淺談暖通采暖設(shè)計(jì)中的常見問題與對策

文／鄭娜莉 遼寧大建筑設(shè)計(jì)有限公司 遼寧沈陽 110000

1、前言

暖通采暖是建筑工程中的核心組成部分，隨著我國建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，暖通采暖設(shè)計(jì)在近年來也得到了更為廣泛的關(guān)注。但由于現(xiàn)代建筑的建設(shè)規(guī)模與施工復(fù)雜度有了明顯的提高，進(jìn)而為暖通采暖的設(shè)計(jì)工作設(shè)下了重重阻力。而暖通采暖設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確性與可行性將會直接影響到建筑工程的建設(shè)質(zhì)量，并與我國建筑領(lǐng)域的未來發(fā)展也息息相關(guān)。從這一層面加以分析，則必須要合理規(guī)避暖通采暖設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的諸多缺陷，嚴(yán)格遵循暖通行業(yè)的設(shè)計(jì)要求，從根本上杜絕違規(guī)設(shè)計(jì)行為的存在，為廣大住戶打造出更為舒適的居住環(huán)境。

2、暖通設(shè)計(jì)概述

暖通設(shè)計(jì)是現(xiàn)代化建筑工程項(xiàng)目中不可或缺的組成部分，在具體的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)建筑項(xiàng)目的具體建設(shè)要求，靈活選擇先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念與技術(shù)手段，以此來保證后續(xù)暖通工程的建設(shè)質(zhì)量。其中，在轉(zhuǎn)移熱量與冷量時，最為可靠的介質(zhì)即為水或空氣，此處會應(yīng)用到水泵與風(fēng)機(jī)等動力設(shè)備。在整個設(shè)計(jì)流程中，需要利用水管或風(fēng)管，將上游處的制熱、制冷設(shè)備，與下游處負(fù)責(zé)散熱與散冷的末端設(shè)備相連接，同時還要在重要的管路中安裝檢測儀表。

負(fù)責(zé)暖通工程的設(shè)計(jì)人員務(wù)必要對建筑工程項(xiàng)目的具體情況進(jìn)行全面熟知和掌握，結(jié)合自身的專業(yè)技術(shù)，參考以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來給出行之有效的暖通工程設(shè)計(jì)方案。在具體的設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員需要同時應(yīng)用到流體力學(xué)、傳熱學(xué)以及泵與風(fēng)機(jī)等多個領(lǐng)域的專業(yè)知識，并對建筑工程所在地的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)與建筑熱工要求予以全面了解。除此之外，在暖通設(shè)計(jì)中除去熱量轉(zhuǎn)移以外，同時還涉及到通風(fēng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員務(wù)必要掌握自然通風(fēng)消除余熱余濕的具體計(jì)算方法，為后續(xù)建筑工程建設(shè)方案的制定提供參考意見，以此來保證門窗洞口開設(shè)方向的合理性，利用自然通風(fēng)與復(fù)合通風(fēng)相結(jié)合的方式來達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。尤其是在現(xiàn)代化的建筑工程項(xiàng)目中，暖通設(shè)計(jì)的復(fù)雜性有了明顯提升，設(shè)計(jì)人員務(wù)必要愈發(fā)謹(jǐn)慎，嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)要求，從細(xì)節(jié)處著手來保證暖通設(shè)計(jì)方案的可行性。

3、暖通采暖設(shè)計(jì)中的常見問題

3.1 暖通采暖設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行方面

3.1.1 空氣計(jì)算參數(shù)

在《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（下文稱《規(guī)范》）中對冬季建筑室內(nèi)的空氣計(jì)算參數(shù)做出了明確的規(guī)定。其中，衛(wèi)生間與盥洗室的溫度需要在12℃以上；而浴室的溫度則需要在25℃以上。但在具體的暖通采暖設(shè)計(jì)工作中，由于部分建筑工程的衛(wèi)生間、浴室、廚房以及盥洗室等場所并未單獨(dú)安裝散熱器，這會導(dǎo)致室內(nèi)溫度無法達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)要求，影響住戶的良好居住體驗(yàn)。

