超高層建筑暖通設計方式探討

邱寧輝

摘要：為順應時代發展，超高層建筑數量顯著增多。與常規低層建筑相比，超高層建筑施工工藝更為復雜，并且施工難度系數更高。超高層建筑工程規模大，可容納人員數量多，其承載功能更加豐富，在一定程度上反映了當地城市發展現狀。在超高層建筑設計過程中，暖通系統設計十分重要，暖通系統設計質量不僅關乎人們生活舒適度，還關乎超高層建筑整體質量。對暖通系統進行科學合理的設計，可以達到節能降耗的效果。

關鍵詞：超高層;建筑;暖通;設計

隨著我國經濟及科學技術的不斷發展，許多先進的技術及設備被應用到超高層建筑中。暖通空調作為超高層建筑工程設計中不可或缺的一部分，其能耗占建筑總能耗比較大，所以選擇合理的設計方案、設備來降低暖通空調能耗，為用戶提供可靠的暖通效果，提升用戶日常生活環境的質量。

1超高層建筑暖通系統設計原則

1.1節能降耗原則

因為超高層建筑年均暖通空調能耗量巨大，所以節能降耗是其主要施工目標。資料顯示，超高層建筑暖通系統能耗約占建筑總能耗的30%以上，可見超高層建筑能耗量巨大。為響應國家號召，工程施工需要遵循節能降耗的原則：一方面，可實現資源最優化利用的目標;另一方面，可以降低污染物排放，為凈化城市空氣環境奠定基礎。

1.2健康舒適原則

暖通系統的作用是調節室內溫度，讓室內夏涼冬暖，提高室內舒適度。因此，暖通空調設計應遵循人性化設計原則，利用環保無公害的施工材料，把提高人們的舒適度作為施工主要方向，為人們創造健康的居住環境。

1.3自然原則

自然原則可理解為節能降耗的一個分支。所謂自然原則，就是充分利用自然資源，利用地熱能、風能等能源，將此類能源作為超高層建筑暖通系統的一部分，降低能源消耗。在超高層建筑暖通系統設計過程中，設計人員應以自然原則為基礎，有效利用可再生資源，用地熱能取代一部分電能，在節約成本的同時，提高經濟收益。

2超高層建筑暖通空調的設計

2.1太陽能技術應用

太陽能是人們較為熟悉的一種清潔能源，隨著太陽能技術的不斷成熟，在綠色建筑暖通空調設計應用中，太陽能技術也發揮了重要價值。在暖通空調系統中，基于太陽能的特點，可以增加集熱器功能結構。集熱器可以聯合暖通空調外部主機對太陽能進行收集，通過太陽能電池板等實現太陽能儲備。在暖通空調應用中，通過太陽能電池板轉化和提供能源，經過集熱器來利用太陽能對暖通空調中的水循環系統進行加熱，將冷水轉化為熱水，從而滿足暖通空調散熱加溫的需求。太陽能在暖通空調綠色設計方面的另外一個應用途徑，就是可以通過太陽能板將太陽能轉化為電能，這個轉化過程只需要基于太陽能技術來完成，對生態環境沒有污染和影響。轉化后的電能可以為暖通空調運行提供電力支持，滿足綠色建筑使用目的。

2.2地源熱泵的應用

地源熱泵是一種較為新穎和先進的暖通空調能源技術，在基于綠色建筑理念的方針指引下，在暖通空調設計方面需要重視這些新能源的運用。地源熱泵是將地下熱能進行采集和傳輸的方式。地心熱能是一種清潔能源，而且無需像傳統能源那樣消耗煤炭等資源，也無需進行能源形態的轉化。如傳統的電能需要進行煤炭燃燒，將燃燒熱能轉化為電能，這個過程中就會涉及環境污染情況。地源熱能在轉化為電能時不需要燃燒，只需要基于轉化設備，就可以為建筑暖通空調提供充足的能源支持。地源熱泵技術在暖通空調設計應用方面，還具有較強的取熱和散熱效果。在冬季采用暖通空調進行室內溫度加熱時，地源熱泵可以直接提供熱能支持，這個過程簡化了能源轉化環節，從地源熱泵傳輸至暖通空調的熱能可以直接被利用，這個過程有效地降低了對傳統電能的消耗，實現了綠色節能的應用目標。地源熱泵可以與空調循環水結構結合，通過熱量來將冷水轉化為熱水，形成快速便捷的熱源模式轉變。在設計暖通空調時，還可以綜合考慮到空調系統制冷和制熱的需求，在空調系統中增加一個冷卻塔結構，與地源熱泵結構實現聯動作用，冷卻塔可以在地源熱泵運行工作中，基于實際情況控制和調整熱源，可以較好地降低空調制冷的壓力。地源熱泵在夏季需要制冷時，可以通過暖通空調將室內的熱量排放到地下，從而可以在不影響生態環境的情況下實現暖通空調的功能。

2.3冰蓄冷系統應用

暖通空調制冷系統是核心結構，在空調制冷功能方面發揮重要作用。冰蓄冷技術是利用夜間電網低谷時間，將冷媒制成冰將冷量儲存起來，白天用電高峰期融冰，將冰的相變潛熱用于供冷的成套技術。在綠色暖通空調設計應用中，利用這一技術原理，可以降低暖通空調在用電高峰時消耗電力能源。這種蓄冷技術在制冰和用冰的過程中，能源消耗是非常少的，可以緩解在用電高峰時造成的用電壓力。在夜晚用電低谷時，通過進行冰蓄冷運行，可以有效提高晚間電能利用率。電力生產是持續進行的，晚間電能消耗較少，就會造成能源的極大浪費。暖通空調的這一設計，可以實現能耗轉移，提高電力能源供需平衡，也是一種節能體現。

2.4變頻調速技術應用

暖通空調在運行中，可以通過合理進行變頻調速，使能源消耗與實際的運行需求相匹配。傳統的固定頻率暖通系統中，空調會基于一個頻率消耗能源，但由于暖通空調制冷、制熱以及通風狀態下，頻率速度是有所差異的，固定頻率就會造成一部分能源的沒有被利用，導致能耗浪費。變頻技術可以在暖通空調設計中，與空調符合情況進行結合，通過對空調運行負荷的監測來自動調頻。這就需要在暖通空調設計應用中增加一個變頻電機，該電機可以在暖通空調運行負荷較低時調整電機速度，進而可以控制送風量和制熱制冷程度，降低能耗量，實現綠色設計應用目標。

3結語

綜上所述，現階段，超高層建筑的數量與規模都在不斷增加，逐漸發展成為當前建筑技術的主流。隨著我國人民群眾的物質生活水平的進一步提高，人們對于現代超高層建筑的安全及其舒適度的要求也愈加嚴格，暖通系統的安全設計及制造工藝已經作為現代超高層建筑保護室內環境的一個重要組成環節，也是一個非常重要的技術環節，它的應用發展狀態在很大程度上直接影響到了超高層建筑的應用。

參考文獻

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