淺析高層建筑暖通空調的設計

陳思源

【摘 要】本文主要闡述分析了高層暖通空調系統設計中應該要注意的若干問題，以及提出了空調系統的節能設計的新思路，并介紹了超高層建筑空調的應用關注于空調的節能設計及使用中的注意事項。

【關鍵詞】空調設計；高層建筑；空調

一、引言

近幾年來，隨著我國空調業迅速發展和空調的普遍使用，其能耗占我國總能耗的比重日益增大，并成為我國部分地區能源及電力供需矛盾的主要原因之一。今年夏天出現幾十年來罕見的炎熱天氣，使空調耗電量激增，許多大中城市電力供應緊張，甚至出現了“拉閘限電”的局面。因此，如何改善和提高空調系統運行效率，減少能耗，成為我國空調業發展一個急需解決的問題。在設計和應用空調系統時要提高節能意識，充分合理運用各種節能方法與措施降低能耗，對緩解我國能源危機具有十分重要的戰略意義。

二、高層建筑空調設計的節能措施

2.1合理降低室內溫濕度標準

從節能角度出發來確定室內溫、濕度標準是節能的重要因素。空調系統耗能大小除與當地室外氣象參數、建筑物的外圍護結構及室內發熱散濕量有直接關系外，室內設計溫、濕度標準也是直接影響冷負荷大小的重要因素。在保證人體健康與舒適性的前提下，夏季室溫每升高1℃，節省的冷負荷是很可觀的。

2.2控制與正確利用新風量

控制與正確利用新風量是空調系統最有效的節能措施之一。

對于夏季需供冷、冬季需供熱的空調房間，新風量越大，系統能耗越大。空調系統冬夏取用的最小新風量，是根據人體衛生條件要求，用于稀釋有害物、補償局部排風，保證空調房間一定正壓值而制定的。在《公共建筑節能設計標準》GB50189-2015中，根據房間用途不同、吸煙情況不同，改變過去全用30m2/人.h的新風的規定，而提出了既合理又節能的數值。為將系統中的新風量減少到最少程度，應當禁止在空調環境內吸煙。當吸煙者按正常速度吸煙時，從吸煙者自身并伴隨其動作而產生的CO2量幾乎是非吸煙者的一倍。為保障非吸煙者和吸煙者的健康，在不得不允許吸煙的場合，空調系統要增加很多新風量。所以在空調房間內應盡量做到不吸煙。

2.3具備良好的自然通風條件

很多建筑室內由于裝修材料含有揮發性有害物質造成室內空氣的污染。綠色節能建筑中的通風設計應盡量具備良好的自然通風條件，利用自然通風設計實現合理的氣流組織，對建筑的節能和室內空氣品質健康都十分重要。

三、高層建筑空調安裝的問題

3.1空調新風易被污染，影響室內空氣質量。現在高層建筑的空調新風系統在設計和施工中存在有一些不良做法：如新風系統龐大，一個新風系統向很多房間輸送新風，新風從室外進風口采集后經新風處理設備進行熱濕處理和過濾，再經很長的輸配管道進入室內，沿途新風不斷地被污染；由于建筑裝飾的限制，不能每層設置一個新風采集口，只能從新風豎井集中采集新風，豎井中陰暗潮濕，滋生大量的污染物，這樣室外新風進入機房后再進入新風機組，增加了新風被污染的可能性，而且機房內噪聲較大，容易影響其它空調房間。

3.2易引起水管道堵塞。由于一般高層建筑層高較小，室內各種管道縱橫交錯，有時水平水管為繞過障礙物做成門形彎，頂不積留空氣，并且未設排氣裝置；供回水的水平干管反坡，空氣不能順坡排至垂直干管頂部的排氣裝置中；風機盤管或新風機組吊裝的高度大于水平供回水干管，盤管和連接的支管中積留空氣的最高處未設集氣和排氣裝置，或者設置的位置不妥，排氣不暢形成氣塞。

3.3保溫層表面常出現結露現象。我們在安裝工程注意到，在通風管和水管保溫工程中要盡量使離心玻璃棉的厚度達到設計要求，并且理論計算后保溫層表面不會結露，但實際常出現結露現象。由于在進行冷凍水管保溫施工時，常常誤將冷凍水管等同于自來水管，直接與金屬支吊架相接觸，形成“冷橋”，在產生“冷橋“的地方常常有結露現象，銹蝕管道與支架，污染室內裝修，影響美觀。

四、如何進行高層建筑空調的節能設計

4.1對新風量的有效控制與正確利用新風量

為了達到最有效的節能目標，必須在空調系統中進行新風量的有效控制。空調房間的使用需求是夏季進行供冷、冬季進行供熱，在這個過程中，能量消耗是與室外新風量成正比的。因此，必須根據衛生要求，在保證空調房間一定正壓值的條件下，指定最小的室外新風量。

4.2降低系統運行的動力能耗

另外，空調系統的動力耗能也占據了總耗能的極大部分，這包括風機和水泵正常運轉所耗的電能。從風機和水泵的軸功率計算公式知道，要減少功耗可從兩個方面來考慮，減少流量從而降低系統阻力和提高風機、水泵的效率。在工程實踐中可采納以下措施。

4.2.1 低流速水泵和風機的選用

水泵和風機的能耗基本上與管路系統中的流速呈現出正相關，為了達到最佳的節能的運行效果，在設計和運行時盡量采用低流速。而且，干管中采用低流速還有利于系統的水力工況的穩定性。

4.2.2 載能介質的選擇

通常來說，載能介質的選擇必須考慮傳送效率的問題。例如，載能介質選擇用水的傳送效率高于用空氣，且相同條件下所用水管的管徑比風管小得多，所占用的建筑空間也小很多。

五、結語

高層建筑空調安裝存在的問題不止是上文所述，但是只要在施工過程中嚴格遵守有關規范要求，采取適當的防治手段，就能有效的提高其安裝質量，從而保證其良好的使用功能。