3.1.2 熱負(fù)荷計(jì)算

在《規(guī)范》中還明確規(guī)定了冬季建筑采暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，其中額外提出，設(shè)計(jì)人員在對建筑采暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷與計(jì)算時，務(wù)必要考慮到從門縫中所滲入的冷空氣，將熱量損耗加入到計(jì)算結(jié)果內(nèi)。但在具體的暖通采暖設(shè)計(jì)工作中，仍然有相當(dāng)多的一部分設(shè)計(jì)人員沒有將這一部分熱量損耗考慮在內(nèi)，導(dǎo)致最終得出的采暖熱負(fù)荷結(jié)果與實(shí)際情況存在出入。此外，《規(guī)范》中還從建筑朝向的角度入手，對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量計(jì)算規(guī)定做出了適當(dāng)?shù)恼?，其中包括：北方?%～10%；東西方為5%；南方為15%～30%。但在具體的設(shè)計(jì)工作中，仍然有一些設(shè)計(jì)人員沒有嚴(yán)格按照《規(guī)范》中的要求標(biāo)準(zhǔn)來精確執(zhí)行。

3.1.3 衛(wèi)生間散熱器

在《規(guī)范》中有著明確規(guī)定，針對建筑中濕度較大的室內(nèi)房間，應(yīng)優(yōu)先選擇鑄鐵散熱器。但在當(dāng)前的建筑工程中，仍然有很多衛(wèi)生間所采用的是鋼制散熱器。并且由于在設(shè)計(jì)階段考慮不周，并未制定出行之有效的防腐處理方案。這不僅會大幅度降低散熱器的使用壽命，同時也不利于后續(xù)養(yǎng)護(hù)管理工作的高效開展。

3.1.4 樓梯間散熱器

相比較來看，建筑內(nèi)的樓梯間更加容易出現(xiàn)凍結(jié)危險。在《規(guī)范》中提出，針對建筑內(nèi)的樓梯間需要采用單獨(dú)立管與支管來進(jìn)行供熱，并且不能夠單獨(dú)安裝溫度調(diào)節(jié)閥。但在具體的暖通采暖工程設(shè)計(jì)工作中，仍然有部分建筑工程項(xiàng)目內(nèi)的樓梯間散熱器與周邊相鄰的供暖房間共用同一根立管。在此種設(shè)計(jì)方案中所應(yīng)用到的是雙側(cè)連接方式，其中一端連接的是樓梯間內(nèi)的散熱器，另一端所連接的是相鄰房間內(nèi)的散熱器。由于建筑樓梯間內(nèi)的密閉性較差，此種設(shè)計(jì)方式不僅會影響到住戶室內(nèi)的采暖效果，同時還會增加散熱器凍裂的風(fēng)險。

3.1.5 供暖管道敷設(shè)

在《規(guī)范》中對暖通采暖工程職工的管道敷設(shè)坡度也給出了明確的要求，其中，熱水管的坡度為0.002-0.003。但在具體的設(shè)計(jì)工作中，很多設(shè)計(jì)人員并未按照《規(guī)定》中的要求來予以設(shè)計(jì)，導(dǎo)致回水管道的坡度不符合要求，這將會影響到管道內(nèi)的水流速度。

3.1.6 膨脹水箱與熱水系統(tǒng)連接

在《鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范》中指出，在暖通采暖工程中，需要選擇循環(huán)管與膨脹管作為熱水系統(tǒng)與膨脹水箱連接處的管道，并且不得單獨(dú)安裝調(diào)節(jié)閥門。但在具體的設(shè)計(jì)工作中，很多設(shè)計(jì)人員都會選擇在采暖回水管的位置安裝溫度調(diào)節(jié)閥門。此種設(shè)計(jì)方式十分不可取，一旦在后續(xù)的使用中出現(xiàn)問題，將會直接威脅到采暖系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

3.2 設(shè)計(jì)圖紙方面

3.2.1 說明內(nèi)容不完善

在《設(shè)計(jì)深度規(guī)定》中針對暖通采暖的設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容制定出了明確的要求，其中應(yīng)當(dāng)包括建筑室內(nèi)外的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)、熱源分布狀況、熱負(fù)荷指標(biāo)、建筑耗熱指標(biāo)、采暖系統(tǒng)的總阻力、所選散熱器的具體型號、暖通系統(tǒng)的主要形式以及相關(guān)的控制方法等等。除此之外還會涉及到相關(guān)常見問題的處理方式，例如消聲、防腐、保溫、防火材料選擇以及暖通采暖系統(tǒng)的試壓方案等等。但在具體的設(shè)計(jì)工作中，很多設(shè)計(jì)圖紙的說明內(nèi)容卻不夠完善，影響到后續(xù)工程建設(shè)環(huán)節(jié)的順利開展。

