高層建筑暖通設計中的問題及改進措施分析

劉霄

（云南省設計院集團 云南省昆明市 650228）

引言

隨著社會經濟條件的不斷改善，以及建筑工程領域的持續發展，高層建筑已經成為了城市現代建設過程中的重要內容，并在項目總量中逐漸增加比重。以此，建筑設計的科學性也成為了保證建筑整體質量的根本內容，而暖通設計作為發揮建筑主要使用功能的的重要內容，也受到了建筑設計者的高度關注，必須對當前工作中存在的問題進行分析，才能更好的發揮出設計工作的科技水平。

1 高層建筑暖通設計中的常見問題

1.1 設計缺乏規范性

高層建筑的暖通設計中，涉及的內容較為復雜，需要對通風、取暖、采光等多項內容進行客觀的分析，在相關行業規定的指導下，完成對設計內容與項目的合理規劃。同時，還需在設計過程中，充分的發揮出設備的技術優勢，并就容易出現暖通問題的關鍵點進行控制，以此保證設計工作的完整性。

但在實際工作中，由于設計到建筑工程設計的公司較多，且發展情況表現出明顯的差異化水平，一些發展程度較低的公司往往不重視設計工作的規范性內容，在設計較低、設計細節、圖紙變更等關鍵內容上，出現了明顯的問題與漏洞，對工程建設的質量水平與安全性能造成了明顯的負面影響。

同時，對于設計圖紙的科學性管理，也是保證建筑施工正常、有序、科學、合理進行的重要內容，必須在設計工作中進行科學化的管理，并在交底過程中進行完善。然而在具體的高層建筑暖通設計中，工作人員經常忽視設計圖紙的科學性，在細節問題上存在不足，嚴重的，甚至會使圖紙內容超出行業規范所設置的紅線，出現違規的問題。例如，在對暖通管道進行設計使，部分設計單位或個人，沒有按照規定的內容在圖紙上進行詳細的標注，使工程的建筑質量受到嚴重的負面影響。

1.2 環保化意識不足

在社會環保意識不斷增加的背景環境下，工程設計與建設中的環保內容也受到了社會大眾的廣泛關注，成為了工程設計人員的重要工作內容。然而在進行高層暖通設計的工作中，設計工程使往往忽略了內容的科學性，不重視暖通項目設計對環境條件造成的影響，仍然將設計內容停留在傳統的粗放式方法中，無論是材料使用、能源消耗、環境控制等內容上，各高層項目的暖通設計中都存在著不同程度上的缺失與不足，為設計的整體發展造成了較為明顯的制約條件[1]。

例如，在空調系統的設計應用中，其設備使用是完成高層建筑暖通設計的重要手段，也是組成暖通系統的關鍵設備，在設計工作中，必須充分遵照相關的技術管理規定，在嚴格執行管理措施的基礎上，強化應用手段與方法，使其功能性得到全面的發揮。然而在設計的應用過程中，經常會忽視線路設計的內容以及設備本身的能耗水平，為工程建設的施工與建筑投入使用時的功能造成負面影響，從而降低暖通設計的功能性。

2 加強高層建筑暖通設計的有效措施

2.1 節能設備在設計中的而應用

2.1.1 降低室內溫濕度標準

建筑暖通設計的節能實現，主要集中在三個方面，分別是降低室內溫濕度標準、利用室外新風量以及減少冷暖氣輸送能耗。首先是降低室內溫濕度標準，為了提升居住舒適度以及減少能耗，可根據室外的溫度適當調整室內溫濕度標準，這要求參考建筑本身結構設計以及室內對特定參數溫度、濕度的符合。例如，在夏季對于室溫控制有效減輕空調冷負荷的影響，最大程度合理降低室內溫濕度標準，同時又能保證人們體感舒適度和健康[2]。

