淺析暖通空調(diào)的前景發(fā)展與計算機的應用

摘要：中國建筑設(shè)計研究院副總工程師潘云鋼曾說，對于暖通空調(diào)這個設(shè)計行業(yè)而言，科研和技術(shù)力量尚不能完全滿足節(jié)能需求。有些不僅僅是中國的難題，同樣也是世界性的難題。文章對暖通空調(diào)的發(fā)展前景進行了探討。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；面臨問題；發(fā)展前景

中圖分類號：TU834 文獻標識碼：A

文章編號：1674-1145（2009）05-0015-02

一、“暖通”是建筑設(shè)計中工種的一個分類名稱

在我國的建筑行業(yè)，一直以“建筑設(shè)計院”牽頭。一個建筑項目確立之后，首先由某個建筑設(shè)計院進行總體設(shè)計。建筑的總體設(shè)計包括許多分項，一般如下：建筑設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計，基礎(chǔ)設(shè)計，電力（強、弱電）設(shè)計，給排水設(shè)計，暖通設(shè)計，配套園林綠化景觀設(shè)計，等等。

暖通設(shè)計（如果該項目需要）是指該項目中的所需要的“空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)”簡稱“空調(diào)系統(tǒng)”。一般“空調(diào)系統(tǒng)”包括制冷供暖系統(tǒng)，新風系統(tǒng)，排風（排油煙）系統(tǒng)等的綜合設(shè)計。

所以說“暖通”從功能上說是建筑的一個組成部分；從建筑設(shè)計來說，它是建筑設(shè)計的一個分項，并不是單指“空調(diào)”。

二、暖通空調(diào)的分類

暖通在學科分類中的全稱為供熱供燃氣通風及空調(diào)工程，本科階段為建筑環(huán)境與設(shè)備工程，同時暖通空調(diào)主要包括：采暖、通風、空氣調(diào)節(jié)這三個方面，縮寫HVAC這三個方面簡稱暖通空調(diào)。分類有以下幾種：

1．地源熱泵空調(diào)。土壤源熱泵系統(tǒng)的核心是土壤耦合地熱換熱器。土壤源熱泵是以大地為熱源對建筑進行空調(diào)的技術(shù)，冬季通過熱泵將大地中的低位熱能提高對建筑供暖，同時蓄存冷量，以備夏用；夏季通過熱泵將建筑物內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下對建筑進行降溫，同時蓄存熱量。土壤源熱泵系統(tǒng)因節(jié)能、節(jié)水而普遍受到美國、加拿大、歐洲各國等的關(guān)注。我國至今還未有應用實例，但已經(jīng)有一些研究人員注意該系統(tǒng)。地下水熱泵系統(tǒng)分為開式、閉式兩種。

2.太陽能空調(diào)。太陽能空調(diào)所需的能源部分或全部來自太陽能。太陽能空調(diào)是利用太陽光輻射為能源進行制冷工作的空調(diào)系統(tǒng)。通過使用太陽能空調(diào)，不僅可以彌補供電缺口，還可以為創(chuàng)建環(huán)保模范城市做出貢獻。推廣使用太陽能空調(diào)，既沒有使用電空調(diào)所帶來的城市熱島效應，也由于不使用氟里昂等有害物質(zhì)而不會破壞大氣環(huán)境。所以說太陽能空調(diào)是名副其實的綠色節(jié)能空調(diào)。目前太陽能空調(diào)的主要型式有：太陽能電制冷空調(diào)、太陽能熱制冷空調(diào)、太陽能熱泵、太陽能液體除濕空調(diào)等。

3. 低溫地板輻射采暖系統(tǒng)。低溫地板輻射采暖就是在地板中直接埋設(shè)熱水管來加熱地板，再由地面輻射熱來加熱室內(nèi)空氣的采暖形式。這種采暖方式輻射體表面溫度不大于45℃，采暖介質(zhì)常用熱水，其輻射體一般是其中埋設(shè)了加熱管的建筑物構(gòu)件，如墻壁、頂棚或地板，其中以地面輻射采暖應用居多。

三、暖通空調(diào)在安裝調(diào)試時所發(fā)生的問題

1. 室內(nèi)外空氣計算參數(shù)不符合規(guī)范要求。《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，冬季室內(nèi)空氣計算參數(shù)，盥洗室、廁所不應低于12℃，浴室不應低于25℃。同時由于南北方的差異一些主要城市的室外氣象參數(shù)應按該《設(shè)計規(guī)范》附錄二采用為好。

2．供暖熱負荷計算有漏項和錯項。《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，冬季供暖系統(tǒng)的熱負荷應包括加熱由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量。但有的工程在計算供暖熱負荷時卻未計算這部分耗熱量，致使供暖熱負荷出入較大。

3．樓梯間散熱器立、支管未單獨配置?！对O(shè)計規(guī)范》規(guī)定，樓梯間或其他有凍結(jié)危險的場所，其散熱器應由單獨的立、支管供熱，且不得裝設(shè)調(diào)節(jié)閥。一旦供暖發(fā)生故障，可能影響鄰室的供暖效果，甚至凍裂散熱器。

