民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的問題及解決對(duì)策探討

【摘要】文章基于民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的常見問題，針對(duì)空調(diào)循環(huán)水泵、通風(fēng)系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了深入研究。闡述了如何通過加強(qiáng)氣流與水流的平衡控制、選擇合適的設(shè)備參數(shù)以及改進(jìn)系統(tǒng)調(diào)節(jié)方法等措施，優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。研究結(jié)果表明，實(shí)施這些優(yōu)化方案可以顯著提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，并在節(jié)能方面取得良好效果。

【關(guān)鍵詞】民用建筑；暖通空調(diào)設(shè)計(jì)；負(fù)荷計(jì)算

【中圖分類號(hào)】TU831 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-6028（2025）02-0092-03

0 引言

在現(xiàn)代民用建筑中，暖通空調(diào)系統(tǒng)（HVAC）是確保室內(nèi)環(huán)境舒適度與空氣質(zhì)量的重要組成部分。然而，在設(shè)計(jì)與實(shí)施過程中，常常會(huì)遇到各種問題，影響系統(tǒng)的性能和效能。文章深入分析這些問題，并提出了切實(shí)可行的解決對(duì)策。

1 民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1 空調(diào)循環(huán)水泵設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在民用建筑的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，空調(diào)循環(huán)水泵的選擇與配置是確保系統(tǒng)高效運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一。水泵不僅承擔(dān)著將冷水或熱水輸送到空調(diào)系統(tǒng)各末端設(shè)備的任務(wù)，還直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的能耗和舒適性。因此，合理的水泵選擇與配置能夠大幅度提升系統(tǒng)的整體性能。

在選擇水泵時(shí)，首先需要考慮流量和揚(yáng)程的要求。流量是指水泵在單位時(shí)間內(nèi)輸送水的體積，而揚(yáng)程則是水泵克服系統(tǒng)阻力將水提升到所需高度的能力。為了準(zhǔn)確計(jì)算這2個(gè)參數(shù)，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)建筑物的空調(diào)負(fù)荷進(jìn)行詳細(xì)分析，并根據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果確定所需的水流量。同時(shí)，系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的阻力損失也需要進(jìn)行計(jì)算，包括管道的長度、彎頭和閥門造成的壓力損失等。

此外，節(jié)能設(shè)計(jì)措施也是水泵設(shè)計(jì)中不可或缺的一部分。在當(dāng)前倡導(dǎo)節(jié)能減排的背景下，選擇高效能的水泵及驅(qū)動(dòng)方式顯得尤為重要。變頻控制技術(shù)的應(yīng)用使得水泵可以根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)能效的優(yōu)化[1]。這種智能調(diào)節(jié)不僅能夠減少不必要的能耗，還能延長設(shè)備的使用壽命，降低維護(hù)成本。合理的管道布局和選擇適當(dāng)?shù)墓艿乐睆揭彩枪?jié)能設(shè)計(jì)的重要方面。管道設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減少彎頭和閥門的使用，以降低水流的阻力，確保水泵在高效的狀態(tài)下運(yùn)行。

1.2 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在民用建筑的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，通風(fēng)系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)至關(guān)重要，這不僅關(guān)系到室內(nèi)空氣質(zhì)量的提升，還直接影響到建筑的能效性和舒適性。在通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步階段，新風(fēng)量的計(jì)算與分配顯得尤為重要。新風(fēng)量的計(jì)算需要依據(jù)建筑的使用性質(zhì)、人員密度和活動(dòng)類型等因素來進(jìn)行，以確保室內(nèi)空氣的新鮮程度和流通性。合理的新風(fēng)量能夠有效降低室內(nèi)二氧化碳濃度，改善空氣質(zhì)量，為居住者提供健康的生活環(huán)境。

在確定新風(fēng)量后，風(fēng)道的布局和風(fēng)速的控制就成了設(shè)計(jì)中的另一個(gè)重點(diǎn)。風(fēng)道的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循流線型布局，以減少空氣在流動(dòng)過程中產(chǎn)生的阻力，確保空氣能夠高效順暢地流動(dòng)。此時(shí)，合理的風(fēng)速控制不僅能夠提升通風(fēng)效果，還能降低系統(tǒng)的噪聲水平。設(shè)計(jì)人員應(yīng)仔細(xì)考慮風(fēng)道的截面形狀、尺寸及其走向，盡量避免急轉(zhuǎn)彎和死角，以減少湍流的形成，從而提升通風(fēng)效果和能效。

