高層建筑暖通空調設計要點分析

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高層建筑暖通空調設計要點分析

李建英 李旭光

濮陽市誠豐建設工程有限公司 河南濮陽 457000

[摘要]高層建筑暖通空調設計的主要工作在于對系統的選型，同時要平衡和統籌好高層建筑暖通空調系統的各項功能，通過做好高層建筑暖通空調的空調、供暖和通風三個方面的工作實現設計的根本目標，進而達到高層建筑暖通空調系統更加穩定、節能的運行，為高層建筑提供一個舒適的室內環境。為此，本文主要對暖通空調系統的概述、基本類型及設計要點進行了分析與探究。

[關鍵詞]高層建筑；暖通空調；設計要點；概述；基本類型

近年來，社會經濟與城市化進程的飛速發展使建筑領域在行業制度、技術設備、工藝方法等方面都得到了很大程度上的改進和完善，其相關項目工程的設計施工水平也相應提高，百姓的居住質量和環境品質也越來越受到各方關注。在這一背景下，作為居室內部環境的重要調節系統，建筑暖通空調產業進入了發展的黃金時期。如何根據具體建筑條件優選冷熱源，并充分運用現代技術，以可靠、環保的方式確保用能效率，在滿足居室宜居需求的同時減少系統對室外環境的影響，都是確保暖通空調產業順利發展的關鍵問題。而這一系列問題都應通過工程師的設計方案體現在工程之中。可以說，設計方案的提出、評估、優選、及其實施對暖通空調系統的工程質量和建筑整體效果都具有十分重大的現實意義。

一、暖通空調系統概述

暖通空調系統種類繁多，但是基本原理都是相通的。其常見的種類型有：分散式供冷或供暖、熱泵系統、熱回收系統和蓄冷。另外還有：空氣一水系統、全空氣系統和全水系統。空氣一水系統：這類系統通常是用冷水帶走空調空間的大多數顯熱負荷，而用空氣提供通風以保證空氣質量并帶走由于空間的潛熱負荷造成的濕氣，當然空氣也提供一些額外的顯熱冷卻。全空氣系統：在這類系統中，空調空間的所有要求（如加熱、加濕、冷卻及除濕等）都靠送風來滿足。全水系統：這類系統指那些具有風機一盤管、組合通風裝置或重力循環式室內末端的系統，未調節的流通空氣通過墻上的通風口送入或滲入。其最大的優點在于能夠適應許多建筑物空氣調節要求，并且可靈活地應用在空調系統的改造中。

要求工程師首先根據不同建筑的地理位置、氣象條件、戶型結構等情況進行方向性的規劃，科學選擇系統類型及其運行方式，并在其能夠滿足室內環境參數要求的前提下進行可靠性、安全性、節能性等方面的優化，使設計方案盡可能經濟、合理、美觀、適用。

二、暖通空調方案的設計原則

1、可靠性原則與可行性原則

設計方案應符合國家和當地政府有關和規范的要求，并考慮到系統的長期運行和發展變化。對于溫濕度等參數要求較高或比較特殊的工藝性暖通空調設計項目，應對設計方案進行全年工況分析，以確保其在全年各種室外氣象條件下的適應性。對于一些無法采用標準設備的特殊情況，則應提出詳細、合理的參數要求。

2、安全性原則

建筑暖通空調系統在設計中應注意的安全性問題包括：防火、防爆、設備運行以及用戶的環境安全等幾項內容，防火安全問題應按照有關防火設計規范來考慮，并合理規劃庫房、燃料貯存室等易燃易爆工程通風系統的設計、有效防止毒害氣體或帶有傳染性疾病病毒的空氣的蔓延與擴散等，以燃油燃氣鍋爐房的通風空調系統設計為例，應設置可燃性氣體泄漏報警系統和事故通風系統，并相互聯鎖。