4. 供暖管道敷設(shè)坡度不符合規(guī)范要求。《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，供暖管道的敷設(shè)應有一定的坡度，對于熱水管坡度宜采用0.003，不得小于0.002。然而，有的工程供暖供回水管坡度只有0.001～0.0015。當然，如確因條件限

制，熱水管道甚至可無坡度敷設(shè)，但此時應保證管中的水流速不得小于0.25m/s。

四、工程設(shè)計中存在的問題

1. 供暖入口設(shè)置過多。設(shè)置供暖入口時，既要考慮室內(nèi)供暖系統(tǒng)的合理性，又要考慮與室外管線銜接的合理性，不能只圖室內(nèi)系統(tǒng)設(shè)計方便、省事，而不顧及室外管網(wǎng)系統(tǒng)。這樣不僅給外線施工造成麻煩，也給將來室內(nèi)系統(tǒng)調(diào)節(jié)帶來不便。

2．供暖系統(tǒng)設(shè)計不合理。供暖系統(tǒng)設(shè)計存在不合理之處：（1）有的供暖系統(tǒng)由1條主立(干)管引進，分幾個環(huán)路，分環(huán)上不設(shè)閥門，給系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)、維修管理造成不便。（2）有的供暖管道布置不合理，與建筑專業(yè)不易協(xié)調(diào)，或供暖立管直接立在窗子上，既影響使用，又不雅觀；或者供暖水平管道敷設(shè)在通道的地面上，既影響行走，又不便物品放置。（3）有的供、回水干管高點漏設(shè)排氣裝置，一旦集氣，難以排除，影響系統(tǒng)使用。（4）有的供暖系統(tǒng)為同程式，一個環(huán)路單程長300m，致使供、回水干管坡度很難達到規(guī)范規(guī)定的不小于0.002的要求。（5）有的供暖系統(tǒng)為雙側(cè)連接，兩側(cè)熱負荷及散熱器數(shù)量相差懸殊，而兩側(cè)散熱器供、回水支管卻取用相同管徑，兩側(cè)水力不平衡，難以按設(shè)計流量進行分配。

3．排風系統(tǒng)設(shè)計不合理。如某工程地下室的暗廁（衛(wèi)生間）等若干個生活用房和設(shè)備用房設(shè)一排風系統(tǒng)，水平風管長60m，斷面只有200mm×200mm，風阻較大；選用屋頂風機排風，卻將風機安裝在外墻上，顯得很不協(xié)調(diào)。還有的工程的地下室設(shè)若干個包間（均為暗房），各包間均采用吊頂排氣扇，排風經(jīng)數(shù)10m長的水平風管排出室外，風管斷面僅有150mm×150mm，阻力大，排風效果差。

４．空調(diào)系統(tǒng)的選擇不合理。如某工程設(shè)有指揮大廳、會議廳、計算機房等，此類性質(zhì)的用房，理想的空調(diào)系統(tǒng)應是低速風道系統(tǒng)，而設(shè)計卻采用了風機盤管系統(tǒng)，且未設(shè)新風補給系統(tǒng)，顯然是不合理的。

五、計算機技術(shù)在我國暖通空調(diào)中的應用

1．空調(diào)負荷計算方法。常用的空調(diào)負荷計算方法有估算法、詳細計算方法和空調(diào)負荷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算法等。估算法又可分為簡單估算法、度日法、全負荷當量運行小時數(shù)法、溫頻法、焓頻法、當量峰值小時數(shù)法等。估算法是在一定條件下對空調(diào)負荷的大致估計，對于不同類型不同形狀的建筑物所計算的結(jié)果就可能大相徑庭。詳細計算方法主要有傳遞函數(shù)法和諧波反應法，其計算結(jié)果相對準確，但這兩種計算方法在建模和推導過程中存在一些缺陷，如：它們均以典型房間為研究對象，而對于非典型房間，則選擇某個特征指標作插值計算；計算墻體傳熱采用一維或二維微分方程，而實際上計算墻體傳熱應該用三維微分方程。這些顯然都會導致計算結(jié)果與實際情況的誤差。目前我國有不少暖通空調(diào)專業(yè)人員正對提高詳細計算方法的計算準確性進行研究。

2．計算機輔助計算應用。計算機技術(shù)在20世紀60 年代初開始應用于HVAC冷熱負荷計算中。當時的計算程序特點是當已知條件（輸入）確定時，其結(jié)果（輸出）是唯一確定的，這是由于這類計算程序是按原有的手算過程

原封不動地編制而成。這樣的計算程序在本質(zhì)上與原來的手算并無多大區(qū)別，并未真正體現(xiàn)出計算機的優(yōu)點。

六、結(jié)語

暖通空調(diào)在當今社會的角色以非常重要。至于暖通空調(diào)專業(yè)做得是否理想，不需要有關(guān)標準的界定。而且還要從建筑行業(yè)中各專業(yè)的橫向比較來看，這樣你就會發(fā)現(xiàn)暖通空調(diào)在建筑節(jié)能領(lǐng)域走在了最前列，其發(fā)展前景可觀，將來計算機會在暖通空調(diào)領(lǐng)域發(fā)揮著不可估計的作用。

作者簡介：王振興（1982- ），男，河北滄州人，中鐵建工集團有限公司拉薩分公司助理工程師，研究方向：建筑環(huán)境與設(shè)備工程。