與此同時(shí)，過濾和除濕技術(shù)也是通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不可忽視的一環(huán)。隨著空氣質(zhì)量問題的日益嚴(yán)重，過濾系統(tǒng)在通風(fēng)中的作用愈加重要。高效的空氣過濾器能夠有效捕捉空氣中的塵埃、花粉及其他顆粒物，為室內(nèi)提供清新的空氣。此外，在濕度控制方面，除濕技術(shù)的應(yīng)用也顯得尤為重要。特別是在潮濕氣候條件下，通過合理的除濕措施，可以防止室內(nèi)濕度過高導(dǎo)致的霉菌滋生和建筑材料損壞，從而保護(hù)建筑的結(jié)構(gòu)和居住者的健康。

1.3 供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在民用建筑的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是確保室內(nèi)環(huán)境舒適與溫暖的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。供暖負(fù)荷的計(jì)算是這一過程的基礎(chǔ)，它不僅影響著設(shè)備的選擇與布置，還直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的能效和使用效果。供暖負(fù)荷計(jì)算涉及多個(gè)因素，包括建筑的面積、窗戶的類型與數(shù)量、墻體的保溫性能、室內(nèi)外溫差等。這一過程通常需要使用專業(yè)的計(jì)算方法，以確保每個(gè)房間都能獲得足夠的熱量，同時(shí)避免過度供暖造成的能量浪費(fèi)[2]。

在確定供暖負(fù)荷后，接下來就是供暖設(shè)備的選擇與布置，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)建筑的具體情況、使用性質(zhì)以及預(yù)算等因素進(jìn)行綜合考慮。例如，地暖系統(tǒng)在提升舒適度方面表現(xiàn)出色，尤其適合于家庭住宅，而在商業(yè)建筑中，則更傾向選擇散熱器或風(fēng)機(jī)盤管，以適應(yīng)快速的溫度調(diào)節(jié)需求。

與此同時(shí)，溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)也是供暖系統(tǒng)中不可或缺的一部分?，F(xiàn)代建筑越來越多地引入智能溫控技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)更精確的溫度管理。溫控系統(tǒng)可以根據(jù)室內(nèi)的實(shí)際需求，自動(dòng)調(diào)節(jié)供暖設(shè)備的工作狀態(tài)，從而提高能效并增強(qiáng)舒適性。這不僅包括常見的溫控器設(shè)計(jì)，還涉及更復(fù)雜的區(qū)域控制系統(tǒng)，可以針對(duì)不同區(qū)域設(shè)置不同的溫度，以滿足不同使用者的需求。此外，智能化的溫控系統(tǒng)還能與其他建筑自動(dòng)化系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)全面的能源管理，這對(duì)實(shí)現(xiàn)綠色建筑目標(biāo)具有重要意義。

2 民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)計(jì)算問題及解決對(duì)策

2.1 空調(diào)冷熱負(fù)荷計(jì)算問題及解決對(duì)策

在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施中，冷熱負(fù)荷的計(jì)算是一項(xiàng)至關(guān)重要的任務(wù)。精準(zhǔn)的負(fù)荷計(jì)算不僅直接影響到空調(diào)設(shè)備的選擇，還關(guān)系到整體能效和使用舒適度。然而，在實(shí)際工作中，常常會(huì)出現(xiàn)一些誤區(qū)，這些誤區(qū)可能導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏差，從而影響后續(xù)的設(shè)計(jì)和實(shí)施。

為了解決這些問題，采用動(dòng)態(tài)模擬方法顯得尤為重要。動(dòng)態(tài)模擬可以通過計(jì)算機(jī)軟件對(duì)建筑物的熱行為進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，考慮到時(shí)間因素和環(huán)境變化對(duì)負(fù)荷的影響，這種方法不僅能夠提供更為準(zhǔn)確的負(fù)荷計(jì)算結(jié)果，還能有效地反映出不同季節(jié)、不同時(shí)間段的能耗情況。通過動(dòng)態(tài)模擬，設(shè)計(jì)師能夠更深入地了解建筑在不同氣候條件下的表現(xiàn)，從而制定出更合理的空調(diào)方案[3]。這種精確的負(fù)荷計(jì)算方式不僅能夠提高系統(tǒng)的能效，還能在一定程度上減少運(yùn)營成本，帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

在負(fù)荷計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)和方法上，更新和優(yōu)化是必不可少的。隨著建筑材料和技術(shù)的不斷發(fā)展，負(fù)荷計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)也需要與時(shí)俱進(jìn)。新的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)考慮到現(xiàn)代建筑的復(fù)雜性，包括智能建筑和綠色建筑的設(shè)計(jì)理念，這不僅涉及計(jì)算方法的更新，還包括對(duì)節(jié)能和環(huán)保指標(biāo)的納入。通過不斷更新負(fù)荷計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)能夠保持技術(shù)的先進(jìn)性，從而提升整體設(shè)計(jì)水平和執(zhí)行效果。

