高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究

張健南

摘 要：高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)關(guān)系著工程質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益。因此，設(shè)計(jì)過(guò)程中要求工作人員給予高度重視，落實(shí)規(guī)程要求、選擇適合的施工技術(shù)，做到發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，確保暖通空調(diào)設(shè)計(jì)合理性。但目前，高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)還存在很多不足，亟待進(jìn)一步完善。

關(guān)鍵詞：高層建筑; 暖通空調(diào); 設(shè)計(jì)要點(diǎn);

1 高層建筑中暖通空調(diào)概述

暖通空調(diào)施工分為設(shè)計(jì)-施工-運(yùn)行。高層建筑中全空氣暖通系統(tǒng)運(yùn)用比較廣泛，比如：酒店、寫(xiě)字樓等，能夠?qū)崿F(xiàn)建筑空間內(nèi)的調(diào)整。同時(shí)，空氣水暖空調(diào)系統(tǒng)、全水暖空調(diào)系統(tǒng)也是常見(jiàn)系統(tǒng)。暖通空調(diào)主要為水、風(fēng)，因而在系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)需要通過(guò)模擬分析并以此為依據(jù)展開(kāi)設(shè)計(jì)、施工。此外，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)還要注意吊頂、機(jī)房、管井，運(yùn)用合理的技術(shù)保證暖通空調(diào)質(zhì)量。

2 高層建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

暖通空調(diào)設(shè)計(jì)關(guān)系著高層建筑使用、居住舒適性，影響著高層建筑室內(nèi)環(huán)境參數(shù)與維護(hù)費(fèi)用、舒適性、穩(wěn)定性的，關(guān)系著環(huán)境、建筑層高、建筑美觀。一旦設(shè)計(jì)方案不合理將帶來(lái)較大損失且整改難度大、時(shí)間久。

2.1 穩(wěn)定性和可操作性

高層穩(wěn)建筑通風(fēng)采暖應(yīng)用要求方案必須要滿(mǎn)足具有可操作性。設(shè)計(jì)方案順應(yīng)國(guó)家與政府以及制定要求，同時(shí)滿(mǎn)足供電、供氣、供熱要求，尤其是這些條件具有不穩(wěn)定性。溫濕度等參數(shù)要求嚴(yán)格穩(wěn)或特殊的工藝暖通空調(diào)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，綜合分析設(shè)計(jì)方案，保證全年室內(nèi)氣象條件適應(yīng)性。難以采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的特殊狀態(tài)，非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制定詳細(xì)參數(shù)要求，參數(shù)具有可操作性。

2.2 經(jīng)濟(jì)投入比較

高層建筑暖通空調(diào)方案具有綜合性、系統(tǒng)性特點(diǎn)，需要在相同的設(shè)計(jì)要求和條件下比較，保證方案比較結(jié)果合理性。經(jīng)濟(jì)投入是投資方比較重視的問(wèn)題，參數(shù)計(jì)算要確保精準(zhǔn)、正確。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)投入包含：設(shè)備、材料、管道、安裝、調(diào)試，水處理與配電和控制，機(jī)房土建投資和室外管線(xiàn)費(fèi)用。因?yàn)橄嗤O(shè)備商家材料單價(jià)不同，所以需綜合比較經(jīng)濟(jì)投入選擇性?xún)r(jià)比最高的商家。運(yùn)行消耗與費(fèi)用作為暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)需要重視的問(wèn)題。運(yùn)行消耗計(jì)算暖通空調(diào)主機(jī)、其他輔助設(shè)備消耗。計(jì)算過(guò)程中穩(wěn)要綜合分析季節(jié)影響，建筑物荷載變化和設(shè)備非標(biāo)準(zhǔn)條件下效率。寫(xiě)字樓、教學(xué)樓等建筑消耗對(duì)比過(guò)程中要結(jié)合暖通空調(diào)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，各地區(qū)、時(shí)期、時(shí)段等能源價(jià)格不同。因?yàn)橛绊懸嘏c不穩(wěn)定因素較多，怎樣計(jì)算建筑物暖通設(shè)備全面能耗與費(fèi)用，是現(xiàn)階段沒(méi)有解決的技術(shù)問(wèn)題。

2.3 調(diào)節(jié)性和可行性

高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)容量應(yīng)按照最不利氣象環(huán)境。所以，空調(diào)暖通系統(tǒng)應(yīng)具備較強(qiáng)的調(diào)節(jié)性才能順應(yīng)荷載變化。較好的調(diào)節(jié)性方案經(jīng)濟(jì)投入較多、能耗較小，需要綜合考量。同時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)管理操作穩(wěn)便捷與自動(dòng)控制有直接關(guān)系，設(shè)計(jì)過(guò)程中的要根據(jù)具體情況、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性對(duì)比?？照{(diào)系統(tǒng)自動(dòng)控制，降低系統(tǒng)管理的人員與人力強(qiáng)度，人工管理費(fèi)用，但經(jīng)濟(jì)投入較高，對(duì)工作人員專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)要求嚴(yán)格。方案設(shè)計(jì)要秉承著大型空調(diào)系統(tǒng)、調(diào)節(jié)控制的設(shè)備較多建議選擇自動(dòng)控制，自動(dòng)控制盡量簡(jiǎn)化才能增強(qiáng)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性。

