商辦樓暖通設計中存在的問題及分析

張芹芹

（上海陸譽工程設計管理有限公司　上海　200333）

引言

通暖作為現(xiàn)代建筑必備的部分，越來越受到人們關注重視，暖通設計可以有效的改善建筑的舒適性，提高人們生活的水平，其在商辦大樓中體現(xiàn)得更加明顯，但是同時暖通設計中的問題也越發(fā)的體現(xiàn)得明顯，嚴重的影響到建筑的舒適性，更嚴重還將直接導致重大安全事故，所以新時期的商辦樓暖通設計應當怎樣吸取其中的問題教訓，怎樣設計更加完好的暖通是當今解決問題。

1　商辦樓暖通設計中存在的問題

1.1　空調(diào)循環(huán)水泵的選型問題

空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)普遍存在的通病是設計過程中對循環(huán)水泵容量的選擇過大，而這將直接的造成的影響為大量浪費資源。其主要原因為：在設計計算過程中對空調(diào)循環(huán)水泵冷負荷、系統(tǒng)循環(huán)阻力以及凈水壓力計算偏大，導致空調(diào)水泵的水力平衡的準確性降低，后期再空調(diào)投入使用之前沒有進行全面細致的調(diào)試，從而導致系統(tǒng)水力失衡。空調(diào)系統(tǒng)的設計要從節(jié)能考慮出發(fā)，要定速泵的數(shù)量控制和變頻泵的速度，以通過在不同條件下，保證冷負荷正常運行情況。

1.2　供暖方面存在的問題

根據(jù)國家、行業(yè)相關的標準和規(guī)范要求，高層建筑暖通入口設置的入戶裝置，系統(tǒng)的回水總管上必須包含除污器、壓力表以及溫度計的儀器儀表，以保證系統(tǒng)的觀察和維護，同時熱力裝置的設置以及入口裝置方位高度的設計應當進行充分考慮和選擇，以保證后期系統(tǒng)的正常運行，這樣也可以同時保證室內(nèi)供暖系統(tǒng)與室外設備以及后期大樓人口數(shù)量管理的合理銜接，同時暖通設計相關規(guī)范規(guī)定在樓梯間和支管供熱，并且不能裝設調(diào)節(jié)閥，通常經(jīng)驗做法是使用立管連接法，具體設計為，將立管的一端與鄰室房間的散熱器進行連接，而另一端與樓梯間散熱器進行連接的做法，該方法的缺陷是系統(tǒng)的密封效果不佳，如果是在樓層的公共空間，優(yōu)秀正確的做法是分別設置獨立的采暖設計和熱計量裝置。對在高層商辦樓采用立管系統(tǒng)設計時，必須充分考慮系統(tǒng)的水力平衡，應當充分考慮管道熱補償?shù)囊蛩兀汗艿赖某袎耗芰Α⒐艿赖幕瘜W材質(zhì)、設備的散熱性能。

1.3　通風系統(tǒng)計算分析及工藝情況解析

對于建筑中的大量余熱和有害物質(zhì)，應當進行排除，對于通風系統(tǒng)，應當以自然通風為主，對于住宅、辦公室、餐廳等建筑有強制規(guī)定室內(nèi)空氣質(zhì)量要求，不能進行自然通風的系統(tǒng)，應當進行設置機械式通風系統(tǒng)。通風系統(tǒng)參數(shù)的計算選擇直接關系到空調(diào)的送風溫差，設計過程中往往也是一個薄弱的環(huán)節(jié)，通風參數(shù)的選擇計算音響因素繁多，因此在不同的設計人員設計時，會有不同的計算結果，因而導致有不同的通風效果。

機械通風換氣量其計算公式：

式中：

L——通風量，m3/h；

tp——室外排出風計算溫度，℃；

ti——室內(nèi)通風計算溫度，℃；

Q——室內(nèi)的總發(fā)熱量，W。

可根據(jù)：Q=Q1+Q2+Q3+Q4

Q1——設備散發(fā)得熱量，W；

Q2——室內(nèi)人員散發(fā)得熱量，W；

Q3——室內(nèi)燈具散發(fā)得熱量，W；

Q4——外圍結構散發(fā)得熱量，W。

各個場所的新風標準參考表1。

表1　

不同種類的建筑物的換氣次數(shù)參考表2。

表2　

公共建筑的通風應當首先考慮自然通風，當不能滿足自然通風時，應當采用機械通風系統(tǒng)進行補償，自然通風與機械通風的優(yōu)劣屬性（如圖1）。

圖1　

在各種建筑設計中，可以合理地利用各種能源進行被動式的強化自然通風，如：在外界通風效果不佳的環(huán)境下，可以增加捕風裝置進行增強通風量；對于一些建筑不能驚喜及時排除建筑余熱或者污染物時，可以在建筑物頂部增加無動力風帽裝置，進行輔助排出；當外界的風壓不能達到需求時，不能夠及時的提供所需的風量，則可以考慮太陽能誘導進行增強，圖2為風道捕風裝置的結構和通風原理圖。

