高層建筑暖通設計中存在的問題分析

劉繼文 劉 帆

(1.山西省建筑設計研究院，山西 太原 030013; 2.山西省規劃設計研究院，山西 太原 030002)

1 概述

不同于普通建筑項目，高層建筑項目的暖通設計復雜程度更高，再加上高層建筑項目容易受到各方面的制約，容易產生各種各樣的問題，所以為了提升高層建筑項目的暖通設計質量，保證暖通系統的運行效率，降低其造價，對其中的問題進行預防與處理是非常有必要的。

2 高層建筑暖通設計中常見問題及有效的解決途徑

2.1 供暖入口以及樓梯間的設計出現沖突

現在我國很多高層建筑項目在進行暖通系統的設計時，會過多的布置供暖結構，造成外線的連接點數量過多，導致施工難度增大，同時室內調節的復雜性也較高。另外一些項目在進行暖通設計時，會選擇雙側連接技術，其兩端分別與樓梯布置的換熱器以及隔壁空間的散熱器進行連接。該設計方法明顯和國家相關規定不符，只要出現問題，隔壁空間的供暖情況會受到很大的影響，嚴重時還會造成散熱器凍壞。我國相關規定中已經說明了樓梯間以及有凍結危險的區域，所以散熱器的支管與立管需要單獨配置，同時也可以避免使用調節閥。

2.2 暖通空調循環水泵中存在的問題

當前暖通系統普遍存在循環水泵裝置容量過大這一情況，一些暖通系統中循環水泵裝置的容量要遠遠超過實際需求，造成資金以及能源出現很大的浪費問題。有很多原因均會造成循環水泵設備出現容量偏大情況，其中較為明顯的是冷負荷較大或者是阻力計算精準程度偏低所導致的。所以在對暖通系統進行設計時，需要科學的確定循環水泵，并根據冷負荷以及揚程變化來對循環水泵進行適當的調整，對定速泵的數量進行更好的控制，做好變頻泵設備的速度調節設計，以達到節能的目的。

2.3 暖通設計的經濟性問題

在進行暖通系統設計時，需要考慮到系統的成本造價，也就是經濟性問題。在對各個設計方案展開經濟比較時，一定要本著一個基準點，像是價格因素、設計以及舒適狀況等。只有這樣才可以保證暖通設計方案的科學性以及有效性。然而從實際情況上來看，仍有一部分設計人員會把低檔暖通系統以及高檔暖通系統進行對比，或者是把有無新風供應情況暖通系統的性能進行對比，或忽視美觀性以及舒適性的情況下展開對比。

為了保證暖通系統設計的經濟性，需要從適應性、投資以及使用安全性、使用年限等方面進行考慮，同時把完全相同的使用周期來作為一個重要的評判基準，以使各個設計方案得到綜合全面的分析。若是設計方案能夠達到空調以及供暖需求，則應當對暖通系統在冬夏兩季的使用經濟性進行分析。

2.4 暖通系統通風問題

在對暖通系統進行設計時，若是設計不當則會造成空調裝機容量過大。首先，在設計時由于受到各種安全系數的影響，造成單位空調面積所對應制冷機裝機容量超過規定中的冷負荷估算值，同時遠超過其峰值冷容量；其次是因為在設計過程中，通過負荷指標計算獲得較大的數值，造成投資浪費情況，同時冷機效率也會受到影響。

通常來說，夏季空調應當達到12 ℃的冷水循環量，同時容量需達到400 m3/h，冬季空調需要60 ℃左右的熱水循環量，并且容量達到200 m3/h。所以夏季暖通空調運行所需投入的冷卻水循環量要超過冬季供暖所需，因此水泵需要根據冬夏兩季的實際情況分開布置，防止發生一臺水泵共用情況。

3 保證高層建筑暖通設計質量的有效辦法

3.1 確保暖通設計符合相關規定

一般在進行高層建筑項目暖通系統設計時，一定要確保其符合相關規定要求。像是在對容易發生凍結或者是樓梯間的暖通系統進行設計時，其中的散熱器需拆除調節閥，從而確保暖通系統可以穩定運行；另外對于一些帶有底層商鋪小型住宅，在公開建筑空間當中，應當選擇相對獨立的計量設備以及采暖裝置；高層建筑項目的通風系統、空氣調節以及采暖系統均有相應的設計規范，所以需要基于此來對暖通裝置的入口入戶設備進行科學設計。在對熱水暖通空調裝置進行設計時，需要將壓力表、溫度計以及除污器安裝在裝置的入口管道位置，同時根據設計規范設置熱量計；在對暖通裝置入口數量加以確定時，需要保證暖通系統施工的合理性以及便捷性，并需考慮到暖通裝置的管線布置形式；在對樓梯間進行暖通系統布置時，可以選擇立的散熱器。

3.2 做好暖通系統熱源的設計

在對熱源加以確定時，需要確保其和其他系統得以配備。由于可選擇的熱源種類較多，所以需要根據高層建筑項目的實際情況確定熱源的種類。在確定熱源時，可以考慮地源熱泵，其也是一種節能性較強的熱源泵，在暖通系統中得到了很大的應用；熱電站是一種相對普通的熱源泵，但是其能夠提供一個效率比較高的熱能轉化；熱泵也較為環保，可以吸收環境中的熱能，在使用過程中也不會產生污染物。所以在確定熱源時，需要綜合考慮到整個暖通系統的安全性、實用性以及經濟效果。

3.3 水力平衡系統的設計

設計人員一定要通過科學的系統以及管路設計，來保證流量系統體系達到平衡。在對變流量系統展開設計時，一定要對壓差控制閥進行動態設置，利用此來替代系統中產生的動態流量。在設計熱力入口部位時，可以把靜態水平衡閥布置于此處，新風機組的管路可以安裝動態平衡電機裝置的調節閥，從而提升調節工作的效率、質量。

3.4 注重變頻技術的使用

為了降低能源消耗，節省更多的運行成本，需要將變頻技術投入到暖通系統中，利用變頻技術的使用來彌補暖通系統中的技術問題。一般來說，暖通系統可以依據所設定好的額定功率工作，所以在負載較低時暖通系統依然以額定功率全負荷工作，則會出現一定的資源浪費問題。而通過變頻技術的使用，可以隨著負荷的變化而對暖通系統的輸出功率加以調節，以起到節能減排的效果。也可以根據暖通系統的實際負荷狀況，來對水流量以及風流量加以調節，以達到節能目標。在使用變風量系統，可以通過暖通系統的末端設備來對室內負荷進行補償，改善調整送風量,從而使室內溫度更加的合理；將定風量系統以及變風量系統進行對比后發現，后者能夠節能一半左右；另外變水量系統可以利用數量來對室內溫度進行調節，也更加省電。現在變頻技術已經大量應用到暖通系統中，通過優化調節系統主機、風量以及水量，使其與暖通系統的負荷運行更加匹配，節能效益也會更高。圖1為暖通變頻系統的示意圖，其和傳統暖通系統的差別在于暖通變頻系統中使用了變頻模塊。

4 結語

對高層建筑項目的能耗進行分析后發現，暖通系統運行對于能源的需求是非常大的，所以暖通系統的設計質量直接會關系到整個高層建筑工程的經濟效益，也會關系到人們的日常生活。在進行設計時，需要堅持可調節原則以及可行性原則，對各個設計關鍵點進行嚴格把控，確保暖通設計符合相關規定、做好暖通系統熱源的設計、注重水力平衡系統的設計以及變頻技術的使用，從而使設計方案更能滿足實際情況，延長暖通系統的使用壽命，保證其運行效率。

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