2.4 穩(wěn)定性

高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定性分為人為環(huán)境、防火安全、易燃易爆環(huán)境、系統(tǒng)設(shè)備等問(wèn)題，比如：空氣傳染性疾病與有毒有害氣體在空調(diào)系統(tǒng)的擴(kuò)散、蔓延。暖通空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定需重視設(shè)備研制、運(yùn)行控制、技術(shù)措施，比如：設(shè)計(jì)庫(kù)房、煤礦等易燃易爆的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定性是主要影響要素，要求制定防爆技術(shù)方案燃油燃?xì)忮仩t房設(shè)計(jì)要避免液體泄漏危險(xiǎn)、可燃性氣體安全性，要求安裝可燃性氣體泄漏報(bào)警系統(tǒng)、事故通風(fēng)系統(tǒng)。防火安全應(yīng)根據(jù)防火設(shè)計(jì)要求分析，設(shè)備安裝運(yùn)行問(wèn)題包括制冷系統(tǒng)。

3 高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

3.1 空調(diào)循環(huán)水泵型號(hào)選擇

循環(huán)水泵容量較大是當(dāng)前暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，容量應(yīng)滿(mǎn)足需要的2倍，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)投入較高、運(yùn)行成本高。究其原因： （1） 設(shè)計(jì)冷荷載過(guò)大; （2） 系統(tǒng)循環(huán)阻力計(jì)算結(jié)果過(guò)高; （3） 凈水壓力大。如果將凈水壓力作為循環(huán)阻力計(jì)算，導(dǎo)致系統(tǒng)循環(huán)阻力計(jì)算過(guò)大; （4） 水利平衡計(jì)算模糊，一旦使用前沒(méi)有進(jìn)行調(diào)試將導(dǎo)致水力失衡。為避免這一情況發(fā)生，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)要按照各時(shí)刻負(fù)荷與揚(yáng)程變化大，順應(yīng)優(yōu)化運(yùn)行的要求，控制定速泵數(shù)量與變頻泵速度從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，控制方法簡(jiǎn)單，節(jié)能效果顯著。

3.2 供暖設(shè)計(jì)

高層建筑暖通通入口入戶(hù)裝置結(jié)合通風(fēng)和空氣控制滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，熱水采暖系統(tǒng)，在熱力入口的供回總管上安裝溫度計(jì)、壓力表、熱量計(jì)。但在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，很多工作人員過(guò)于重視熱力裝置的安裝，缺少入口裝置安裝從而引起設(shè)計(jì)失誤。入口數(shù)量問(wèn)題要結(jié)合開(kāi)發(fā)商后續(xù)管理便捷性，設(shè)計(jì)人員既要重視的室內(nèi)供暖科學(xué)性以及管線(xiàn)連接科學(xué)性。共用立管系統(tǒng)的高層住宅，設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合系統(tǒng)水利穩(wěn)定、承壓水平、散熱設(shè)備、化學(xué)材料特點(diǎn)對(duì)供暖系統(tǒng)、立管展開(kāi)豎向分區(qū)設(shè)計(jì)，結(jié)合管道熱補(bǔ)償問(wèn)題。設(shè)計(jì)過(guò)程中忽視伸縮器安裝、沒(méi)有校正熱膨脹量決定補(bǔ)償器位置、補(bǔ)償器位置安裝固定支架削弱補(bǔ)償器作用等，由于立管的熱脹伸縮拉裂支管。如果建筑帶有底層商鋪應(yīng)明確規(guī)定，科學(xué)設(shè)計(jì)公共用房與公用空間，獨(dú)立安裝采暖通與熱計(jì)量裝置。不過(guò)，設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)沒(méi)有單獨(dú)安裝熱計(jì)量裝置，對(duì)今后使用造成不利。

3.3 空調(diào)通風(fēng)

空調(diào)和制冷技術(shù)手冊(cè)穩(wěn)、空調(diào)制冷手冊(cè)等提出辦公類(lèi)冷負(fù)荷指標(biāo)為94～163w/m2;商場(chǎng)類(lèi)建筑夏季冷荷載概算指標(biāo)為210～240w/m2。不過(guò)，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)空調(diào)裝機(jī)容量較大的問(wèn)題，這個(gè)是因?yàn)楦鞣N安全參數(shù)影響導(dǎo)致單位空調(diào)面積的制冷機(jī)裝機(jī)容量大于手冊(cè)冷負(fù)荷概算，超出運(yùn)行中單位空調(diào)面積峰值冷量。同時(shí)，設(shè)計(jì)師以負(fù)荷指標(biāo)估算方法為主導(dǎo)致制冷機(jī)裝機(jī)容量過(guò)大，初期經(jīng)濟(jì)投入過(guò)高。

水泵揚(yáng)程選擇不合理是主要問(wèn)題，優(yōu)于設(shè)計(jì)差別較大導(dǎo)致參差不齊。比如：某項(xiàng)目冷卻塔在90m高房頂，冷卻水為閉式循環(huán)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)師穩(wěn)選擇水泵揚(yáng)程過(guò)程中錯(cuò)誤的將高程加進(jìn)了水泵揚(yáng)程內(nèi)，造成水泵揚(yáng)程達(dá)到95m。此外，選擇冷凍水泵過(guò)程中缺少季節(jié)考慮，比如：某工程夏季空調(diào)溫度在7℃～12℃，冷凍水循環(huán)流量為400m3/h，冬季溫度在50℃～60℃，熱水循環(huán)量為200m3/h。由此可見(jiàn)，夏季冷凍水循環(huán)多于冬季循環(huán)量，因而冬夏季節(jié)水泵熱水泵需要分別設(shè)置。

4 結(jié)語(yǔ)

綜合分析，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)作為高層建筑重要環(huán)節(jié)，暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)系著建筑工程質(zhì)量。因此，要求企業(yè)及工作人員給予高度重視，注意設(shè)計(jì)方案的科學(xué)合理，嚴(yán)格檢查設(shè)計(jì)方案，秉承著自審、審核、審定的原則，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，避免出錯(cuò)。所以，良好的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)既要滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)效益需求又要重視細(xì)節(jié)完善。

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