高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計要點分析

覃虎 蒙蓉

在進行高層建筑設(shè)計時，暖通空調(diào)屬于非常重要一項內(nèi)容，設(shè)計人員要嚴格遵循設(shè)計原則，對空調(diào)系統(tǒng)運行期間可能出現(xiàn)的問題進行預(yù)測，并且制定針對性解決措施。設(shè)計人員還要從綜合層面上，對空調(diào)安裝位置進行合理布設(shè)，并構(gòu)建智慧管理系統(tǒng)，要在滿足建筑物功能發(fā)展需求基礎(chǔ)上，進一步提高系統(tǒng)運行控制水平。設(shè)計人員還要對居住人員需求進行全面了解，在此基礎(chǔ)上對空調(diào)系統(tǒng)功能進行完善和優(yōu)化。本文就高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計要點進行相關(guān)分析和探討。

在當前科技背景下，信息化技術(shù)及相應(yīng)產(chǎn)品已經(jīng)融合到建筑設(shè)計過程中，提高了建筑物智能化運行水平。但在對暖通空調(diào)進行優(yōu)化設(shè)計時，各項理念尚不完善，實際設(shè)計措施也存在較多問題。設(shè)計人員需要積極積累經(jīng)驗，引進最新設(shè)計思維和方法，并且提高自身能力水平，才能降低空調(diào)系統(tǒng)故障問題發(fā)生幾率。在開展設(shè)計工作時，設(shè)計人員可以借助智能軟件，對現(xiàn)有設(shè)計內(nèi)容進行模擬分析，從而對設(shè)計缺陷問題進行及時發(fā)現(xiàn)，并制定針對性修改措施，確保方案內(nèi)容更加科學合理。

一、暖通空調(diào)主要類型

目前在進行暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計時，主要包括全空氣暖通空調(diào)和全水暖通空調(diào)等類型。全空氣暖通空調(diào)應(yīng)用范圍比較廣，一些大型商業(yè)建筑中多數(shù)采用了這項空調(diào)系統(tǒng)，這種空調(diào)系統(tǒng)是通過對室內(nèi)環(huán)境空氣進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)目的，系統(tǒng)運行原理是通過氣壓機設(shè)備對空氣進行調(diào)節(jié)。全水暖通空調(diào)系統(tǒng)與全空氣暖通空調(diào)系統(tǒng)功能存在一定相似之處，可以通過水源熱能進行空氣調(diào)節(jié)，這種系統(tǒng)在使用時具備較多優(yōu)勢，可以滿足大多數(shù)居住人員應(yīng)用需求。與其他類型空調(diào)系統(tǒng)相比較，空調(diào)系統(tǒng)操作形式更加靈活，后續(xù)在對系統(tǒng)進行改造時，各項工作開展也比較方便，不需要投入較多人力和物力資源，就能實現(xiàn)各項操作。

二、高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計問題

1. 設(shè)計方案存在不足之處

一些設(shè)計人員在對暖通工程進行設(shè)計時，受到傳統(tǒng)理念影響，沒有深入到現(xiàn)場對區(qū)域內(nèi)環(huán)境情況以及氣候特點、水文狀況進行全面了解，在開展設(shè)計工作時也沒有嚴格遵循設(shè)計原則，導(dǎo)致設(shè)計方案內(nèi)容不夠合理，增加了投資成本，還會引發(fā)安全性問題。例如在對地源熱泵系統(tǒng)進行設(shè)計時，設(shè)計人員沒有對各方面影響因素進行全面考慮，系統(tǒng)在運行期間無法滿足同一水層回灌需求，也無法將制冷調(diào)節(jié)劑控制在合理流量范圍內(nèi)，導(dǎo)致室內(nèi)環(huán)境容量負荷過大，引發(fā)了安全事故問題。在開展設(shè)計工作時，設(shè)計人員也沒有對各項設(shè)備參數(shù)進行合理設(shè)置，一旦管道體積過大，就會增加暖通空調(diào)安裝難度，還會引發(fā)空間浪費問題。設(shè)計人員沒有做好實地考察，盲目開展設(shè)計工作，導(dǎo)致設(shè)計方案內(nèi)容與實際情況存在較大差異，無法為系統(tǒng)安裝和調(diào)試工作開展提供有效支持。設(shè)計人員沒有對不同類型暖通空調(diào)系統(tǒng)特點全面了解，也沒有根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境特征，對空調(diào)系統(tǒng)運行期間可能出現(xiàn)的問題預(yù)測分析，就難以借助設(shè)計方案，為后期空調(diào)安裝以及維護工作開展提供有效支持，這也會對系統(tǒng)運行產(chǎn)生較大影響。

