建筑項目暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

廣東省都市建筑規(guī)劃設(shè)計有限公司

摘要：暖通系統(tǒng)是伴隨建筑整個生命過程中必不可缺的一個組成部分，暖通系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計是在建筑工程施工中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，合理的節(jié)能設(shè)計不但能為建筑節(jié)省一大筆費用，還是減少資源浪費和環(huán)境污染。因此，在暖通系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計中，設(shè)計員應(yīng)該給予足夠的重視，利用科學(xué)的方法，結(jié)合工程的實際情況，設(shè)計出合理、可操作的設(shè)計方案，以實現(xiàn)暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計經(jīng)濟、節(jié)能、安全等目的，促進中國建筑行業(yè)的健康發(fā)展以及能源的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：建筑工程；項目；暖通空調(diào)；設(shè)計

在我國城市化建設(shè)的不斷發(fā)展下，對建筑的舒適度要求越來越高，暖通空調(diào)已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑中非常重要的設(shè)施。在民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計的過程中，如何進行空調(diào)負荷的設(shè)計，如何選擇空調(diào)水泵，如何對能源進行選擇利用，以提高能源的使用效率，如何在創(chuàng)造出舒適的室內(nèi)環(huán)境時避免對室外環(huán)境造成過多的不良影響，已成為設(shè)計中需要重點解決的問題。

1 設(shè)計前的準備工作

1.1 分析建筑物外部環(huán)境和內(nèi)部環(huán)境

在進行暖通空調(diào)設(shè)計前，要對建筑周圍的外部環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施的埋設(shè)方式進行全面分析，以設(shè)計合理的供熱入口；在設(shè)計空調(diào)負荷時，要綜合考慮高度、日照、風力等外部環(huán)境因素，結(jié)合室內(nèi)人員、設(shè)備、照明等內(nèi)部環(huán)境因素，按照設(shè)計步驟逐步計算，最終得到切合建筑物實際負荷特性的空調(diào)設(shè)計負荷。

1.2 分析建筑物內(nèi)部使用情況

要對建筑物的基本使用情況、人員居住的具體數(shù)量、廢氣排放基本情況等進行考慮，在充分了解建筑內(nèi)部的相關(guān)情況后，通過計算得出各不同區(qū)域?qū)嶋H的運轉(zhuǎn)負荷，以便對暖通空調(diào)系統(tǒng)進行合理分區(qū)。

1.3 劃分防煙區(qū)和防火區(qū)

由于建筑的樓層數(shù)量比較多，一旦發(fā)生火災(zāi)，如果不能及時對居民進行疏散，會造成嚴重的安全事故。因此在設(shè)計時，要劃分具體的防煙區(qū)和防火區(qū)，要對防火區(qū)、防火墻、防煙區(qū)進行合理的設(shè)計，確保有火災(zāi)發(fā)生時，人們可以在最短的時間內(nèi)逃離事故現(xiàn)場。

2 設(shè)計中的幾個關(guān)鍵點

2.1 空調(diào)負荷設(shè)計

在《采暖空調(diào)制冷手冊》和《制冷與空調(diào)技術(shù)手冊》中指出，商用建筑夏季的冷負荷概算指標為210w/m2 ～ 240w/m2，旅館辦公類的冷負荷指標為94w/m2 ～ 163w/m2。但是在具體的設(shè)計過程中，會由于一些問題導(dǎo)致空調(diào)裝機容量增加，導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)初期的投資金額增加。一是在設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)時，個別設(shè)計人員只是使用負荷指標估算的方法進行計算，導(dǎo)致制冷機的裝機容量增加，造成了不必要的投資浪費，嚴重時會對部分負荷下的冷機效率造成影響；二是在設(shè)計的過程中，考慮各種安全系數(shù)，導(dǎo)致空調(diào)單位制冷面積超出手冊中冷負荷概算，超過了實際運行過程中單位空調(diào)面積的峰值冷量。從全年的角度來看，建筑負荷真正處于峰值的時間并不長，因此在大多數(shù)時間段，冷機負荷率是處于一種比較低的狀態(tài)，COP 并不高。根據(jù)經(jīng)驗，一般辦公室單位冷負荷指標取70W/m2 ～ 90W/m2，商場單位冷負荷指標取100w/m2 ～ 150w/m2 之間就可以達到日常使用要求（均指建筑面積）。