2.1.2 利用室外新風量

需根據當地氣候來決定采用何種空調節能設計。例如，對于冬冷夏熱的房間，室外新風量越大室內空調的消耗也隨之增高，新風量取用是根據空調放假正壓值確定。根據這個特點，可以根據建筑內各房間的用途，采取不同新風量的空調系統設計，對于臥室、客廳來說是人們待的時間較多的空間，那么可保持原有新風量不變；對于衛生間、廚房人員出入頻率少或使用時間段的區域，可在空調系統設計上減少新風量的取用，以此減少能耗。需要特別注意的是，為了更大程度降低新風量取用，要求公共場合禁煙，以此減少通風產生的空調能耗。對于室內發熱量較大，例如科技企業機房或產生高溫的設備室，這類空間在夏季對于冷風要求大，針對這種情況可充分利用室外新風量，將其引入減少空調系統負荷[3]。

2.1.3 減少輸送過程的能耗

它對能源的消耗主要集中在風機和水泵這兩大設備，因此建筑暖通節能設計針對這兩個設備進行，通過減少在這些設備的系統阻力和輸送流量，實現風機和水泵使用以盡可能高的效率運行，具體的操作可以從以下幾個方面入手：

（1）采用大溫差供回水，主要針對空調系統供回水、送回風這兩個環節。有效兼顧了體感舒適度、溫差監控、空調精度和施工工藝要求，通過加大供回水、送回風的溫差，輔助空調系統降低能耗。需要特別注意的是，上述兩個環節溫差須控制在8℃以下。

（2）將調控冷暖氣輸送速度以低速運行，這是考慮到風機和水泵在流速高的情況下，能耗也隨之增高的情況。同時過快地完成輸送過程，需消耗更多電能輸送新一輪冷暖氣，也不利于空調系統運行穩定性。基于以上原因，要控制流量低速運行，實現建筑盡可能小的能耗。

（3）采取變風量的空調運行方式，這種節能方法主要是針對建筑中的公共場所，如電影院、商場、餐廳等人員流動大，且建筑空間結構負責、空調系統負荷大的場所。建筑空調系統采用變風量運行的設計，可根據各區域一定時間內的符合變化，動態調整送風量，從而達到按需供給、減少熱損失的目的，這有助于降低建筑空調系統能耗[4]。

2.2 強化設計中的調節性與操作性

天氣不同，建筑暖通系統受到的負荷也有所不同，若是暖通設計采用同一的標準應對不同天氣的負荷變化，無疑會增加不必要的能耗，同時也因為負荷不同，使得體感溫度呈現較為明顯的差異，不利于居住舒適度的提升。鑒于此，對建筑暖通系統進行智能化改造，其利用傳感器反饋的數據，實時調整暖通設備，以適應室內外的負荷變化。

基于以上要求，主要采用VRV、VAV兩類變頻空調，如圖1所示。根據需要可以設置運行和不運行時間，它極大程度提高了工作人員的管理效率，降低相關工作量。在季節變化（春季、秋季）期間，溫度變化不大或暖通承受符合較小的情況，可以改為手動控制閥門進行管理，減少過于頻繁的調節增加能耗。若是建筑處于溫度變化強烈且暖通承受負荷變動大，對于智能調控要求高的建筑，可以引入進算計技術結合人工管理的方式，進一步提高此暖通系統的使用質量。

圖1 VRV變頻中央空調在高層車庫中的應用

但是這種節能設計的節能成本相對較高，在維護成本與設備采購成本方面。此外，對于設備養護與管理人員的綜合素質也要求較高，需要專門為此組織培訓，確保他們能夠掌握這些設備的操作方法，保障設備持續、穩定運行。

3 總結

暖通設計作為高層建筑中十分重要的環節，必須得到設計工作者的高度重視，在科學的方法下，對設計方法進行升級，改善現階段存在問題與漏洞的同時，通過節能設備使應用、設計靈活性的提升、對于成本條件的控制、項目設計的規范化操作等內容，使高層建筑暖通設計的實用性與功能性得到保證，在完成自身技術手段升級的過程中，成為推動行業領域發展的重要力量。