關(guān)于暖通空調(diào)方案設(shè)計選擇的若干思考

趙　昕

【摘 要】 本文分析了暖通空調(diào)設(shè)計方案評價中需要注意和考慮的幾個問題,在指出暖通空調(diào)設(shè)計方案評價特殊性的基礎(chǔ)上,突出了評價過程的目的動態(tài)性,強調(diào)應(yīng)以人為本,以用戶的需求(滿意度)為終極的目的進行評估決策。最后討論了暖通空調(diào)設(shè)計方案評估的內(nèi)容,包括安全性、經(jīng)濟性、耗能、室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)(IEQ )、可靠性、靈活度、環(huán)境影響、靈活性和可維護性等。建議從整體上進行綜合評價。

【關(guān)鍵詞】 暖通空調(diào);方案設(shè)計;評估體系;滿意度

近幾年來,隨著我國城市化進程的加快,建筑業(yè)得到了迅速的發(fā)展。同時,由于人們生活水平的提高,老百姓越來越關(guān)注室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)。因此,作為室內(nèi)環(huán)境的創(chuàng)造者和維護者—暖通空調(diào)系統(tǒng)受到格外的重視?？梢哉f,暖通空調(diào)產(chǎn)業(yè)進人了黃金時期。因此,如何因地制宜的合理選擇能源資源,如何充分有效的用能,如何提高建筑用能系統(tǒng)的效率,如何合理設(shè)計創(chuàng)造舒適的室內(nèi)環(huán)境而同時盡可能減少對室外環(huán)境的負面影響,是每一個暖通空調(diào)工程師的任務(wù),而這些首先應(yīng)該在設(shè)計方案中得到體現(xiàn),解決好源頭問題。由此可見,對暖通空調(diào)設(shè)計方案進行科學的預(yù)測評估,建立我國暖通空調(diào)設(shè)計方案的評估體系,一方面對已有方案進行評價決策,另一方面規(guī)范指導(dǎo)設(shè)計過程,有著十分重大的現(xiàn)實意義。本文主要針對暖通空調(diào)設(shè)計方案評估決策中值得注意的幾個問題進行粗略的思考分析。

一、暖通空調(diào)方案設(shè)計評估的特點

暖通空調(diào)設(shè)計方案評估體系具有以下特殊性。

1、多人、多學科、多層次、多目標的綜合評價

所謂“多人”,指的是評價過程須由多個不同領(lǐng)域的專家或決策者共同參與對評測對象的評測,以保證評價結(jié)果的可信度和準確性。暖通空調(diào)方案的評價工作涉及到諸多學科,不同的領(lǐng)域,包括:建筑、環(huán)境、能源、材料,設(shè)備、心理等,需要不同領(lǐng)域?qū)＜夜餐献?“多層次多目標”是指被評價對象即暖通空調(diào)設(shè)計方案的系統(tǒng)規(guī)模大,子系統(tǒng)和系統(tǒng)要素多,系統(tǒng)內(nèi)部關(guān)系復(fù)雜,使得評價指標體系呈現(xiàn)多目標和多層次結(jié)構(gòu),且這些目標之間一般呈現(xiàn)多級遞階層次結(jié)構(gòu)。

2、評價內(nèi)容的模糊性和不確定性

暖通空調(diào)方案設(shè)計評估體系的評價內(nèi)容豐富,可包括:經(jīng)濟性(初投資、運行費用等),耗能,舒適度,可靠性(發(fā)生故障的頻率是多少且一旦出現(xiàn)問題是否容易恢復(fù),要花多少時間),靈活度(當要改造或擴充增容時是否容易),可維護性等。其中,舒適度、可靠性、靈活度、可維護性具有強烈的模糊性和不確定性。這就給設(shè)計方案的定量評估帶來了很大的麻煩。

3、使用的簡單性

暖通空調(diào)設(shè)計方案評估的實施需要不同專業(yè)的合作,因此制定的評價體系和標準在實際操作中必須簡單易行,這樣才能更容易被人們所接受,才能在實際工作中得到廣泛推廣和發(fā)揮作用。

4、較高的客觀性

暖通空調(diào)系統(tǒng)紛繁復(fù)雜,滲透到了建筑系統(tǒng)的方方面面,且參與的評價人員也必然很多,這就要求所建立的評價體系和標準的客觀性較好,即評價結(jié)果不會因為評價人員的不同而發(fā)生變化。

二、暖通空調(diào)設(shè)計方案評估的目的動態(tài)性

實際上,對于某一特定的建筑,評估的最終目的是滿足用戶的要求。而用戶的需求是千差萬別的,具有明顯的動態(tài)特性。有的關(guān)心室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量,希望能維護一個較高的室內(nèi)環(huán)境,即使多花點錢,以多耗能為代價也在所不惜;有的卻只是希望在滿足基本的舒適度的條件下,錢花得越少越好。不同功能的建筑,要求也有區(qū)別。比如說對于潔凈廠房、醫(yī)療手術(shù)室等,空調(diào)系統(tǒng)所維護的環(huán)境潔凈度將是一個必須且十分重要的評估項目,然而對于一般的民用建筑,對潔凈度幾乎不做要求。另外,對于相同的評估項目,不同用戶要求的高低程度也不一樣,這就要求評估體系必須是建立在住戶需求上的動態(tài)評估。因此,可以考慮在具體的評估過程中,由用戶和評價機構(gòu)共同來制定評估項目,制定評價準則時充分考慮用戶的切身需求,以人為本。

