新形勢下高層建筑暖通設計的創新策略

曾 宇 遠

(山西省建筑設計研究院，山西 太原 030013)

新形勢下高層建筑暖通設計的創新策略

曾 宇 遠

(山西省建筑設計研究院，山西 太原 030013)

根據高層建筑中暖通設計的不足，提出了高層建筑施工的暖通設計創新策略，包括改善能源應用、做好操控設計、改善系統經濟系數、改進暖通設計、做好節能環保工作等，以保證暖通設計的合理性。

散熱，通風，高層建筑，散熱器

受人口密集化與土地資源欠缺等因素影響，高層建筑與智能建筑在現代建筑業中得到了很好的應用與發展，設計理念與綜合水平廣受社會各界關注。在居民生活水平漸長的當下，大眾對生活品質提出了更多的要求。對此，在高層建筑設計中，必須結合大眾生活特點與居住要求，盡量設計出滿足大眾要求的建筑物。暖通設計作為高層建筑設計的關鍵步驟，設計質量與使用效益都關系著建筑整體價值的發揮[1-3]。但是從實踐反饋的信息來看：暖通設計依然存在多個方面的問題，甚至影響著系統質量。鑒于此，除了要做好高層建筑系統探究工作，還必須從暖通設計與創新等領域，改善建筑使用性能。

1 高層建筑暖通設計潛存的不足

1.1 圖式設計不足

繪圖作為高層建筑暖通設計必須首個考慮的領域，而事實上在設計中并沒有滿足該要求。如：在設計深度中，暖通空調包含：系統型號、散熱器工作方式、控制方案、設計數據、管道與風管等一系列材料的選用，以及空調安裝與后續維護等說明，事實上很多高層建筑在圖紙設計中并沒有給出明確的解說，這樣很容易影響圖紙設計的完整性。雖然設計中對于鍋爐房安裝給出了設計與安裝說明，但是也有部分高層建筑在圖紙設計時，只有平面圖，缺少細節解剖與細節說明。針對空調設計的規定，也有很大一部分高層暖通空調在設計中并沒有考慮到空調計算書的完整性[4，5]。如：缺乏散熱器選擇與水力平衡，卻存在耗熱計算；或者沒有結合建筑物樓層、朝向與大小，采用統一的計算書。這一系列問題都會影響建筑施工與操作，同時也增加了施工難度。

1.2 通風設計問題

由于高層建筑樓層普遍較多，并且都屬于封閉性環境，所以必須做好暖通設計，確保室內空氣暢通與流動。但是，通風問題一直困擾著暖通設計。首先，通風設備選材不科學，沒有整合實際情況，大部分暖通設計者都會選用鋁箔玻璃棉作為保溫材料，它有很好的保溫功能，然而對冷凍水管與對立管根本起不到保溫

作用。其次，在高層建筑的防火墻與變形墻設計中，經常出現漏安或者沒有安裝防火閥的情況。暖通工作人員習慣通過指標負荷對通風設備進行負荷計算，這樣不僅會增加裝機容量與制冷機負荷，還會拉大設計成本，影響資源應用。

1.3 散熱器問題

高層建筑中的樓體散熱具體體現在：樓梯立管與直管上。樓梯作為高層建筑設計的重要環節，確保散熱也是一項重要工作[6,7]。所以，在設計暖通時，必須正確使用和安裝散熱器，通常將其安裝在容易凍結的空間或者樓梯，同時確保立管與支管單獨設計與安裝，尤其是調節閥不能安裝。事實上，很多高層建筑在暖通設計中，并沒有完全按照規定進行：高層建筑其他空間與樓梯散熱器公用同一立管，或者沒有單獨的立管設計。一般使用雙鏈接的方式，讓室內衛生間與相鄰空間連接，一旦發生故障與維修問題，將增加工作難度，影響建筑物后續完善與維護(見圖1)。

1.4 工程問題

供暖設計歷來都是高層建筑設計的重要環節，對于供暖入口，不僅要保障室內暖通設計的高效、安全與合理性，還必須做好室內外供暖設施的聯系。事實上，很多高層建筑在暖通設計與施工中，考慮到方便供暖，使用多個入口，根本沒有聯系到建筑之外的供暖聯結。另外，排風也是暖通設計必須考慮的方面，很多工程施工中，根本沒有整合現實問題，直接建設通風。如：在地下室通風安裝中，地下室其他領域和衛生間共用一系統，此時若將橫截面設計為625 mm2，水平風管設計為70 m，由于風阻較大，所以對通風與排風設備施工及維護會帶來很大的影響；或者將應安裝于屋頂的設備安裝在室外，也會影響建筑設備安全與美觀；有暗房的地下室，每個領域都使用排氣設備，通過幾十米的通道排出，不僅排風效果受到影響，同時還會影響通風。

2 基于高層建筑施工的暖通設計創新策略

雖然暖通設計存在很多不足，但是在逐步探索與創新中，也有很多實施性較強的節能方案，值得進一步改進與應用。

2.1 控制熱量散失，改善能源應用

從高層建筑施工反饋的信息來看：只要能合理利用并控制熱量散失，就能改善暖通節能水平與應用價值。如果在樓層下部設置隔墻，也就是在兩面墻間設置空隙，那么空隙就能為房間儲存熱量，控制熱量散失，減小房間對供暖的依賴，這種設計可以與暖通設計中利用最先進的設施帶來的價值進行比較。對于采光較強的區域，可以使用吸熱材質，儲存太陽能的同時，傳遞給建筑物，減小建筑對供暖的依賴。