3.2.2 平面圖不夠深入

在《設(shè)計(jì)深度規(guī)定》中同樣針對暖通采暖的平面圖設(shè)計(jì)深度給出了十分明確的規(guī)定。但在具體的設(shè)計(jì)工作中，仍然頻繁出現(xiàn)繪制內(nèi)容不完善的現(xiàn)象。具體包括以下幾個方面的內(nèi)容：設(shè)計(jì)人員并沒有在采暖圖中針對水平干管的具體直徑進(jìn)行明確標(biāo)注；并未對立管進(jìn)行編號；在進(jìn)行立管編號的前提下卻漏繪立管主體；將頂層與二層建筑的平面圖合二為一，雖然能夠?qū)⑵渲兴鶓?yīng)用到的散熱器進(jìn)行分層標(biāo)注，但卻仍然不利于建設(shè)人員對圖紙內(nèi)容的理解。

4、改進(jìn)對策

4.1 保證設(shè)計(jì)方案的合理性

為了能夠保證暖通采暖工程的建設(shè)質(zhì)量，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中則要優(yōu)先考慮設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性與可行性。設(shè)計(jì)人員應(yīng)判斷比較基準(zhǔn)是否保持一致，在全面掌握建筑工程設(shè)計(jì)要求的前提下，進(jìn)一步明確暖通采暖工程的設(shè)計(jì)目標(biāo)，在此基礎(chǔ)之上來綜合考慮所要選擇的設(shè)備檔次、能源價格、材料種類以及建設(shè)工藝。為了能夠有效提高業(yè)主的滿意度，設(shè)計(jì)人員還要將暖通采暖設(shè)計(jì)方案的舒適程度作為一個重要的參考條件。需額外強(qiáng)調(diào)的是，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)避免將名牌設(shè)備方案與低檔設(shè)備方案展開經(jīng)濟(jì)性比較，而是要從客觀的條件入手，基于目標(biāo)建筑的具體條件來綜合考量上文中所提到的各項(xiàng)指標(biāo)。例如，如果并沒有對方案內(nèi)容的舒適性予以綜合考量，則將帶有新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)和不具備新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案展開經(jīng)濟(jì)性比較，勢必會無法得出公平性的選擇結(jié)果。從這一層面上加以分析，在日后的暖通采暖設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員一定要從整體的角度入手，充分考慮到業(yè)主的預(yù)算水平、相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用以及使用壽命，做好綜合評估工作的同時，對多個綜合性經(jīng)濟(jì)方案展開橫向?qū)Ρ?。并基于建筑工程?xiàng)目所處的地理位置來判斷冬季和夏季的設(shè)備能耗問題，可根據(jù)業(yè)主的實(shí)際需求來加以靈活選擇。

4.2 合理設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)

建筑工程項(xiàng)目內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)將保證室內(nèi)的空氣質(zhì)量，同時也會對電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)帶來直接性的影響。在對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮的是風(fēng)向與排風(fēng)量這兩大要素，突出設(shè)備在運(yùn)行環(huán)節(jié)中的安全等級。在現(xiàn)代化建筑中，配電機(jī)房大多處于建筑的地下層，這會對通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性提出更高的要求。設(shè)計(jì)人員務(wù)必要保證地下通風(fēng)系統(tǒng)可以同時兼具排熱功能與防火功能。其次，處于地下室內(nèi)的柴油發(fā)電機(jī)房同樣需要科學(xué)合理化的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)人員應(yīng)從事故通風(fēng)和平時通風(fēng)的角度入手來展開分析，并兼顧兩者之間的轉(zhuǎn)換問題。在對柴油機(jī)儲油間的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，應(yīng)選擇適合的防爆風(fēng)機(jī)，以此來杜絕安全事故的出現(xiàn)。最后，在對建筑室內(nèi)廚房的油煙管道進(jìn)行設(shè)計(jì)時，設(shè)計(jì)人員需按照建筑工程項(xiàng)目的裝修風(fēng)格，以及廚房內(nèi)相關(guān)設(shè)施的擺放位置來靈活調(diào)整設(shè)計(jì)方案，以此來為后續(xù)深化設(shè)計(jì)工作的高效推進(jìn)奠定基礎(chǔ)。