2. 設(shè)備選擇存在問題

目前在進行高層建筑設(shè)計時，樓層數(shù)比較多，且整體體量過大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。在對空調(diào)系統(tǒng)進行設(shè)計時，如果設(shè)計人員沒有從多個角度對影響因素進行全方位考慮，也沒有制定針對性防火措施，就會導(dǎo)致系統(tǒng)在運行期間存在較多安全隱患。在對設(shè)備進行選擇時，設(shè)計人員沒有根據(jù)各方面要求，對設(shè)備規(guī)格和型號進行具體選擇，更沒有從綜合層面上對設(shè)備安裝位置進行合理布設(shè)，設(shè)計人員也沒有制定合理保護措施，對設(shè)備進行全面防護，設(shè)備運行存在較多問題，會對系統(tǒng)使用產(chǎn)生較大影響。例如在進行循環(huán)水泵選擇時，水泵型號不符合系統(tǒng)運行需求，設(shè)計人員也沒有根據(jù)建筑實際運行情況，對水泵容量進行科學選擇，水泵體積過大會導(dǎo)致熱負荷數(shù)值計算不夠精確。在開展計算工作時，要將靜水壓力數(shù)值納入到阻力數(shù)值中，如果水泵容量過大，會導(dǎo)致提取的參數(shù)不夠精確，會引發(fā)計算誤差等問題。因為當前市場上可供選擇的設(shè)備類型比較多，且設(shè)備更新速度比較快。設(shè)計人員在對設(shè)備選擇期間，沒有對各方面要求充分考慮，一旦選擇的設(shè)備自身存在缺陷問題，就會對空調(diào)系統(tǒng)運行產(chǎn)生較大影響。實際上設(shè)備運行環(huán)境也會對設(shè)備功能發(fā)揮產(chǎn)生影響，如果選定設(shè)備之后，設(shè)計人員沒有根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)特點對環(huán)境優(yōu)化，會降低設(shè)備運行效率。

3. 設(shè)計方法比較落后

雖然大多數(shù)設(shè)計人員在對高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計期間，已經(jīng)提高了對這項工作重視程度，也積極學習了新型設(shè)計知識和技術(shù)。但因為實際設(shè)計期間，會受到各種因素影響，容易出現(xiàn)設(shè)計缺陷問題。如果設(shè)計人員沒有拓展設(shè)計思路，也沒有根據(jù)設(shè)計目標要求，對現(xiàn)有設(shè)計方案內(nèi)容持續(xù)更新和優(yōu)化，就無法從根本上提高設(shè)計方案應(yīng)用可行性，還會對空調(diào)安裝作業(yè)開展產(chǎn)生一定影響。設(shè)計人員在對現(xiàn)有設(shè)計方案檢驗和分析時，沒有積極引進信息化技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，難以通過可視化展現(xiàn)以及仿真模擬，對設(shè)計缺陷問題及時發(fā)現(xiàn)和解決，會在一定程度上降低設(shè)計方案應(yīng)用效果。在對現(xiàn)有設(shè)計技術(shù)更新時，設(shè)計單位沒有加大資金投入力度，導(dǎo)致現(xiàn)有的設(shè)計水平落后于建筑工程發(fā)展速度。尤其是在對線路布設(shè)時，如果設(shè)計人員沒有深入到現(xiàn)場，并根據(jù)勘查數(shù)據(jù)對設(shè)計方案內(nèi)容持續(xù)調(diào)整，就無法從整體層面上提高線路鋪設(shè)合理性，還會導(dǎo)致設(shè)備安裝位置出現(xiàn)誤差。線路和設(shè)備運行期間一旦出現(xiàn)交叉碰撞問題，就會對暖通空調(diào)系統(tǒng)功能發(fā)揮產(chǎn)生影響，還會引發(fā)系統(tǒng)損壞問題。設(shè)計人員在對暖通系統(tǒng)運行情況監(jiān)測時，也沒有積極引進信息化技術(shù)構(gòu)建在線監(jiān)控系統(tǒng)，無法及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行期間存在的各項問題，難以為系統(tǒng)功能優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。