2.2 空調(diào)能源消耗問題及解決對(duì)策

能源消耗過大是民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題，尤其是在夏季和冬季，由于負(fù)荷波動(dòng)較大，空調(diào)系統(tǒng)的能耗會(huì)顯著增加。造成這一問題的主要原因包括負(fù)荷計(jì)算不準(zhǔn)確、系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理、設(shè)備選型不當(dāng)?shù)?，這些因素會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)在不需要高負(fù)荷時(shí)依然全負(fù)荷運(yùn)行，造成大量能源浪費(fèi)。為了解決這個(gè)問題，需要從設(shè)備選型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化、可再生能源的利用以及智能控制等方面入手。

首先，選擇高效節(jié)能的設(shè)備是降低能耗的基礎(chǔ)。例如，使用高效壓縮機(jī)、變頻空調(diào)系統(tǒng)可以有效調(diào)節(jié)制冷和采暖負(fù)荷，從而減少能源的浪費(fèi)。變頻控制技術(shù)能夠根據(jù)室內(nèi)溫度和負(fù)荷需求實(shí)時(shí)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，避免長時(shí)間在高負(fù)荷下運(yùn)行。與傳統(tǒng)定頻空調(diào)系統(tǒng)相比，變頻空調(diào)能夠更加靈活、精準(zhǔn)地控制能源消耗，尤其在負(fù)荷變化較大的情況下，節(jié)能效果更為顯著。其次，合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠顯著提高能源利用效率，通過優(yōu)化冷卻塔、鍋爐和空調(diào)機(jī)組的選型，可以確保系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷平衡，避免過度設(shè)計(jì)或低效運(yùn)行。此外，應(yīng)合理分配空調(diào)負(fù)荷，合理布局空調(diào)末端設(shè)備，如風(fēng)機(jī)盤管、空調(diào)末端設(shè)備等，可以確保系統(tǒng)在各區(qū)域的熱負(fù)荷得到均衡分配，避免局部過熱或過冷造成能源浪費(fèi)。另外，可再生能源的使用是減少傳統(tǒng)能源消耗的重要途徑。太陽能熱水系統(tǒng)和地源熱泵等可再生能源設(shè)備，能夠有效替代部分傳統(tǒng)能源，特別是在采暖和熱水需求方面，太陽能和地源熱泵能夠提供可持續(xù)、低成本的能源供應(yīng)。

3 民用建筑空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題及解決對(duì)策

3.1 空調(diào)末端設(shè)備噪聲問題及解決對(duì)策

在現(xiàn)代建筑中，空調(diào)系統(tǒng)的舒適性不僅體現(xiàn)在溫度控制上，還包括噪聲水平的管理?？照{(diào)末端設(shè)備的噪聲問題日益受到重視，其不僅影響了居住和工作環(huán)境的舒適度，還可能對(duì)人們的身心健康造成影響。因此，識(shí)別與評(píng)估噪聲源是解決該問題的基礎(chǔ)，噪聲源的識(shí)別可以通過聲級(jí)計(jì)等工具對(duì)設(shè)備的運(yùn)作情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分析其在不同工況下產(chǎn)生的噪聲強(qiáng)度和頻率特性。通過對(duì)各設(shè)備的噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，能夠確定哪些設(shè)備產(chǎn)生的噪聲超過了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，從而為后續(xù)的解決方案提供依據(jù)。

在明確噪聲源后，應(yīng)用適當(dāng)?shù)脑肼暱刂萍夹g(shù)與材料至關(guān)重要。噪聲控制可以采取主動(dòng)和被動(dòng)2種方式，主動(dòng)控制使用聲波相位相反的技術(shù)來抵消噪聲，而被動(dòng)控制則更多依賴于隔音材料的應(yīng)用。此外，隔音板和消聲器的合理使用，也能在很大程度上緩解噪聲問題。通過這些技術(shù)手段，可以實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的噪聲控制目標(biāo)，使設(shè)備運(yùn)作更為安靜，提升使用環(huán)境的舒適度。