4.3 認(rèn)真解讀設(shè)計(jì)要求，加大監(jiān)督力度

在前文中已經(jīng)針對暖通采暖設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行方面的諸多問題進(jìn)行了分析。不難看出，如果想要確保最終呈現(xiàn)出的設(shè)計(jì)方案內(nèi)容可以達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)人員則必須要嚴(yán)格按照特定要求中的相關(guān)要求來規(guī)范操作。為了便于理解，筆者在此處以節(jié)能型暖通工程為例來展開分析。首先，設(shè)計(jì)人員應(yīng)明確節(jié)能型建筑暖通采暖工程的設(shè)計(jì)目標(biāo)，并逐一確定居室面積與相關(guān)的能源消耗要求，在此基礎(chǔ)之上來保證設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性。其次，在完成設(shè)計(jì)工作時，嚴(yán)格遵循《采暖通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)要求來予以操作。例如，節(jié)能型建筑內(nèi)的熱媒需要低于65℃；將采暖系統(tǒng)內(nèi)的水溫差控制在10～17℃之間；建筑室內(nèi)的采暖地面厚度需高于80mm，采暖管之間的距離應(yīng)控制在150～300mm之間，供熱管距離外墻距離為70～100mm之間等。其次，在確定了要求參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)之后，為了能夠確保設(shè)計(jì)人員與建設(shè)人員可以自覺遵守規(guī)定，還要委派專業(yè)的監(jiān)督人員來參與到本通采暖工程的設(shè)計(jì)工作中。不僅要督促設(shè)計(jì)人員進(jìn)行規(guī)范操作，同時還要對暖通采暖工程的設(shè)計(jì)方案予以全力審核。整合以往的工程經(jīng)驗(yàn)來判斷設(shè)計(jì)方案中的諸多不足，并與建設(shè)方展開溝通，認(rèn)真分析各項(xiàng)問題的產(chǎn)生原因，責(zé)令設(shè)計(jì)人員在規(guī)定時間內(nèi)給出整改方案。

4.4 靈活運(yùn)用節(jié)能設(shè)計(jì)理念

4.4.1 能耗傳輸環(huán)節(jié)中的節(jié)能設(shè)計(jì)

為了能夠推動我國現(xiàn)代建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，暖通采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案也要著重突出節(jié)能設(shè)計(jì)理念，將設(shè)備運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的能源消耗控制在合理范圍內(nèi)，全面提高系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)水平的同時，盡量滿足用戶的多元化才能需求。而通過在暖通采暖系統(tǒng)的傳輸環(huán)節(jié)中展開節(jié)能設(shè)計(jì)，一方面可以全面提升能耗的轉(zhuǎn)化率，減少能源消耗，另一方面則能夠進(jìn)一步緩解由動力消耗所產(chǎn)生的動力分配壓力，進(jìn)一步延長暖通采暖系統(tǒng)的使用壽命，減少后續(xù)養(yǎng)護(hù)管理環(huán)節(jié)中的成本支出。

首先，靈活運(yùn)用節(jié)能設(shè)計(jì)理念，可以根據(jù)暖通采暖系統(tǒng)的運(yùn)行要求來合理控制能源消耗總量，使得系統(tǒng)內(nèi)的各個設(shè)備均能夠處于高效運(yùn)行的狀態(tài)。其次，設(shè)計(jì)人員還可以在暖通采暖系統(tǒng)內(nèi)額外設(shè)置出溫差更大的運(yùn)行系統(tǒng)，以此來合理控制用水量。最后，單獨(dú)加設(shè)載能介質(zhì)，以此來有效提高暖通采暖系統(tǒng)的運(yùn)行效率，將載能介質(zhì)所產(chǎn)生的能源消耗控制在合理范圍內(nèi)。

4.4.2 優(yōu)化建設(shè)熱工性能

在現(xiàn)代化的建筑工程項(xiàng)目中，熱工性能所能夠輻射的應(yīng)用范圍較大，具體包括建筑本身的保溫性、遮陽性以及氣密性。當(dāng)建筑在持續(xù)散發(fā)熱量的過程中，則會通過維護(hù)結(jié)構(gòu)的方式來提高建筑的蓄熱能力。除此之外。建筑工程的散熱面積將會直接影響到熱量的傳遞速度，相對應(yīng)的，建筑體系也會對暖通采暖系統(tǒng)的能耗帶來影響。在具體的系統(tǒng)運(yùn)行過程中，建筑采暖系統(tǒng)所消耗的熱量大多會從氣密性相對薄弱的位置來加速消耗，比較常見的包括建筑門窗、管道進(jìn)出口等等。不難看出，設(shè)計(jì)人員則必須要從上述幾個環(huán)節(jié)入手來落實(shí)節(jié)能環(huán)保理念，不僅要保證建筑門窗的密封效果，同時還要選擇適合的建筑材料，以此來合理優(yōu)化熱工性能。