3、其他原則

設計中還應充分考慮到系統的節能特性、經濟效益、以及系統對環境的影響。為響應國家節能減排和綠色、可持續的發展方策，暖通空調系統作為建筑能耗大戶，必須有效解決采用清潔能源、提高設備效率等實際問題。在能耗規劃中，不僅要科學計算主機設備的能耗，還應全面考慮輔助設備能耗、實際負荷變化、以及非標準狀態下設備可能的效率與功效。此外，設備的配套程度、自動控制能力，也是決定其節能效果的關鍵。此外，設計方案還應充分重視環境保護問題，如燃煤鍋爐的排煙處理，空調選型中使用較為環保的制冷劑等。

三、高層建筑暖通空調系統的基本類型

1、高層建筑全空氣暖通空調系統

全空氣系統是大型高層建筑，特別是商、金融和酒店類建筑常用的空調系統類型，這種系統的主要暖通功能通過空壓機來進行加溫、加濕、降溫和除濕等一系列操作，由于基本使用空氣的變化作為室內環境調節的主要要素，因此，就要全空氣暖通空調系統。

2、高層建筑空氣-水暖通空調系統

這種系統在各種類型的高層建筑暖通空調系統中有廣泛地分布，空氣-水暖通空調系統的主要操作原理是用冷水-空氣的交換將空調中熱量交換出來，并通過通過的過程將室內的濕氣帶走，這種系統具有結構簡單、制冷迅速等優點，是高層建筑暖通空調設計中應該重點考慮的系統。

3、高層建筑全水暖通空調系統

全水暖通空調系統能夠適應大部分高層建筑空氣的調節要求，并且具有結構靈活和便于改造的優勢，全水高層建筑暖通空調系統通過水中熱能的交換實現對室內空氣質量的調節。

四、暖通空調方案的具體設計要點

1、深入研究建筑特點

優秀的設計方案首先必須適用于具體的建筑特點和環境需求，因此準備階段大量的資料研究和現場調查必不可少。設計中應弄清建筑物在總圖中的位置，四鄰建筑物及其周圍供熱、供水、供電等管線的敷設方式與可能的接口地點。將建筑物內的人員數量、使用時間、建筑高度、層數作為規劃依據，制定合理的防煙、防火分區，設置防火墻及火災疏散路線。此外，工程師還必須了解建筑結構（剪力墻的位置，屋面做法，外墻做法等），并確定冷卻塔、電源、儀表室、水泵房，熱力點等的位置。

2、循環水泵的選型

實際工程中，循環水泵容量往往能達到實際需要的2倍，造成極大的投資和運行費用的浪費，因此在設計中，應關注系統循環的阻力計算、冷負荷計算，并科學地計算水力平衡與靜水壓力，設計出滿足不同條件變化的節能系統。

3、供暖方案

高層建筑暖通入口入戶裝置應根據采暖通風與空氣調節設計規范規定，在熱力入口的供回水總管上設置溫度計、壓力表及除污器。入口數量問題應在后續管理方便的基礎上，考慮室內供暖系統以及室外管線銜接的合理性。樓梯間或其他有凍結危險的場所，散熱器應由獨立的立支管供熱，且不得裝設調節閥。帶有底層商鋪的住宅，對建筑內的公共用房和公用空間，應單獨設置采暖系統和熱計量裝置。

4、空調通風方案

很多設計方案中都存在著實際空調裝機容量過大，導致一次性投資浪費的問題，該問題產生的原因多是由于采用了負荷指標估算方法，或設計中考慮各種各樣的安全系數，從而使單位空調面積的制冷機裝機容量高于手冊中的冷負荷。因此設計方案中應針對上述因素對裝機容量進行合理控制。此外，方案中還應重視水系統揚程選擇的差異性，避免水泵揚程的選擇不當。

五、結束語

綜上所述，高層建筑暖通空調設計涉及到高層建筑的設計成敗，也直接關系到高層建筑暖通空調系統建設的質量，必須要從高層建筑暖通空調建設實際出發，對設計的重點和關進進行全面控制，使高層建筑暖通空調設計細節得到不斷完善。

參考文獻

[1]徐昌松.我國高層建筑暖通空調設計中存在的問題及解決方法探析[J].中國高新技術企業,2007(09)

[2]王汝良.暖通空調設計方案比較的一些問題[J].黑龍江科技信息,2009(29)