領(lǐng)先技術(shù)舉措，引入最先進(jìn)的研究成果，和國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀深度融合，最終實(shí)現(xiàn)提升能源效率、節(jié)能降耗的大目標(biāo)。

5.3 大數(shù)據(jù)AI制圖

近20年來，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，給各行各業(yè)都帶來了巨大的顛覆與變革，另一方面，大數(shù)據(jù)、人工智能時(shí)代，對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展都起到了積極的作用。近幾年來比較熱門的大數(shù)據(jù)分析與AI智能繪圖結(jié)合的技術(shù)，給暖通設(shè)計(jì)行業(yè)帶來了不小的變革。全新的科技大大提高了傳統(tǒng)人工繪圖的效率、準(zhǔn)確度，及對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的應(yīng)用程度。目前新興的科技還在萌芽發(fā)展階段，但伴隨網(wǎng)絡(luò)行業(yè)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，該技術(shù)有期望和以前由手工繪制轉(zhuǎn)變成電腦繪制一樣，不斷成熟完善，最終被廣泛使用。

6 結(jié)束語

綜上所述，高層建筑暖通設(shè)計(jì)伴隨著建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展也經(jīng)歷了快速的變化和改變，取得優(yōu)異成績(jī)的同時(shí)也暴露了一些漏洞與不足，文章正是針對(duì)目前存在的問題提出了具體的解決措施。房屋住宅是關(guān)系到人們衣食住行日常生活中最為關(guān)鍵的一項(xiàng)，和住宅相關(guān)的方方面面無小事。生活水平的提升使人們對(duì)高層建筑的室內(nèi)環(huán)境要求也相對(duì)提高，為提供舒適度更高的居住體驗(yàn)，獲得更高的房屋滿意度和市場(chǎng)認(rèn)可度，暖通設(shè)計(jì)至關(guān)重要且還需進(jìn)一步的優(yōu)化完善，這也間接影響著房屋的使用壽命。所以建筑行業(yè)必須強(qiáng)調(diào)暖通設(shè)計(jì)的重要性，提升暖通設(shè)計(jì)的能力和現(xiàn)場(chǎng)施工的水準(zhǔn)，為人們創(chuàng)造更加優(yōu)質(zhì)、舒適的居住環(huán)境，也推動(dòng)這個(gè)行業(yè)穩(wěn)定健康地向前發(fā)展。