高層建筑暖通設計中的問題及改進措施

張原

（太原市建筑設計研究院，山西太原 030002）

0 前言

在高層建筑暖通設計過程中，設計人員需要創(chuàng)新自身設計思路，優(yōu)化設計高層建筑暖通系統設計工作。人們的生活水平不斷提高，對高層建筑暖通設計也提出更高的要求，這也增加高層建筑暖通設計的難度。相關設計人員需要創(chuàng)新設計方法，發(fā)揮高層建筑暖通工程施工的作用，提高整體施工質量。

1 高層暖通設計概述

近年來土地資源日益短缺，建設用地越來越緊張，高層建筑因具有占地面積小的優(yōu)點，已在各個城市廣泛應用。而高層建筑施工技術在科學技術的快速發(fā)展下也愈加完善，甚至達到世界級水平。但在高層建筑的建設過程中，對舒適性及人性化方面卻一直未被重視，特別是暖通空調設計急需予以進一步優(yōu)化。高層建筑與多層建筑相比，對暖通空調的設計要求明顯較高。如果在實際設計中缺少合理性，那么就會有很大的缺陷存在于使用過程中，修復難度較大。所以，在設計高層建筑暖通空調過程中，必須對后續(xù)維護維修及安裝的安全性進行全面考慮，以此來提高用戶體驗程度，提高技術水平與設計水平。不僅如此，建筑物的外觀也與暖通空調設備有密不可分的關系，必須考慮到整體建筑物受到暖通空調設計的影響，以此防止其影響建筑整體美觀。

2 工程概況與暖通設計中存在的問題

2.1 工程概況

某地區(qū)工程項目屬于民用住宅，建筑高度為55.1m，室內外高差0.6m。地上17層，1層為1500m2的配套商業(yè)，層高4.5m；2層和3層為辦公室、公司食堂及健身房，層高4.0m。3層頂端有屋頂花園，4～17層為住宅，層高3.0m。地下3層為設備用房，地下1、2層為停車場；總建筑面積為24670.6m2。

2.2 工程暖通設計存在的問題

工程項目在設計參數的計算中缺乏一定的科學性，依據相關設計規(guī)范，衛(wèi)生間與洗漱室的溫度需要在12℃以上，帶浴室的衛(wèi)生間溫度要超過25℃。但是實際設計中并沒有結合規(guī)范進行配備散熱器裝置，而是要求用戶自理，導致兩個區(qū)域的溫度不能達標。在熱負荷設計方面存在漏項。熱負荷設計計算中需要將門縫冷風滲透和門的開啟導致侵入的熱損失納入計算中，實際計算也沒有結合該部分的熱量，導致計算結果有很大的出入。

2.3 衛(wèi)生間散熱器選擇不合理

在項目中，存在衛(wèi)生間散熱器選擇不合理的現象。如果室內相對濕度比較大的情況下，需要選擇鑄鐵散熱器，但是衛(wèi)生間一般情況下為了美觀都采用鋼制散熱器，也存在不重視腐蝕的問題。在樓梯間散熱器的連接形式也存在不合理的現象，樓梯間存在凍結的危險，散熱器都應采用獨立形式的管道進行供熱，不應設置調節(jié)閥。而在實際應用中，部分工程的樓層位置散熱器與相鄰樓梯間存在公用立管，并采用雙側連接。由于樓梯間比較密閉，不經常使用，樓梯間散熱器出現故障會對整體的采暖效果造成影響，出現散熱器被凍裂的現象。

2.4 采暖管道安裝的相關問題

在采暖管道安裝方面也存在一些問題，相關設計標準為：采暖管道的敷設需要放置適當的坡度。但是很多情況下供暖的坡度為0.001，低于規(guī)范規(guī)定的數值，甚至無坡敷設。即使不能滿足坡度要求，也需要保證水流的速度超過0.25m/s。局部采暖系統都是由主干管道引進的，在管道設計中分路過多，連接方式缺少合理性，所以一旦要分環(huán)路調節(jié)溫度，很難達到要求。管道布置方面也存在不合理的現象，維護起來非常困難，設計中直接將立管設置在大廳柱子旁邊，影響建筑的美觀性。采暖入口裝置設計也不合理，例如設置位置距離殘疾人坡道太近。

2.5 圖紙設計的相關問題

在圖紙設計中，首先設計的內容不是完整，設計中的溫度設計參數、熱媒參數、熱工況參數、熱負荷參數等情況，實際設計可能會存在缺項。平面設計深度不夠，內容繪制存在遺漏等。在本項目中，采暖設計圖中的管道直徑標注編號混亂，還存在系統圖深度不夠的現象，比如干管最高部位遺漏了排氣裝置。換熱站的設計比較簡單，都會導致建筑物供暖運行存在一定的問題。