三、暖通空調(diào)設(shè)計方案評估內(nèi)容

如前所述,暖通空調(diào)設(shè)計方案的評估是一個多目標、多層次、復(fù)雜的系統(tǒng)工程。所要評價的內(nèi)容涉及到建筑系統(tǒng)的方方面面,按照最終的效果可分為:

1、安全性

暖通空調(diào)系統(tǒng)的安全性問題已成為公眾關(guān)注的焦點。其主要包括易燃易爆環(huán)境安全、防火安全、人員環(huán)境安全、重要設(shè)備物品環(huán)境安全、系統(tǒng)設(shè)備運行安全5個方面的問題。在某些特殊要求的建筑中,比如彈藥房、燃油燃氣鍋爐房等,安全性尤顯重要,必須嚴格按照相應(yīng)安全性設(shè)計規(guī)范來執(zhí)行。人員環(huán)境安全主要包括暖通空調(diào)系統(tǒng)對人體的危害和防止傳染性疾病擴散兩方面。比如氨制冷時要充分考慮氨泄漏對人體安全的影響;在表冷器、蒸發(fā)器和冷卻塔等易結(jié)露積水,病毒容易繁殖的地方應(yīng)采取可靠的排水和消毒措施;吸風口盡量設(shè)置在人員難以接近,受污染最小的地方,保證空氣源頭的清潔。確定吸風量時除了考慮滿足人體舒適的要求外,還要考慮流行性疾病暴發(fā)時稀釋室內(nèi)有害病毒濃度的要求。系統(tǒng)的安全性是設(shè)計中首先必須滿足的項目,可以稱之為法規(guī)否決評判項,只要不滿足其中的某項要求,就不允許進行施工設(shè)計。

2、經(jīng)濟性

主要包括初投資和運行費用。初投資是投資方最為關(guān)注的一個參數(shù),在計算投資時應(yīng)該全面準確。不僅僅包括暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備、部件的花費(主要有冷熱源設(shè)備、冷卻塔、冷凍水循環(huán)泵、冷卻水循環(huán)泵、水處理設(shè)備、空調(diào)末端設(shè)備、風道、風口、風閥、風道保溫、水管、水閥、水管保溫、分集水器、水過濾器等)、暖通空調(diào)系統(tǒng)施工的人工費、機械費、材料費、調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)投資和其他直接間接費等,還包括容納暖通空調(diào)系統(tǒng)的空間費用,特殊的支撐結(jié)構(gòu)的花費等。運行費用往往直接跟能源費用掛鉤。另外還包括操作運行人員的工資,設(shè)備的維修費用和各種水處理的投藥費用。經(jīng)濟性是暖通空調(diào)方案設(shè)計決策的一個重要準則,人們往往希望錢花得越少越好,但不能以犧牲舒適度為代價。

3、能耗

作為能耗大戶的暖通空調(diào)行業(yè),當然要求節(jié)能性越高越好。進行耗能計算時,除了計算暖通空調(diào)主機(冷、熱源)的能耗外,還要考慮輔助設(shè)備的能耗。同時,應(yīng)注意不能簡單按照設(shè)備銘牌功率和運行時間來計算,而應(yīng)考慮全年內(nèi),建筑實際負荷變化及設(shè)備非標準狀況下的效率。對于暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能主要體現(xiàn)在風機、水泵等設(shè)備的耗電以及自動控制的程度上。暖通空調(diào)系統(tǒng)要具有較高的系統(tǒng)節(jié)能性,這是時代的要求,必須高度重視。

4、室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)

指的是由暖通空調(diào)系統(tǒng)所維護的室內(nèi)環(huán)境效果,包括:熱、濕環(huán)境、聲環(huán)境、空氣環(huán)境。其中滿意的熱、濕環(huán)境是人在室內(nèi)生活的基本要求。而新鮮、健康的室內(nèi)空氣環(huán)境是人們高效率工作、舒適生活的保證。主要通過暖通空調(diào)參數(shù)(包括室內(nèi)溫度、室內(nèi)相對濕度、區(qū)域溫度

梯度及工作區(qū)空氣流速、噪聲,特殊要求的環(huán)境還有潔凈度的要求)來評價。如前所述,室內(nèi)的環(huán)境要求也隨著建筑住戶的不同而不同,因此不能固定一個統(tǒng)一的標準,而應(yīng)按照用戶的實際需求來預(yù)測評價設(shè)計方案。

5、可靠性

系統(tǒng)可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi),完成額定功能的能力。暖通空調(diào)系統(tǒng)的可靠性表征為各部件以及系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率和出現(xiàn)故障后能修復(fù)的容易程度。對于一些要求全年保證室內(nèi)空氣參數(shù)的重要工程(如醫(yī)院潔凈室或精密儀器生產(chǎn)車間)以及空調(diào)系統(tǒng)故障停機將產(chǎn)生嚴重后果的場所,應(yīng)特別考慮系統(tǒng)中設(shè)備的工作可靠性。

6、環(huán)境影響

眾所周知,暖通空調(diào)系統(tǒng)是一把雙刃劍。當它為人類創(chuàng)造出健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境的時候,卻對室外環(huán)境產(chǎn)生了負面的影響。是否有效的限制了CFC類破壞熱,熱水箱中的水不流動。該方法具有回收冷凝熱裝置簡單,無需外加能源,可獲取較高溫度熱水的特點,非常適合于小型制冷裝置的冷凝熱回收,如將家用空調(diào)與家用熱水器組合回收空調(diào)冷凝熱。本文的測試手段較簡單,實驗中可能存在較大的誤差,進一步的研究還有待深入。