高層建筑暖通設(shè)計(jì)的優(yōu)化對(duì)策探討

葛 少 宇

(中國(guó)中建設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司山西分公司，山西 太原 030006)

高層建筑暖通設(shè)計(jì)的優(yōu)化對(duì)策探討

葛 少 宇

(中國(guó)中建設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司山西分公司，山西 太原 030006)

圍繞高層建筑暖通設(shè)計(jì)的基本原則展開(kāi)，分析其在設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，并從對(duì)暖通系統(tǒng)分區(qū)設(shè)置、引進(jìn)熱泵技術(shù)、完善供暖設(shè)計(jì)等方面，探索了相關(guān)優(yōu)化策略，以提升高層建筑暖通設(shè)計(jì)水平。

高層建筑，暖通設(shè)計(jì)，優(yōu)化策略

0 引言

住房對(duì)于人們來(lái)說(shuō)是剛需，隨著人們物質(zhì)生活水平的極大提升，人們對(duì)建筑物的暖通設(shè)計(jì)要求增加。但高層建筑由于結(jié)構(gòu)原因，在暖通設(shè)計(jì)領(lǐng)域其面臨的難度更大，需要考慮的關(guān)鍵點(diǎn)更多。在當(dāng)前的大背景下，深入剖析并探討高層建筑暖通設(shè)計(jì)優(yōu)化策略至關(guān)重要。

1 設(shè)計(jì)原則分析

高層建筑暖通設(shè)計(jì)中必須要遵循的原則有兩個(gè)，一是經(jīng)濟(jì)性原則，二是節(jié)能性原則。暖通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工都會(huì)花費(fèi)一定的人力物力，此項(xiàng)工程能否順利開(kāi)展，在很大程度上是由經(jīng)費(fèi)決定的。為了保證高層建筑暖通設(shè)計(jì)工程的順利開(kāi)展和完成，需要在設(shè)計(jì)階段，充分考慮成本因子，對(duì)各項(xiàng)花費(fèi)進(jìn)行成本預(yù)算分析，進(jìn)而設(shè)計(jì)出性價(jià)比高的方案。并且在設(shè)計(jì)過(guò)程中，還要注意各項(xiàng)設(shè)備的使用時(shí)長(zhǎng)，選擇使用壽命長(zhǎng)的空調(diào)設(shè)備、冷熱系統(tǒng)以及各種管道。其次，要在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中遵循節(jié)能性原則，盡可能減少暖通系統(tǒng)中各項(xiàng)設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下的能源消耗，保證暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)的綠色性、環(huán)保性，以便使其符合我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大要求，在高層建筑暖通設(shè)計(jì)中踐行、落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

2 存在的問(wèn)題分析

在我國(guó)現(xiàn)階段的高層建筑暖通設(shè)計(jì)中，存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在三方面：一是通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)問(wèn)題。在我國(guó)的暖通設(shè)計(jì)中，國(guó)家出臺(tái)了系列政策規(guī)定，比如風(fēng)管設(shè)計(jì)既不能夠穿過(guò)防火墻，也不能夠穿過(guò)變形縫。但是在實(shí)際設(shè)計(jì)中，部分人員在進(jìn)行通風(fēng)空調(diào)的風(fēng)管設(shè)計(jì)時(shí)，沒(méi)有嚴(yán)格遵守國(guó)家政策的規(guī)定，讓風(fēng)管越過(guò)了防火墻，并且在沒(méi)有采取任何補(bǔ)救措施的情況下設(shè)置了防火閥。還有部分高層建筑中的通風(fēng)空調(diào)風(fēng)管越過(guò)了變形縫，也沒(méi)有做好變形縫兩側(cè)的工作，這給暖通系統(tǒng)的安全性和規(guī)范性帶來(lái)了極大影響。二是在對(duì)空氣進(jìn)行計(jì)算時(shí)，參數(shù)的選擇存在問(wèn)題。在高層建筑的暖通設(shè)計(jì)中，不同區(qū)域的溫度參數(shù)都是需要進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算的，比如衛(wèi)生間的溫度，浴室的溫度，都必須要高于25 ℃。然而在實(shí)踐中，部分設(shè)計(jì)師沒(méi)有仔細(xì)計(jì)算暖通系統(tǒng)的熱負(fù)荷量和門(mén)窗的冷空氣量，使得暖通系統(tǒng)的整體效果不理想。三是在立管與支管的設(shè)置上存在問(wèn)題，一般而言，高層建筑的暖通體系都比較復(fù)雜，為了保證各項(xiàng)設(shè)備能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用，需要單獨(dú)設(shè)計(jì)支管、立管以及樓梯間的散熱器。但是部分設(shè)計(jì)人員對(duì)此的認(rèn)知不夠，或者是為了貪求工程設(shè)計(jì)速度，并沒(méi)有對(duì)相關(guān)立管進(jìn)行分別設(shè)計(jì)，而是將其連接在衛(wèi)生間上，或者是在支管上直接設(shè)置調(diào)節(jié)閥。這不僅增加了事故發(fā)生幾率，而且當(dāng)暖通系統(tǒng)發(fā)生問(wèn)題之后，其維修難度也極大。

