高層建筑暖通設計中存在的問題與改進措施研究

吳偉江 譚艷紅 楊 環(huán)

（中機國際工程設計研究院有限責任公司 湖南長沙 410000）

0 前言

當前城市建筑規(guī)模擴大，高層建筑物在城市中越來越常見，有關高層建筑物的節(jié)能減排問題得到社會廣泛關注。但是從當前建筑暖通工程設計來看，在整個設計過程中一直存在弊端，不僅影響了暖通效果，也增加后期維修管理難度。所以必須尋找改進措施，爭取能夠進一步提高暖通系統(tǒng)性能，滿足居民日常生活需求。

1 高層建筑暖通設計中存在的問題研究

1.1 設計過程中存在的問題

1.1.1 溫度參數問題

我國相關規(guī)定對暖通設計提出了明確要求，包括廁所溫度不能低于12℃、冬季浴室溫度不能低于25℃等。但是很多地區(qū)在設計過程中，往往無法正確選擇溫度參數，導致暖通設計無法取得預期效果。例如在設計過程中沒有考慮到地域差異的影響，一般隨著緯度提高，相關的溫度指標也需要提高，這樣才能使居民在室內感受到舒適。除此之外，一些設計人員在設計中也容易出現失誤，例如沒有準確設計耗熱量情況；或者在冬季供暖情況下忽視了門窗冷氣等因素影響。

1.1.2 樓梯間散熱器支管與立管中存在的問題

在高層建筑物的暖通設計中，需要在建筑物的樓梯間以及容易凍結的空間增設散熱器，但是其中的立管與支管應該是單獨設計的，并且嚴禁安裝調節(jié)閥。但是從目前情況來看，暖通設計中還是會出現問題，例如樓梯間的散熱器與相鄰空間散熱器共同使用一根立管；或者采用雙側連接方式將衛(wèi)生間與相鄰空間連接在一起[1]。在這種設計方法下，一旦出現質量問題，則會增加維修難度。

1.2 暖通設計的經濟性問題

在設計過程中，設計人員必須考慮經濟因素影響，例如沒有精準計算系統(tǒng)負荷，造成設計容量過大。這種情況不僅增加了運行成本，也會影響居民的居住體驗。除此之外，因為暖通設計人員在形成冷熱系統(tǒng)方案前，沒有認真調查當地的氣候、能源價格等，再加之不了解暖通系統(tǒng)的功能，都會導致暖通系統(tǒng)設計缺乏經濟效益。也有研究認為，暖通設計的周期短，設計人員沒有充足的時間評價不同設計方案的可行性，這也會造成設計防方案缺乏經濟性。

1.3 暖通系統(tǒng)布局不合理

在暖通系統(tǒng)布局中經常會出現質量問題，影響著暖通系統(tǒng)功能實現，因此暖通設計人員應該關注以下問題：①暖通管道的位置設計存在缺陷。在整個暖通系統(tǒng)中，管道設計位置不合理，經常會被安裝在地面的某個角落，這種問題所所造成的直接問題，就是會影響居民的視覺效果。②在系統(tǒng)設計中忽視了線路布置的合理性。在設計過程中，需要考慮建筑物室內的供暖系統(tǒng)是否合理、管線的連接是否方便等。但是在設計過程中很多人會忽視這個問題，雖然室內施工難度更低，這種情況也導致很多人員會忽視室外管線設計，例如直接將立管設置在樓頂等，而這種情況不僅會影響立管的保溫效果，還會加速立管老化，增加了暖通工程的總成本[2]。因此在未來暖通工程設計中，要盡量避免此類問題發(fā)生。

2 高層建筑暖通設計的改進措施

2.1 優(yōu)化設計細節(jié)

2.1.1 合理掌握溫度參數

溫度參數對暖通空調設計的影響十分明顯，所以在暖通設計之前，設計人員應充分參考當地其他高層建筑物的經驗，了解地區(qū)氣候等因素對暖通效果的影響。同時，暖通設計也應該考慮建筑物自身因素，例如門窗冷氣會造成室內溫度下降，所以在設計階段，可以略微提高暖通系統(tǒng)溫度水平，以抵消門窗冷氣等因素對室內溫度的影響，使居民能感受到舒適。

2.1.2 明確散熱器支管與立管的安裝方法

為了能夠進一步提高暖通空調性能，需要進一步明確支管與立管安裝的方法。

（1）支管安裝方法。①在安裝支管期間，需要保證支管的燈叉彎以及橢圓率等滿足設計要求，正常情況下管徑應大于等于100mm，允許偏差參數為10/100。②在暗裝或者半暗裝散熱器置管期間，燈叉彎應該與散熱器槽墻角適應，兼顧美觀要求。③與散熱器暗裝的支管應該具有一定的坡度，當支管管長度小于等于500mm時，坡降值5mm；對于大于500mm的情況，坡降值為10mm。在設計期間，上供下回的供水支管坡向散熱器，回水支管坡向立管。下供下回雙管式在頂層供水立管上沒有排氣裝置，供、回水支管坡向立管，其他層供水支管坡向散熱器，回水支管坡向立管。