3.2 風(fēng)系統(tǒng)消聲問題及解決對(duì)策

在現(xiàn)代建筑的通風(fēng)系統(tǒng)中，風(fēng)系統(tǒng)的消聲問題日益受到關(guān)注。這一問題不僅會(huì)影響環(huán)境的舒適度，還可能對(duì)使用者的身心健康產(chǎn)生不利影響。因此，合理的消聲策略顯得尤為重要，特別是在消聲器的選型與設(shè)置方面，恰當(dāng)?shù)倪x擇可以顯著降低噪聲的傳播。消聲器的設(shè)計(jì)必須與風(fēng)道的具體要求相匹配，考慮到風(fēng)量、風(fēng)速以及所需要的噪聲衰減程度。一般來說，選擇具有良好聲學(xué)性能的消聲器，可以有效減少噪聲，確保系統(tǒng)運(yùn)行的安靜性。在設(shè)置方面，消聲器的位置同樣至關(guān)重要，合理的布局不僅能夠發(fā)揮其最佳性能，還能減少噪聲在建筑中的傳播路徑[4]。

在此基礎(chǔ)上，風(fēng)道內(nèi)襯材料的應(yīng)用也扮演著關(guān)鍵角色。通過使用吸聲材料或隔音材料來襯貼風(fēng)道內(nèi)壁，可以進(jìn)一步增強(qiáng)消聲效果。這些材料能夠有效吸收聲波，減少風(fēng)道內(nèi)噪聲的反射和傳播。比如，常見的聚酯纖維、泡沫材料和礦棉等，均具有良好的聲學(xué)特性。在風(fēng)道的設(shè)計(jì)階段就考慮這些內(nèi)襯材料的應(yīng)用，不僅能夠改善空氣流動(dòng)的聲學(xué)環(huán)境，還能避免因噪聲過大而造成的使用不適。

另一方面，風(fēng)系統(tǒng)的靜壓與動(dòng)壓管理也是降低噪聲的重要環(huán)節(jié)。合理的靜壓和動(dòng)壓水平有助于優(yōu)化風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，避免因過高的壓力導(dǎo)致設(shè)備發(fā)出過多噪聲。在設(shè)計(jì)風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，必須嚴(yán)格控制風(fēng)道的截面尺寸，確保氣流的均勻分布，從而降低流動(dòng)噪聲。過大的動(dòng)壓不僅會(huì)增加能耗，還可能導(dǎo)致風(fēng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定，進(jìn)而引發(fā)更多的噪聲問題。通過對(duì)風(fēng)機(jī)與風(fēng)道之間的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，確保靜壓與動(dòng)壓的合理管理，可以在一定程度上消除因壓力不平衡而引起的噪聲。

4 空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題及解決對(duì)策

在空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，常見的問題往往源于對(duì)系統(tǒng)復(fù)雜性的認(rèn)識(shí)不足。例如，水流量的計(jì)算不準(zhǔn)確、管道布局不合理以及設(shè)備選型不當(dāng)?shù)?，都?huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的效率降低和運(yùn)行成本增加。具體而言，如果流量設(shè)計(jì)偏差，可能會(huì)導(dǎo)致水泵超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)或供水不足，進(jìn)而影響整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的制冷或制熱效果。此外，管道的布局如果沒有充分考慮水流的阻力和氣泡的排放，也可能造成水流不暢，引發(fā)噪聲和振動(dòng)等問題。這些設(shè)計(jì)失誤不僅會(huì)影響系統(tǒng)的性能，還可能在后期維護(hù)中增加額外的工作量[5]。

針對(duì)這些常見問題，解決方案的制定顯得尤為重要。在設(shè)計(jì)階段，進(jìn)行全面的負(fù)荷計(jì)算是關(guān)鍵，確保每個(gè)區(qū)域的需求得到合理滿足。同時(shí)，采用模擬軟件對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，可以幫助設(shè)計(jì)師提前識(shí)別潛在問題。在管道布局上，應(yīng)盡量減少彎頭和急轉(zhuǎn)彎，以降低流動(dòng)阻力，確保水流順暢。此外，選擇高效的水泵和換熱器，可以提高能效且降低能耗。在材料選擇上，使用耐腐蝕性強(qiáng)且導(dǎo)熱性能優(yōu)良的管材，不僅能延長系統(tǒng)的使用壽命，還能提高整體熱交換效率。

5 結(jié)語

通過對(duì)民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行深入剖析，本文提供了針對(duì)性解決對(duì)策。這些對(duì)策不僅能提高系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和運(yùn)行效率，還能有效降低能耗和維護(hù)成本，推動(dòng)可持續(xù)建筑的發(fā)展。未來研究可關(guān)注智能化控制技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用，以進(jìn)一步提升系統(tǒng)的智能化水平和使用舒適度。

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[作者簡(jiǎn)介]張鈞恒（1988—），男，黑龍江牡丹江人，本科，工程師，研究方向：暖通設(shè)計(jì)。