三、高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計要點

1. 嚴格遵循設(shè)計原則

設(shè)計人員在開展工作時，首先要嚴格遵循節(jié)能性原則，因為暖通空調(diào)功能比較繁雜，在運行期間能源消耗總量較多。設(shè)計人員要在保證暖通空調(diào)功能正常發(fā)揮基礎(chǔ)上，最大限度降低設(shè)備運行能耗，才能提高建筑物節(jié)能運行效果。設(shè)計人員需要對現(xiàn)有節(jié)能設(shè)計理念進行積極探索和實踐，在開展暖通空調(diào)設(shè)計工作時，需要對線路敷設(shè)長度進行嚴格控制，減少線路浪費。設(shè)計人員要使用不可再生能源，替代可再生能源，并且構(gòu)建高效熱回收系統(tǒng)，通過引進地源熱泵節(jié)能技術(shù)以及變頻技術(shù)等節(jié)能技術(shù)，提高系統(tǒng)環(huán)保運行效果。設(shè)計人員還要嚴格遵循經(jīng)濟性原則，在對暖通工程進行設(shè)計時，不僅要提高工作開展質(zhì)量，還要對各方面建設(shè)成本進行充分考慮。例如人員可以對市場以上一些新型綠色材料和設(shè)備進行重點關(guān)注，在對各項物料進行選擇時，需要貨比三家，從中選擇性價比更高的物料。設(shè)計人員要嚴格遵循可調(diào)節(jié)性原則，因為暖通空調(diào)建設(shè)成本比較高，后期在對各項設(shè)備進行更換時具備一定難度，所有設(shè)備更換都會增加投資成本。因此設(shè)計人員在初次設(shè)計時需要嚴格遵循可調(diào)節(jié)性原則，要為后期改造和擴建預(yù)留充足空間。

設(shè)計人員可以根據(jù)建筑物施工地區(qū)環(huán)境特點和氣候特征以及負荷要求，對空調(diào)功能進行全面調(diào)節(jié)，可以設(shè)置人工調(diào)節(jié)和自動調(diào)節(jié)兩種方式。自動調(diào)節(jié)運行成本比較高，但控制效果更好，人工調(diào)節(jié)建設(shè)成本比較低，但可能會出現(xiàn)一定失誤問題。設(shè)計人員可以根據(jù)暖通空調(diào)系統(tǒng)用途以及設(shè)計要求、投資成本，對空調(diào)功能進行科學設(shè)計，并且選擇匹配度最高調(diào)節(jié)方式。設(shè)計人員在開展這項工作時，還要嚴格遵循規(guī)范性原則，設(shè)計人員要根據(jù)建筑設(shè)計規(guī)范，對系統(tǒng)進行定性分析，可以按照建筑結(jié)構(gòu)特點以及樓層結(jié)構(gòu)類型等因素，對建筑性質(zhì)進行科學判斷，在此基礎(chǔ)上制定針對性設(shè)計方案。設(shè)計人員還要對居住人群個性化要求進行深入研究，要根據(jù)建筑物內(nèi)部用戶數(shù)量和不同季節(jié)、不同時段空調(diào)設(shè)備使用頻率進行系統(tǒng)需要分析，在此基礎(chǔ)上制定相對應(yīng)設(shè)計方案，要保證空調(diào)系統(tǒng)在使用時更加規(guī)范合理。設(shè)計人員也要嚴格遵循安全性原則，因為高層建筑與常規(guī)建筑設(shè)計內(nèi)容存在一定差異，高層建筑存在較多安全隱患，在對系統(tǒng)進行設(shè)計時，要將安全性能作為核心設(shè)計內(nèi)容。

2. 選擇合適設(shè)備

在對各項設(shè)備進行選擇時，設(shè)計人員必須嚴格按照系統(tǒng)運行需求，對設(shè)備規(guī)格和型號進行具體選擇，還要制定針對性防護措施，確保設(shè)備在使用時更加安全穩(wěn)定。例如設(shè)計人員要對空調(diào)負荷進行科學計算，在此基礎(chǔ)上對設(shè)備容量進行適當調(diào)整。在對系統(tǒng)負荷進行計算時，設(shè)計人員首先要對施工現(xiàn)場外部環(huán)境和內(nèi)部環(huán)境的特點進行全面了解，因為民用建筑類型比較多，冷負荷參數(shù)設(shè)置存在一定差異，設(shè)計人員需要根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)實際裝機容量，對各項參數(shù)進行全面提取，避免在設(shè)計期間出現(xiàn)失誤問題。設(shè)計人員可以對單位建筑面積容量負荷指標進行全面提取，將其作為采暖冷熱負荷計算依據(jù)，在開展計算工作時。還要對各項數(shù)據(jù)進行全面記錄，確保最終計算結(jié)果更加正確全面。