4.4.3 高效應(yīng)用現(xiàn)有資源

截至目前為止，各個地方上的政府部門都對建筑工程的低能消耗指標(biāo)予以了靈活調(diào)整，這為綠色建筑理念的高效落實(shí)提供了強(qiáng)大的助推力?？偨Y(jié)來看，在現(xiàn)代建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)方案中，能夠產(chǎn)生能源消耗的系統(tǒng)包括空調(diào)系統(tǒng)、暖通采暖系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)等等，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)建筑工程的使用功能以及廣大業(yè)主的個性化需求來合理選擇適合的節(jié)能手段。除此之外，為了能夠保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)人員還需要高效整合并應(yīng)用現(xiàn)有資源，從這一層面上入手來減少不必要的能源浪費(fèi)，為和諧社會的順利構(gòu)建提供力量支持。

4.4.4 地?zé)岜孟到y(tǒng)

在現(xiàn)代化建筑工程項(xiàng)目的建設(shè)環(huán)節(jié)中，地源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用頻率有了明顯的提高。相比較來看，地源熱泵系統(tǒng)在建筑的室內(nèi)空間中可以發(fā)揮出更加明顯的制熱和制冷優(yōu)勢，不僅可以根據(jù)建筑室內(nèi)外的具體環(huán)境來合理調(diào)整溫度變化，同時還能夠?qū)χ苓叚h(huán)境所帶來的負(fù)面影響控制在最低范圍內(nèi)。舉例說明，設(shè)計(jì)人員如果選擇將地?zé)嵩幢脩?yīng)用到暖通采暖系統(tǒng)內(nèi)，地?zé)嵩幢孟到y(tǒng)則可以在溫度持續(xù)走高的夏季大量吸收熱量，以此來有效分擔(dān)制冷系統(tǒng)中所產(chǎn)生的負(fù)荷力，確保暖通采暖系統(tǒng)可以一直處于良好的運(yùn)行狀態(tài)；另外，在寒冷的冬季地源熱泵系統(tǒng)的工作面積較大，因此可以更好地調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，提高熱源的利用率，達(dá)到節(jié)能減排的作用。

5、暖通設(shè)計(jì)的發(fā)展展望

在暖通采暖設(shè)計(jì)的未來發(fā)展中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)積極運(yùn)用BIM來進(jìn)行三維建模。利用BIM技術(shù)對設(shè)計(jì)圖紙的內(nèi)容進(jìn)行深化設(shè)計(jì)并同步建立三維模型。在BIM技術(shù)的支持下，設(shè)計(jì)人員可以一目了然的看到暖通采暖設(shè)計(jì)方案中所存在的不足，并與建筑工程項(xiàng)目有關(guān)的施工單位與技術(shù)顧問單位展開密切溝通，從細(xì)節(jié)著手，為后續(xù)的施工環(huán)節(jié)提供精準(zhǔn)的可視化指導(dǎo)。

在BIM模型中，設(shè)計(jì)人員可以更為清晰且精準(zhǔn)地看到相關(guān)設(shè)備的規(guī)格、名稱、運(yùn)行狀態(tài)以及經(jīng)營廠家的聯(lián)系方式等。通過將2D模型與3D模型的內(nèi)容進(jìn)行逐一對比，則能夠明顯看到2D視圖內(nèi)容中所存在的諸多缺陷，并利用BIM技術(shù)在3D視圖內(nèi)予以補(bǔ)充和調(diào)整，以此來全面提高暖通采暖模型的整體質(zhì)量。除此之外，由于2D視圖中所反映出的信息量十分有限，并不能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)方案中的諸多技術(shù)要點(diǎn)予以全面覆蓋，設(shè)計(jì)人員同樣可以利用BIM技術(shù)來提高模型內(nèi)容中所反映出的信息量，為后續(xù)施工方案的制定提供參考依據(jù)。