3 優(yōu)化策略分析

3.1 對(duì)暖通系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)設(shè)置

在高層建筑暖通設(shè)計(jì)中，需要立足實(shí)際，根據(jù)暖通系統(tǒng)的具體用途，結(jié)合建筑物的使用目的，對(duì)其進(jìn)行豎向和平面分區(qū)。具體而言，對(duì)于暖通系統(tǒng)使用時(shí)間一致的區(qū)域進(jìn)行單獨(dú)劃分，或者是將戶型一致的房屋中的暖通系統(tǒng)劃分在同一區(qū)，以方便對(duì)暖通系統(tǒng)的管理。并且，還可以依據(jù)建筑物空間的大小，將其分成內(nèi)區(qū)或者是外區(qū)，在不同的區(qū)域中，空調(diào)的負(fù)荷特性不同，在分別處理的情況下能夠有效減少能源資源的消耗，并取得更佳的取暖、制冷效果。在進(jìn)行分區(qū)設(shè)置時(shí)，要控制好不同區(qū)間的送風(fēng)溫度，注意風(fēng)機(jī)盤(pán)管設(shè)備的耐壓性，并注意高層建筑的高度。在豎向分區(qū)時(shí)，最好是在25層左右進(jìn)行。

3.2 引進(jìn)熱泵技術(shù)和熱回收技術(shù)

在高層建筑暖通設(shè)計(jì)中，需要緊跟時(shí)代發(fā)展步伐，與時(shí)俱進(jìn)，積極引進(jìn)熱泵技術(shù)和熱回收技術(shù)，以增強(qiáng)整個(gè)暖通系統(tǒng)的節(jié)能性。具體而言，熱泵技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種制冷系統(tǒng)，為了快速降低室內(nèi)溫度，其會(huì)通過(guò)冷凝器釋放熱量的方式來(lái)降低室內(nèi)溫度，達(dá)到制冷效果。并且，熱泵技術(shù)不僅能夠制冷，而且其還能夠有效回收大氣中的熱量、地?zé)崮芤约昂哟ㄖ械臒崃?，能夠最大限度的回收利用其他物質(zhì)的余熱，是一種效果極佳的余熱回收工具。一般而言，人們?cè)诤饬颗ㄏ到y(tǒng)的能量消耗狀況時(shí)會(huì)使用到COP系數(shù)指標(biāo)，如果高層建筑暖通系統(tǒng)的COP系數(shù)保持在3～4之內(nèi)，那么其在能量消耗方面是達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)的。將熱泵技術(shù)應(yīng)用在高層建筑暖通設(shè)計(jì)中，不僅能夠在夏季取得較好的制冷效果，而且還能夠在冬季增強(qiáng)暖通系統(tǒng)的排風(fēng)效果。并利用排風(fēng)系統(tǒng)向周?chē)鷤鬟f一定熱量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其節(jié)能目的。

其次，還可以將先進(jìn)的熱回收技術(shù)應(yīng)用在高層建筑暖通設(shè)計(jì)中，以滿足人們?cè)谑褂门ㄏ到y(tǒng)方面的多元化需求。通常情況下，暖通機(jī)組在運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生冷凝和廢熱，在暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)中引進(jìn)熱回收技術(shù)，便能夠?qū)@些冷凝廢熱進(jìn)行回收處理，進(jìn)而提高機(jī)組運(yùn)行的能效比。并且，此項(xiàng)技術(shù)還能夠吸收掉外界環(huán)境中空調(diào)所排放的熱量，這對(duì)改善我國(guó)城市環(huán)境熱島問(wèn)題來(lái)說(shuō)，意義重大。此外，熱回收技術(shù)還能夠在制冷制熱的同時(shí)為居民提供生活熱水，在一機(jī)多用的情形下滿足客戶對(duì)暖通系統(tǒng)的多元化需求。