一旦在開展計算工作時出現(xiàn)數(shù)據(jù)誤差等問題，就會導(dǎo)致系統(tǒng)制冷機裝機容量比正常數(shù)值過高，引發(fā)負荷估算偏大等問題，會增加系統(tǒng)投入成本，還會引發(fā)資源浪費等問題。設(shè)計人員在進行參數(shù)設(shè)置時，需要對建筑物內(nèi)部所有情況進行綜合考慮，要保證空調(diào)系統(tǒng)單位制冷面積符合設(shè)計規(guī)范，還要借助智能化軟件，對各項數(shù)據(jù)進行全面提取和計算，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)誤差等問題?？照{(diào)系統(tǒng)運行期間單位制冷面積中產(chǎn)生的冷風量，一旦出現(xiàn)超標問題，就會對設(shè)備險情產(chǎn)生不良影響。因此設(shè)計人員需要根據(jù)建筑負荷持續(xù)峰值，對冷機負荷率進行科學計算，還要明確cop數(shù)值。在開展暖通空調(diào)負荷計算工作時，需要保證各項工作在開展時更加規(guī)范合理，才能提高最終計算結(jié)果準確性，并將其作為設(shè)備選型主要依據(jù)。

3. 創(chuàng)新設(shè)計方法

在開展設(shè)計工作時，設(shè)計人員還要根據(jù)各方面要求，對現(xiàn)有設(shè)計形式進行創(chuàng)新和優(yōu)化，才能提高空調(diào)系統(tǒng)運行安全性和穩(wěn)定性。在對空調(diào)線路進行設(shè)計時，設(shè)計人員可以從綜合層面上對線路進行科學布設(shè)，借助線路實現(xiàn)設(shè)備之間串聯(lián)連接。設(shè)計人員還要根據(jù)建筑空調(diào)型號和負荷數(shù)值，對電纜材料進行科學選擇，要保證電纜材料在使用時，能夠發(fā)揮更大作用。在對系統(tǒng)設(shè)備和管道標高進行規(guī)劃時，需要保證標高數(shù)值更加合理，還要促進設(shè)備穩(wěn)定運行，避免引發(fā)短路等問題，因此要盡可能避免出現(xiàn)線路交叉等設(shè)計缺陷。設(shè)計人員在對系統(tǒng)功能進行優(yōu)化設(shè)計時，需要從各個層面對安全隱患問題進行全面預(yù)防。設(shè)計人員要對系統(tǒng)安全性系數(shù)進行全面分析，還要定期對系統(tǒng)功能進行升級，確保系統(tǒng)能夠始終處于穩(wěn)定運行狀態(tài)，在對系統(tǒng)顯性故障問題和隱性故障問題進行處理時，需要制定應(yīng)急預(yù)案，一旦發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，要立即對影響范圍進行全面控制。

因為暖通空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，如果無法對故障問題進行及時發(fā)現(xiàn)和處理，會引發(fā)設(shè)備損毀等問題，還會增加資源浪費問題發(fā)生幾率。因此設(shè)計人員在初期開展設(shè)計工作時，就要借助BIM技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，要對現(xiàn)有設(shè)計信息進行整合應(yīng)用和高效共享，為各個專業(yè)設(shè)計工作開展提供有效支持。各個專業(yè)設(shè)計人員也要互相配合，在對現(xiàn)有設(shè)計參數(shù)進行更改時，需要借助模型對所有存在關(guān)聯(lián)的信息進行及時更新。設(shè)計人員還要借助模型開展可視化模擬操作，要對系統(tǒng)運行效果進行分析，如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行存在缺陷問題，要對其進行及時調(diào)整。設(shè)計人員要做好系統(tǒng)運行環(huán)境控制，要保證系統(tǒng)能夠始終處于安全運行環(huán)境中，還要消除各方面潛在危險因素。例如外界環(huán)境溫度和樓道寬度，都會對系統(tǒng)運行產(chǎn)生一定影響，設(shè)計人員需要對各方面影響進行全面消除。

四、結(jié)語

綜上所述，在對高層建筑暖通空調(diào)進行設(shè)計時，對設(shè)計人員能力提出了較高要求，設(shè)計人員需要與時俱進，積極學習一些新型設(shè)計知識和技術(shù)，提高設(shè)計工作開展質(zhì)量和效率。設(shè)計人員要深入到現(xiàn)場，對區(qū)域內(nèi)情況進行全面了解，在此基礎(chǔ)上對現(xiàn)有設(shè)計內(nèi)容進行適當調(diào)整，確保設(shè)計方案在應(yīng)用時，具備更高可行性，還要在保證設(shè)計質(zhì)量基礎(chǔ)上，盡可能降低整體投資成本，為智能建筑規(guī)范化運行提供有效支持。設(shè)計人員要將節(jié)能環(huán)保理念融合到設(shè)計工作各個環(huán)節(jié)中，降低建筑運行對周邊環(huán)境破壞和污染。