高層建筑暖通空調設計要點研究

張健南

摘 要：高層建筑暖通空調設計關系著工程質量、經濟效益、社會效益。因此，設計過程中要求工作人員給予高度重視，落實規程要求、選擇適合的施工技術，做到發現問題及時處理，確保暖通空調設計合理性。但目前，高層建筑暖通空調設計還存在很多不足，亟待進一步完善。

關鍵詞：高層建筑; 暖通空調; 設計要點;

1 高層建筑中暖通空調概述

暖通空調施工分為設計-施工-運行。高層建筑中全空氣暖通系統運用比較廣泛，比如：酒店、寫字樓等，能夠實現建筑空間內的調整。同時，空氣水暖空調系統、全水暖空調系統也是常見系統。暖通空調主要為水、風，因而在系統應用時需要通過模擬分析并以此為依據展開設計、施工。此外，暖通空調設計還要注意吊頂、機房、管井，運用合理的技術保證暖通空調質量。

2 高層建筑中暖通空調系統設計要點

暖通空調設計關系著高層建筑使用、居住舒適性，影響著高層建筑室內環境參數與維護費用、舒適性、穩定性的，關系著環境、建筑層高、建筑美觀。一旦設計方案不合理將帶來較大損失且整改難度大、時間久。

2.1 穩定性和可操作性

高層穩建筑通風采暖應用要求方案必須要滿足具有可操作性。設計方案順應國家與政府以及制定要求，同時滿足供電、供氣、供熱要求，尤其是這些條件具有不穩定性。溫濕度等參數要求嚴格穩或特殊的工藝暖通空調設計項目，綜合分析設計方案，保證全年室內氣象條件適應性。難以采用標準設備的特殊狀態，非標準設備制定詳細參數要求，參數具有可操作性。

2.2 經濟投入比較

高層建筑暖通空調方案具有綜合性、系統性特點，需要在相同的設計要求和條件下比較，保證方案比較結果合理性。經濟投入是投資方比較重視的問題，參數計算要確保精準、正確。暖通空調設計方案經濟投入包含：設備、材料、管道、安裝、調試，水處理與配電和控制，機房土建投資和室外管線費用。因為相同設備商家材料單價不同，所以需綜合比較經濟投入選擇性價比最高的商家。運行消耗與費用作為暖通空調的設計方案技術經濟需要重視的問題。運行消耗計算暖通空調主機、其他輔助設備消耗。計算過程中穩要綜合分析季節影響，建筑物荷載變化和設備非標準條件下效率。寫字樓、教學樓等建筑消耗對比過程中要結合暖通空調設備運行時間，各地區、時期、時段等能源價格不同。因為影響要素與不穩定因素較多，怎樣計算建筑物暖通設備全面能耗與費用，是現階段沒有解決的技術問題。

2.3 調節性和可行性

高層建筑暖通空調系統容量應按照最不利氣象環境。所以，空調暖通系統應具備較強的調節性才能順應荷載變化。較好的調節性方案經濟投入較多、能耗較小，需要綜合考量。同時，空調系統管理操作穩便捷與自動控制有直接關系，設計過程中的要根據具體情況、技術經濟性對比。空調系統自動控制，降低系統管理的人員與人力強度，人工管理費用，但經濟投入較高，對工作人員專業素養要求嚴格。方案設計要秉承著大型空調系統、調節控制的設備較多建議選擇自動控制，自動控制盡量簡化才能增強系統經濟性、穩定性。

2.4 穩定性

高層建筑暖通空調系統穩定性分為人為環境、防火安全、易燃易爆環境、系統設備等問題，比如：空氣傳染性疾病與有毒有害氣體在空調系統的擴散、蔓延。暖通空調系統穩定需重視設備研制、運行控制、技術措施，比如：設計庫房、煤礦等易燃易爆的通風空調系統穩定性是主要影響要素，要求制定防爆技術方案燃油燃氣鍋爐房設計要避免液體泄漏危險、可燃性氣體安全性，要求安裝可燃性氣體泄漏報警系統、事故通風系統。防火安全應根據防火設計要求分析，設備安裝運行問題包括制冷系統。

3 高層建筑暖通空調系統設計注意事項

3.1 空調循環水泵型號選擇

循環水泵容量較大是當前暖通空調系統設計存在的問題，容量應滿足需要的2倍，導致經濟投入較高、運行成本高。究其原因： （1） 設計冷荷載過大; （2） 系統循環阻力計算結果過高; （3） 凈水壓力大。如果將凈水壓力作為循環阻力計算，導致系統循環阻力計算過大; （4） 水利平衡計算模糊，一旦使用前沒有進行調試將導致水力失衡。為避免這一情況發生，實際設計時要按照各時刻負荷與揚程變化大，順應優化運行的要求，控制定速泵數量與變頻泵速度從而實現節能降耗，控制方法簡單，節能效果顯著。

3.2 供暖設計

高層建筑暖通通入口入戶裝置結合通風和空氣控制滿足設計要求，熱水采暖系統，在熱力入口的供回總管上安裝溫度計、壓力表、熱量計。但在實際設計過程中，很多工作人員過于重視熱力裝置的安裝，缺少入口裝置安裝從而引起設計失誤。入口數量問題要結合開發商后續管理便捷性，設計人員既要重視的室內供暖科學性以及管線連接科學性。共用立管系統的高層住宅，設計時結合系統水利穩定、承壓水平、散熱設備、化學材料特點對供暖系統、立管展開豎向分區設計，結合管道熱補償問題。設計過程中忽視伸縮器安裝、沒有校正熱膨脹量決定補償器位置、補償器位置安裝固定支架削弱補償器作用等，由于立管的熱脹伸縮拉裂支管。如果建筑帶有底層商鋪應明確規定，科學設計公共用房與公用空間，獨立安裝采暖通與熱計量裝置。不過，設計時經常出現沒有單獨安裝熱計量裝置，對今后使用造成不利。

3.3 空調通風

空調和制冷技術手冊穩、空調制冷手冊等提出辦公類冷負荷指標為94～163w/m2;商場類建筑夏季冷荷載概算指標為210～240w/m2。不過，實際設計時經常出現空調裝機容量較大的問題，這個是因為各種安全參數影響導致單位空調面積的制冷機裝機容量大于手冊冷負荷概算，超出運行中單位空調面積峰值冷量。同時，設計師以負荷指標估算方法為主導致制冷機裝機容量過大，初期經濟投入過高。

水泵揚程選擇不合理是主要問題，優于設計差別較大導致參差不齊。比如：某項目冷卻塔在90m高房頂，冷卻水為閉式循環系統，設計師穩選擇水泵揚程過程中錯誤的將高程加進了水泵揚程內，造成水泵揚程達到95m。此外，選擇冷凍水泵過程中缺少季節考慮，比如：某工程夏季空調溫度在7℃～12℃，冷凍水循環流量為400m3/h，冬季溫度在50℃～60℃，熱水循環量為200m3/h。由此可見，夏季冷凍水循環多于冬季循環量，因而冬夏季節水泵熱水泵需要分別設置。

4 結語

綜合分析，暖通空調設計作為高層建筑重要環節，暖通空調系統設計關系著建筑工程質量。因此，要求企業及工作人員給予高度重視，注意設計方案的科學合理，嚴格檢查設計方案，秉承著自審、審核、審定的原則，保證設計質量，避免出錯。所以，良好的暖通空調設計既要滿足經濟效益需求又要重視細節完善。

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