圖2　風道捕風裝置的結構和通風原理圖

2　空氣調(diào)節(jié)的設計要求和安裝工藝不明確

對于需要設置空氣調(diào)節(jié)的建筑，設計人員往往在設計時，把握不住設置空調(diào)調(diào)節(jié)裝置的經(jīng)濟性，對怎樣才能達到最佳能源利用沒有明確概念，以及對布置空氣調(diào)節(jié)安裝的布置條件不清楚，安裝布置工藝不清楚。

2.1　設置空氣調(diào)節(jié)的符合條件

對于建筑已經(jīng)采用采暖通風的，但是達不到室內(nèi)環(huán)境要求的，應當設置空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)；

對于已經(jīng)采用采暖通風而起工藝性達不到室內(nèi)環(huán)境要求的，應當設置空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)；對于建筑的經(jīng)濟性和通暖效果有明顯提高的，可以考慮空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)；對其有特殊需求，或者要求設置空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的，應當設置空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

2.2　空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設置原則

對于高大的空間但只有下部為工作區(qū)間的建筑可以采用分層調(diào)節(jié)，這樣可以有效的提高氣流的組織方式，從而提高調(diào)節(jié)效率，節(jié)約能源。舒適性的調(diào)節(jié)系統(tǒng)對于外界環(huán)境的氣候有較大的影響，應當充分考慮建筑外圍結構中的傳熱系數(shù)，屋頂?shù)恼陉栂禂?shù)，窗戶與墻體的氣密性能等，同時還有外門設置的要求，窗戶面墻的面積比。對于規(guī)模大的建筑還應當考慮建筑全年耗能、運行、維護費用的經(jīng)濟性。

2.3　空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工藝性

空氣調(diào)節(jié)應當保持正壓，其取值可以在5～50Pa，對室外的相對壓力保持正壓，能夠有效地防止外界空氣進入，可以讓室內(nèi)免受外界的干擾，同時對于外窗工藝性的設置，在室溫范圍在大于±1℃，外窗的應當考慮設置在北方；在室溫范圍在處于±1℃，外窗的應當不考慮設置在東西方向；在室溫范圍在±0.5℃，外窗的應當考慮不設置。

3　空調(diào)負荷的計算誤區(qū)

空調(diào)負荷的選取和計算存在巨大的問題，濫用冷熱負荷指標是一個十分普遍的現(xiàn)象，對于計算參數(shù)的選擇沒有強制規(guī)定，認為選擇偏差較大，當負荷總體的符合計算偏大時，會直接導致主機、管道輸送系統(tǒng)和末端設備系統(tǒng)的負荷偏大，對于建筑的環(huán)保和經(jīng)濟性有巨大的影響，同時給客戶帶來巨大的經(jīng)濟損失。

負荷參數(shù)的選擇依據(jù)：

要考慮外圍結構的傳熱量、人體的散熱量、設備器材的發(fā)熱量、外界太陽傳熱量、照明設備輻射熱等。在計算空調(diào)熱負荷時，應當考慮地面?zhèn)鳠岬睦湄摵桑斀ㄖ型鈬Y構時，還應當考慮外圍結構傳熱形成的冷負荷，同時考慮人體、照明和設備冷負荷時，還要考慮人員群體系數(shù)，設備功率系數(shù)，通風保溫系數(shù)等，對于高大空間建筑采用分層空調(diào)時，可以在全室的逐冷系數(shù)上增加一定的安全系數(shù)，現(xiàn)階段主要的空調(diào)負荷主要的計算方法主要為：傳遞函數(shù)法和諧波法。