2.2 做好操控設計

針對氣溫變化，在高層建筑暖通設計中必須根據調節性，同時這也為自動化暖通系統帶來了很大的難度。自動化暖通系統是利用外溫變化對暖通運行進行調整，最大程度的減小系統由于人為因素對資源構成的影響。另外，它還能在系統異常時及時報警，從而控制和減少事故的產生。目前，自動化暖通已有單獨應對四級與晝夜變化的暖通系統，同時這也有效減少了由于系統操作對能源造成的影響。

2.3 優化組配，改善系統經濟系數

在高層建筑暖通設計中，使用集中分配、統一供暖的方式能有效改善系統設計，減少暖通維護與施工成本。同時，這種設計對整個樓層的影響相對較小，系統穩定，它能在運作中為整棟樓帶來發展。從研究的資料來看：高層建筑中的暖通已經發展為建筑設計中的最大能耗，使用集中優化、分布的設計，能有效控制運輸與施工中的能耗壓力，避免不必要的回流與管道輸入，節省能源。

科學的暖通設計方案綜合了成本、能源、施工與環保等方面的因素，基于現代化樓層構造，選用恰當的施工材料，根據樓層構造與暖通運行狀態，在設計中達到節能效果。近幾年，在高層建筑中使用的環保、散熱、隔熱材料，借助植物對建筑物暖通進行輔助與調整，都是對高層建筑暖通進行的創新，輔助措施不僅減少了工作壓力，同時也極大的提高了節能與環保成效。

2.4 改進暖通設計

首先，確保暖通設計的經濟性。在經濟的基礎上確保一致性，這樣才能確保相關設施與設計要求。通過比對兩種設備質量，結合暖通設計的舒適度與美觀性，確保暖通設計的合理度。另外，也有一些設施在設計中要考慮季節因素與運行成本，以此保障各種設備的綜合應用。

其次，確保暖通設計的實用性與科學性。在暖通設計中，必須結合客戶要求，滿足用水供電的同時，根據環境保護要求，盡量做到符合相關政策。當然，設計中經常會遇到標準實施無法應用的情況，此時就需要詳細參數，并且保障參數的科學性。在護欄構造明確的基礎上，做好自動化控制，選用恰當的型號進行節能控制。設備選用時，盡量使用開放的態度，根據設備功能區分，通過調節變頻，減小損失。

最后，確保設計結果的操作特性。為了適應工作變化，高層建筑暖通設計必須具備較好的可控性。常用的可控性方案有：VAV與VRV系統，它們具有能耗小的優勢，如果作為一次性投資，費用相對較高。在很多辦公區域并沒有整體使用暖通，對此，在設計中，要考慮到夜間工作停止，節省能源。而暖通自動化雖然能幫助人員減小工作強度，但是管理費用較高。因此，對于經常調節的系統使用自動化，其他使用人工，在減少工作量的同時，確保系統穩定安全。所以，在未來的高層建筑暖通設計中，自動化將趨于簡化。

2.5 做好節能環保

從統計反饋的數據來看：部分地區高層建筑帶來的能耗已經達到總能耗的45%，這說明節能環保的重要性。因此，在未來高層建筑暖通設計中，必須踐行綠色、環保、節能要求，優化節能環保技術，減小高層建筑能耗比重。在確保安裝質量的同時，根據科學建設觀，為用戶提供更好的供暖服務，推進建筑事業發展。

3 結語

暖通系統作為直接影響居民生活質量的重要因素，它對現代建筑業發展具有重大影響。因此，在高層建筑暖通設計中，必須結合工作部署與要求，使用具有針對性與目的性的策略，促進暖通設計創新，保障建筑暖通設計整體質量。

[1] 季文君.高層建筑暖通設計中存在的問題及改進策略[J].科技創新導報,2012(12):44.

[2] 高志強.高層建筑暖通設計的問題及改進措施分析[J].山西建筑,2012，38(30):164-165.

[3] 郝曉龍,劉學智.高層建筑暖通設計中常見問題及對策探析[J].才智,2012(36):21.

[4] 周樂樂.高層建筑暖通設計中的問題及改進措施[J].科技創新與應用,2013(1):170.

[5] 雷錦鈺.建筑暖通設計中存在的問題以及改進策略[J].山西建筑,2013，39(12):105-106.

[6] 郭 蘭.探析高層建筑暖通設計中的常見問題[J].科技創新導報,2015(1):49-50.

[7] 劉光林.高層建筑暖通設計問題分析[J].科技創新與應用,2014(30):256.

High-rise building under the new situation of HVAC design innovation strategy

Zeng Yuyuan

(ShanxiArchitecturalDesignResearchInstitute,Taiyuan030013,China)

According to the HVAC design of high buildings, the HVAC design of high-rise building construction innovation strategy is put forward, these strategies including improve energy application, completes the manipulation of the design, improve economic coefficient, improve the HVAC system design, completes the energy conservation and environmental protection work, so as to ensure the reasonability of the heating and ventilation design.

heat dissipation, ventilation, high-rise buildings, radiator

1009-6825(2015)32-0126-02

2015-09-08

曾宇遠(1970- )，男，工程師

TU976

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