3 高層建筑暖通設計中的改進措施

3.1 關于項目空調系統的分析

地下室的面積比較小，暖通設計中設計制冷機房，會減少停車位數量，地下有3層，冷機房在地下3層，冷水系統超過50m，系統宜分區(qū)設置設備機房。設計中建筑專業(yè)統一設置挑板，用于放置聯機室外機。項目選取這種多聯機的方式，實現室內機冷負荷需求實現從10%～100%進行調節(jié)，更節(jié)約了運行成本，安裝便捷，維護簡單，占地空間小，可以不設專用機房，實現想用就用，不想用就停，定量化設計模式，更能滿足單位的需求，具有很好的推廣價值。

3.2 在高層建筑暖通設計中利用BIM技術

設計人員利用BIM技術創(chuàng)建HVAC系統，構建供暖系統和風道系統的三維模型，設計人員可以利用設計元素調整模型，滿足設計人員工作要求。變更修改視圖的過程中，也會隨之改變其他模型。在暖通工程模型中利用BIM技術，可以將各管線的區(qū)域模型直觀的展現出來，實時檢查管線交叉和轉角等部分，增強高層建筑暖通設計的準確性。此外利用BIM技術繪制模型，設計人員可以根據工作需求選擇剖切圖，生成對應的剖面圖，不斷提高工程設計效率。

設計人員可以利用BIM技術選擇產品庫的產品，根據工程需求自動以產品模型的參數，構建基設計模型。在實際操作階段，設計人員需要復制產品模型，護理修改產品庫模型參數，結合數據信息聯系產品模型和工程實際情況。

熱力管道質量關系到高層建筑暖通系統保暖效果，設計人員可以利用BIM技術的計算程序，確定熱力管道合適的敷設方式，合理埋設熱力管道，節(jié)省整體施工成本，提高高層建筑暖通系統質量。

3.3 提高暖通設計人員素質

設計人員與施工人員的實際操作水平和設計水準直接決定著暖通系統的設計質量，所以建筑企業(yè)必須重視對相關人員的培訓力度，定期開展各種相關培訓活動，聘請專家解決設計人員的遇到的難題，以此來提高企業(yè)整體設計水平，增強設計人員的設計理念。另外，建筑企業(yè)也可以通過開展技術競賽的方式，積極引導設計人員參與，加強設計人員間的溝通和交流，提高設計水平。但提高設計人員的設計水平還不夠，還要讓設計人員掌握更多的安全知識，這樣設計人員才能有較高的安全意識，嚴格按照暖通建筑規(guī)范要求開展設計工作，防止對工作流程的隨意更改，從而為暖通工程設計質量提供保障。

3.4 加強節(jié)能環(huán)保措施

在土地使用日益緊缺及人口居住需求方面，高層建筑的優(yōu)勢越來越突出。但是現階段，對于高層暖通設計中保護環(huán)境與設計中節(jié)約能源的重要性，許多公司未予以重視，導致建筑業(yè)能源消耗愈來愈嚴重。其中暖通設計高能耗就是復雜的高層建筑暖通設計系統造成的，不僅如此，空調系統使用能耗也相對較高，可見節(jié)能減排已成必然趨勢。通過預先設計的具體情況，在實現節(jié)能減排的過程中，可以優(yōu)先引入先進的技術設備和系統。結合現場實際情況，保證暖通系統設計質量的基礎上，制定相應的節(jié)能方案，使暖通工程能耗得到降低。首先，相關人員在設計方案時，必須保證策劃方案的高效性，并基于符合經濟要求的前提下，在施工過程中嚴格遵守方案進行。其次，對能源和設備價格依據設計方案予以復核，以此延長暖通設備使用壽命，降低能源的消耗。

3.5 暖通空調的消音設計

結合實際情況，可以選擇一些震動小、噪聲低的暖風系統消音設備，并盡可能使用隔離方法對那些噪聲較大的設備予以消聲處理。應為設備構建備用房，將消音材料粘貼于機房內部，并將消音靜壓箱和消音器設置在風管處，以此降低設備產生的噪聲。由于一般空調機房都設置在各功能房周邊，所以，如果空調機房在噪聲要求較高的場所，應加設隔振降噪措施。

4 結語

綜上所述，在時代的快速革新下，人們的生活水平越來越高，對房屋的建設也提出了更高的要求，為了改善人們的生活條件，滿足人們對居住環(huán)境的舒適需求，暖通設計尤為關鍵，直接決定著房屋的使用壽命。因此，必須重視對暖通設計問題的調查和分析，通過不斷提高設計人員的實踐能力與專業(yè)化水平，探索行之有效的解決措施，從而保證暖通設計的專業(yè)化程度，為人們提供更加優(yōu)質的居住場所。