2.2 選擇空調(diào)循環(huán)水泵

空調(diào)循環(huán)水泵容量偏大是當前存在的主要問題。通常情況下，設(shè)計空調(diào)水泵容量會超出實際需求量的兩倍左右，造成運行費用和投資費用的極大浪費。出現(xiàn)這種情況主要是因為冷負荷設(shè)計偏大、系統(tǒng)的循環(huán)阻力計算結(jié)果過高、靜水壓力計算錯誤、系統(tǒng)水力平衡計算不正確等問題引起的。還有的設(shè)計在進行冷水泵的選擇時，對夏季流量和冬季流量的差異性不夠重視，比如，某工程冬季需要溫度為55℃的熱水每小時循環(huán)水流量200m3，夏季需要溫度為10℃的冷凍水每小時400m3，冬季的循環(huán)水流量要遠低于夏季，因此要分開設(shè)計冬季的熱水泵和夏季的冷水泵，如果共用一臺，勢必造成不必要的能源浪費。因此，在實際的設(shè)計過程中，要根據(jù)不同時間段中揚程的變化和冷負荷的變化對設(shè)計進行校準，通過控制變頻泵的速度以及定速泵的數(shù)量，保證各種條件下持續(xù)處于最佳運行狀態(tài)。使用這種方法進行設(shè)計，具有良好的節(jié)能效果。水泵揚程的選擇也是暖通空調(diào)設(shè)計過程中一個關(guān)鍵點。例如，某工程的冷卻塔放在高度為80m 的屋頂，使用閉式循環(huán)系統(tǒng)，在設(shè)計的過程中，設(shè)計人員錯誤的將高程也加入到了水泵的揚程中，導(dǎo)致選擇水泵的揚程在93m 以上。在選擇水泵時，要根據(jù)具體的手冊系數(shù)、計算方法選擇需要的水泵；要提高對中央空調(diào)水循環(huán)流量變化情況的重視度，由于循環(huán)水流量是不恒定的，要保證選擇水泵的水量變化范圍處于高效區(qū)；當冬季和夏季水量有比較大的變化時，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，冷水泵和熱水泵要分別設(shè)置。

2.3 選擇供回水總管上的壓差旁通閥和旁通管

為了使經(jīng)過冷水機組的水量處于恒定的狀態(tài)，在冷水機組的供回水總管上要設(shè)置一條旁通管，并安裝控制壓差的調(diào)節(jié)閥。根據(jù)一部冷水機組的冷凍水量確定旁通管道的最大設(shè)計流量，旁通管的直徑根據(jù)冷凍水管的最大允許流速進行確定，不允許不經(jīng)計算就確定管道直徑，使用ZAPC、ZAPB 型電動調(diào)節(jié)閥作為旁通閥，當末端設(shè)備管道的阻力為0.2MPa 時，可以根據(jù)表1進行冷水機組旁通閥通徑的選擇。

2.4 供暖方面的設(shè)計

在進行供暖設(shè)計時，設(shè)計人員往往只是對戶內(nèi)供暖進行設(shè)計計算，對戶外供暖不夠重視，導(dǎo)致設(shè)計供熱負荷與實際負荷出現(xiàn)誤差，供暖效果不理想。在設(shè)計供暖系統(tǒng)時，除了要對室內(nèi)因素進行考慮，還要對公共部分的供暖進行設(shè)計；在設(shè)計樓梯管道時，需要對溫度變化時引起的凍結(jié)問題予以考慮；對于商務(wù)建筑，要單獨設(shè)置熱計量。而這些問題都是在實際設(shè)計過程中經(jīng)常忽視的問題，對后期管理和運行造成了不必要的麻煩。比如，共同使用立管系統(tǒng)的高層住宅，在設(shè)計過程中，要根據(jù)承載能力、水力平衡、散熱設(shè)備、化學(xué)管材等因素進行設(shè)計，并考慮管道熱補償問題，為了防止管道熱脹冷縮出現(xiàn)支管被拉裂的情況，要對熱膨脹量進行校核，確定補償器規(guī)格型號及具體位置。

3、結(jié)語

我國未來在暖通空調(diào)工程的節(jié)能方面將投入更多的關(guān)注，因為暖通空調(diào)工程的節(jié)能設(shè)計是影響我國建筑工程整體節(jié)能效率的主要環(huán)節(jié)。在暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計中，我們需要在已有的暖通空調(diào)節(jié)能建設(shè)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際工程的具體情況，確定各種優(yōu)化策略，降低暖通空調(diào)工程是能量消耗，從而促進我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的持續(xù)開展。

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