3.3 增強(qiáng)暖通系統(tǒng)的節(jié)能減排性

在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展新時(shí)期，環(huán)保節(jié)能理念逐漸深入人心，而高層建筑本身的能源消耗問(wèn)題就比較突出。為了降低高層建筑的能源消耗率，需要在進(jìn)行暖通設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注其節(jié)能減排性，在設(shè)計(jì)過(guò)程中引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)、新的材料和新的工藝，采用全新的設(shè)計(jì)理念以達(dá)到節(jié)能減排的目的。具體而言，在暖通設(shè)計(jì)中需要利用好建筑物本身的通風(fēng)窗口，做好通風(fēng)設(shè)置，減少通風(fēng)裝置的需求量。在選擇暖通設(shè)備時(shí)，要引導(dǎo)消費(fèi)者選用新能源裝置。比如在采買(mǎi)空調(diào)設(shè)備時(shí)，要重點(diǎn)關(guān)注空調(diào)的能耗，最好是選用一級(jí)能耗裝置的空調(diào)。并且為了增強(qiáng)整個(gè)暖通系統(tǒng)的節(jié)能性、環(huán)保性、降低排放，還需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，選擇價(jià)格、性能良好的暖氣輸送管道。要采用最先進(jìn)的暖氣輸送設(shè)備，提升暖氣資源的利用效率。

3.4 進(jìn)一步完善供暖設(shè)計(jì)

在高層建筑供暖設(shè)計(jì)中，首先需要明確建筑物的采暖通風(fēng)要求，明確空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)的規(guī)范以及其他與此相關(guān)的具體標(biāo)準(zhǔn)。一般而言，高層建筑的暖通入口，都會(huì)在入戶位置安裝熱水采暖系統(tǒng)，并在其熱力入口中的供回總管上安裝熱水壓力表，測(cè)量水溫度的溫度計(jì)，以及清潔污染的除污器。在部分高層建筑供暖設(shè)計(jì)中，還會(huì)在暖通入口裝置熱量計(jì)。在進(jìn)行采暖設(shè)計(jì)時(shí)，必須要考慮到這些點(diǎn)，增強(qiáng)這些裝置設(shè)計(jì)的合理性，并對(duì)其整體系統(tǒng)進(jìn)行周密化考慮。其次，在進(jìn)行采暖設(shè)計(jì)時(shí)，還要重視室內(nèi)外管線的連接問(wèn)題，設(shè)計(jì)好立管系統(tǒng)，遵照水力平衡的相關(guān)要求以及散熱裝備的承壓能力，對(duì)立管系統(tǒng)進(jìn)行綜合設(shè)置，豎向分區(qū)。在此過(guò)程中，還需要考慮所使用到的化學(xué)材料的性能和特征。再者，在設(shè)計(jì)采暖系統(tǒng)時(shí)，還需要重視管道熱補(bǔ)償因子，盡量考慮全面，不要因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員的思維漏洞而引發(fā)工程質(zhì)量問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

在高層建筑暖通設(shè)計(jì)中，要想規(guī)避常見(jiàn)問(wèn)題，提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，需要對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)設(shè)置，積極引進(jìn)熱泵技術(shù)和熱回收技術(shù)，將節(jié)能減排理念融入系統(tǒng)設(shè)計(jì)中并強(qiáng)化對(duì)采暖體系的設(shè)計(jì)。只有這樣，才能夠真正優(yōu)化高層建筑暖通設(shè)計(jì)，提高其設(shè)計(jì)水平。

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DiscussionontheoptimizationstrategyofHVACdesignforhigh-risebuilding

GeShaoyu

(ShanxiBranch,ChinaStateConstructionDesignGroupLimitedCompany,Taiyuan030006,China)

Based on the basic principles of high-rise building HVAC design, this paper analyzed the existing problems in the design, from the HVAC system partition design, introduction of heat pump technology, improvement of heating design and other aspects, explored the related optimization strategy, to enhance the level of high-rise building HVAC design.

high-rise building, HVAC design, optimization strategy

1009-6825(2017)23-0128-02

2017-06-07

葛少宇(1985- )，男，助理工程師

TU832.5

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