（2）安裝立管期間，應關注以下幾點：①在安裝立管時應該充分考慮建筑物供暖系統(tǒng)、散熱器布置情況以及建筑物自身使用需求，在盡可能節(jié)省原材料的基礎上，還應方便檢修、安裝。由于立管主要采用明裝施工方法，所在設計中應該將其布置在外墻墻角以及窗間墻等位置。在布置的雙管系統(tǒng)是，供水立管布置在右側，回水立管布置在左側，兩者之間的距離至少大于等于100mm，方便維修管理。②在暖氣立管與橫干管連接時，若至直管直線長度不足15m，可用兩個彎頭連接；當立管直線長度大于15m時，干管與立管之間用三個90°彎頭連接。

2.2 嚴格遵守高層建筑暖通設計規(guī)范

高層建筑物暖通設計人員應具有一定的專業(yè)能力，認真掌握暖通設計規(guī)范，確保能夠嚴格遵照地區(qū)的質量標準以及要求作出設計。而考慮到高層建筑物中最大的能耗系統(tǒng)就是暖通系統(tǒng)，所以為了能夠減少高層建筑物能耗情況，需要保證設計合理性，爭取能夠通過最少資源來獲得更高的經濟效益。例如在設計過程中，應該充分考慮到建筑物供水、供電等因素影響，通過各種方案來提高暖通系統(tǒng)經濟性，不能盲目照搬其他高層建筑物暖通系統(tǒng)的設計經驗。

以通風系統(tǒng)設計為例，在通風設備中經常會出現材料選擇不合理的情況，習慣于使用鋁箔玻璃棉充當保溫材料，雖然這種材料對于風管而言具有一定的保溫效果，但是針對冷凍水管或者立管的保溫效果大打折扣。因此為了滿足暖通設計規(guī)范，應該選擇其他材料，如聚氨酯泡沫塑料或者高級橡塑等，這些材料的保溫效果更理想[3]。同時很多暖通系統(tǒng)設計人員習慣于通過負荷指標果斷通風設備負荷，這種現象會造成一個問題，即制冷機的樁基容量大，且無形中增加了整個暖通系統(tǒng)的施工成本，這種情況不滿足高層暖通設計規(guī)范，所以設計人員需要結合建筑物空間、人口密度等多個指標預測通風設備負荷，確保設備能夠處于理想的運行狀態(tài)下。

2.3 強化對暖通系統(tǒng)設計過程的監(jiān)理

監(jiān)理是提高暖通設計質量的重要保障，在工作中，應該深入了解高層建筑物暖通設計的要點，并針對各種可能出現的問題進行分析見圖1。

圖1 暖通監(jiān)理工作要點

例如當前建筑暖通系統(tǒng)中容易出現噪聲，所以監(jiān)理人員在監(jiān)理期間，需要綜合評價通風設備、冷卻水機組、冷卻水水箱等關鍵部件的影響，審查這些設備的布置位置，若位置不合理也會造成噪音現象。所以設計人員要盡可能的優(yōu)化上述部件的布置位置，并分析送風口與回風口的消聲情況，盡量消除噪音風險。

2.4 強化培訓，提高暖通設計人員的專業(yè)水平

考慮到未來高層建筑物的結構越來越復雜，所以為了能夠提高暖通系統(tǒng)設計質量，就應該關注人為因素影響，通過適當培訓，使設計人員能夠適應復雜建筑物結構設計要求。

①針對高層建筑暖通設計人員定期進行專業(yè)培訓，介紹當前我國有關高層建筑物暖通系統(tǒng)設計的規(guī)范，并定期考慮，使培訓結果更加科學、有效。②在培訓期間引入競爭比賽機制，通過這種方法來進一步提高設計人員的積極性。③聘請專業(yè)設計人員開展講座，詳細介紹暖通設計的方法，鼓勵西相關設計人員踴躍參與，通過持續(xù)的講座來彌補設計人員在認知上的缺陷，提高專業(yè)水平。

2.5 合理控制成本

在暖通空調設計期間，設計人員需要充分考慮成本等因素限制，所以為了實現這一目標，應該重點做好以下工作：①充分了解施工技術與施工技術，通過前期的市場調研，充分考慮其他因素的影響，選擇性價比高的原材料與設備。②設計人員需要綜合考慮暖通設計中的費用一級使用壽命問題，并結合地區(qū)氣候等因素影響，比較不同設計方案的成本，并從中選擇性價比最高的暖通材料。

3 結束語

現階段高層建筑暖通設計中存在較多問題，所以為了能進一步提高高層建筑暖通設計質量，需要在現有暖通設計的基礎上明確細節(jié)，在綜合考慮各方面因素之后，預見暖通系統(tǒng)設計中可能出現的問題，并第一時間采取應對處理方案，保證整個暖通系統(tǒng)的質量能夠滿足預期，最終全面提高居民生活質量。