外圍結構的傳熱量計算公式：

式中：

CLE——外圍結構形成的逐時冷負荷，W；

K——外圍結構的傳熱系數(shù)，W/m2·℃；

F——外圍結構傳熱面積，m2；

tw——外圍結構逐時冷負荷計算溫度，℃；

tn——建筑室內(nèi)計算溫度，℃。

外界太陽輻射熱量計算公式：

CLw=CCLW×CZ×Dj×FW

式中：

CLw——外界透入的太陽能輻射逐時冷負荷，W；

CCLW——冷負荷系數(shù)；

CZ——太陽能輻射遮擋系數(shù)；

FW——太陽能照射凈面積，m2。

設備、人體、照明設備熱量計算公式：

CL=Cd×C×Q

式中：

CL——設備、人體、照明形成的逐時冷負荷，W；

Cd——冷負荷系數(shù)；

C——修正系數(shù)；

Q——設備、人體、照明散發(fā)得熱量。

4　空氣的處理常見問題

空氣處理一般為空氣的冷卻，空氣的冷卻一般遵循不同的條件和要求，我國的西部地區(qū)，常年是夏季空氣干球溫度高，含濕量低，這樣可以直接利用外部的干燥空氣來調(diào)節(jié)室內(nèi)的濕量，對于夏季的空氣冷卻應當盡量采用蒸發(fā)冷卻技術進行調(diào)節(jié)，這將最大程度的降低能耗，根據(jù)新疆環(huán)境的實例得出，間接蒸發(fā)冷卻可以比傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)降低40%以上的能耗，但是其缺點是對水的消耗量大，所以應當根據(jù)當?shù)厮Y源情況進行選擇。

4.1　空氣冷卻方式的選擇

對于空氣冷卻可以采用以下方式進行：水資源充足條件下，采用循環(huán)水蒸發(fā)冷卻；就地利用當?shù)乜衫觅Y源，江、湖、地下水進行冷卻；當外界條件均無法滿足要求時，可采用人工冷卻方式資源進行。

4.2　冷卻器的選擇

對于冷卻器的選擇時，可以根據(jù)選擇天然水源或者循環(huán)水冷卻方式時，使用直接蒸發(fā)冷卻器和噴水室進行，當使用人工冷卻源的時候，宜先考慮空氣冷卻器，其占地面積小，管路簡單，但是缺點是消耗有色金屬較多，且投入成本高。

5　暖通設計的改進措施

5.1　暖通設計過程監(jiān)管

暖通設計與實際的施工緊密結合，采用科學的方法對設計中與施工中會出現(xiàn)的問題進行分析預測，做到設計前控制、施工過程控制、竣工管控等三方面工作，對設計過程與施工過程進行有效的監(jiān)管，同時還應當建立完善的監(jiān)管制度，設置專門、專人的監(jiān)管小組，對應相應的崗位以及施工環(huán)節(jié)的有效監(jiān)管。

5.2　設計人員的與施工人員的專業(yè)素質(zhì)提升

應當對專業(yè)人員和施工人員進行定期或不定期專業(yè)素質(zhì)培訓，并開展各種技能培訓，爭取潛移默化提升全體人員的專業(yè)素質(zhì)與處理突發(fā)事件的能力，同時充分利用在實際的工程建設項目，開展相關設計、工藝、管理等的經(jīng)驗總結座談會，對工程項目中的重點、難點、優(yōu)點進行總結分析，這樣可以同時提高設計人員、施工技術人員以及工程管理人的相關專業(yè)水平。

6　結語

對于現(xiàn)在經(jīng)濟的發(fā)展，建筑行業(yè)快速的發(fā)展，現(xiàn)代商辦大樓的暖通設計中，因為人民生活水平的提高，暖通設計科學合理，能夠有效提高室內(nèi)內(nèi)環(huán)境，給人們創(chuàng)造舒適的生活空間，由此可以看出，我國今后的暖通空調(diào)必須定有很大的發(fā)展。

[1]《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》（GB50019-2003）.

[2]《民用建筑節(jié)能設計標準》（GBJ116-87）.

[3]王小玉.通暖設計中有關問題的探討[J].四川建材，2009（06）.

[4]喻紅旭.通暖設計存在問題及改進措施[J].現(xiàn)代裝飾（理論），2013（08）.

[5]劉讓金.通暖設計中問題的預防措施[J].建筑與裝飾，2008（03）.

[6]楊天文.住宅暖通設計存在的通病與改進措施[J].建筑與裝飾，2009（05）.

[7]劉博文.暖通設計存在的問題及預防措施[J].現(xiàn)代裝飾，2015（09）.