高層建筑暖通設計中的常見問題及措施

張亮亮

（甘肅宏圖建筑設計有限公司，甘肅 蘭州 730000）

伴隨著改革開放的步伐日益加快，各地區的城市化進程發展變化也是突飛猛進，城市的高樓建筑如雨后春筍般涌現出來，眾多的開發商都加快了建筑項目建設步伐以獲取更多的經濟回報。建筑行業的綠色化、可持續化、環保化一直是發展中不可忽視的重點問題，建筑環境和諧統一，才能使房建工程更加節能減排、低碳高效，顯著提高企業的綜合競爭力。受多方面因素的制約，目前高層建筑暖通設計有待健全、完善，實踐運用過程中難免產生諸多不足。此些狀況會負面作用于居民的生活質量和居住體驗，也增大了建筑企業的維修保養難度。因此，提高高層建筑暖通設計的設計和施工能力，根本上解決供暖難題，保障人們的生活水平，是建筑行業極為重視并在盡力改善的問題。

1 暖通設計的基本概念

暖通設計是高層房屋建筑中不可或缺、至關重要的環節。暖通設計通常分幾大方面：首先是采暖，是暖通設計的基礎和關鍵，依靠外部設備吸取熱量，用以提升室內的溫度；其次是空調，空調的運行和采暖是完全相反的，將屋內的熱量集中起來然后排出，以確保屋內溫度處于舒適水平；再次是通風，室內如果有人生活，會有很多二氧化碳產生，但是采暖設施要求在通風的前提下工作，因此通風環節至為關鍵。一般而言，暖通項目包括三個環節，第一個環節是方案制定，第二個環節是工程設計，第三個環節是現場作業。不同時期間互相推動、互相影響，關系緊密，只有各個環節的工作都確保質量，才可將暖通設計的效果最大化地發揮出來。

2 高層建筑暖通的相關設計原則

在設計暖通系統的時候，可將通風、生態保護、室內采暖作為著力點，為人們創造優良的居住環境。在設計工作開展過程中，應當遵照下述準則：環境的保護和業主的生命財產安全始終放在首位，遵循綠色低碳的發展理念，在不對室內室外產生固體廢棄物污染的前提下保障空氣流通，節能降耗，實現室內外環境的和諧統一，這也是對可持續發展價值觀的有力踐行；社會經濟的高速發展，環境資源被過度消耗，不是可長久發展之計，一大批環保清潔能源應運而生，其中比較有代表性的當屬天然氣和太陽能資源，可再生無污染能源也是行業目前及未來發展的趨勢。

3 高層建筑暖通設計中存有的缺陷

3.1 通風系統設計不夠科學

當前高層、超高層建筑不斷增多，在這些建筑的地下室空間，通常存放很多設備，并且風井需要和生活建筑共同使用，為此在設計豎向風管的時候應當格外注重長度，并且科學處置斷面直徑問題。在規劃風井的過程中，需預先考慮到提前留出管道安裝所需的施工空間。安裝風井所需的施工空間在設計中很容易被忽略，在設計的圖紙中管道尺寸可被容納，但在后期的管道施工時，空間不足，而此時風井的圍護結構多已施工完畢，唯一解決辦法不得不破壞掉已完工的風井圍墻，待放入風管后再重新砌筑。如此操作，費時耗力，是對資金、人力、時間、資源的極大浪費，也是設計中要加以重視、預先規劃出解決方案的問題。

3.2 散熱器選取與系統規劃不科學

對于高層建筑而言，在規劃暖通系統的時候，散熱器的選取十分重要，應當依據各種客觀環境與運用狀況合理的選擇。若室內的濕度較大，鑄鐵散熱器則是優中之選。

若衛生間的設計考慮美觀的因素，鋼制散熱器則是更好的選擇，既符合了美學標準又防止腐蝕問題的產生。對于樓梯間溫度通常不高、凍結可能性大等區域，設計要求中已指出，散熱器應當使用單獨模式的管道進行熱量的供給，調節閥并非不可缺少的設備。在施工實踐中，一些建筑樓層散熱器和臨近樓梯之間配有公共立管，并且是兩端相連的架構。如果用戶一端的散熱器不經常運用亦或將閥門關上，會導致樓梯間散熱器產生風險的可能性增大，更有甚者，會致使散熱器溫度不達標導致其被凍裂，會嚴重影響整棟建筑的采暖效果。

3.3 采暖管道安裝的相關問題

采暖管道的安裝是至關重要的環節，也有相關的行業規范和標準。其中比較重要的環節是采暖管道的施工，應當設計恰當的坡度。但在許多的施工現場，供暖的坡度不符合標準，低于規定數值，更有甚者在無坡度的情況下直接鋪設。此種做法的后果是嚴重且危險的，當散熱器內的積氣無法及時排除時，不僅影響采暖系統的工作效果，還會增加采暖設備損壞的風險。采暖系統的管道設計通常存在很多支路，科學合理地規劃各支路的布局連接，根據其各自的管道壓力和應用特點精心設計支路閥門與主干管相連的口，最后保證采暖管道的實效性。

3.4 圖紙設計的相關問題

高層建筑暖通項目的圖紙設計是施工安裝的理論依據，圖紙設計的科學性和完整性是采暖效果充分發揮的重要保障。如果對設計中的冷熱負載、熱工況、熱源、冷源等重要參數不能做好精準掌握，設計的困難系數會大大增加；若對平面設計的理解不很深入，繪制內容的細節就禁不起仔細推敲。采暖設計中常見問題包括：主干管最高位置缺少排氣設施、系統圖深度與要求不一致、管道直徑標注具有誤差等，均會不同程度影響高層建筑暖通系統的運行效能。

4 高層建筑暖通設計中的改進措施

4.1 在高層建筑暖通設計中利用 BIM 技術

BIM技術是近幾年新出現的一種技術，十分受技術工作者的認可，設計者可利用該技術建立HVAC系統，建立立體模型，還能夠設計需求對模型進行調節，以達到設計標準。視圖的改變會致使其他模型產生一定的變化。把該技術應用到暖通工程設計中，不但能夠清楚呈現所有分支管線的模型，還能夠即時查看管線交錯狀況與轉彎位置的設計是否合理，是優化高層建筑暖通設計的理想工具。BIM技術的優勢不止體現在設計方面，也為設計工作者開展工作創造了諸多便利，比如能夠依據設計需求自行選取任一的剖切圖，快速生成和其相一致的剖面圖，大幅增快暖通工程的設計速度。該技術能夠輔助設計工作者選擇高質量產品，提升產品品質，依據設計標準迅速核算出產品模型的重要參數，為構建虛擬模型提供數據支持。

4.2 提升暖通設計人員素養

對于暖通項目而言，無論是設計者還是作業人員均十分關鍵，在項目設計科學性、建設質量方面起著不可忽視的作用，建筑企業一定要增大對有關人員專業技能的關注力度，恰當開展內容與需求相一致的培訓活動，并有計劃地聘請行業專家來對設計人員進行授課指導，使企業整體的設計和施工能力得到根本的提升。技術競賽是可借鑒的提高工作人員技術水平的方式，建筑企業應積極動員、創造一切機會鼓勵設計人員參與其中，為設計人員提供交流技術與共同探討的平臺，激發出員工的設計潛能和工作熱情，項目就已經成功了一半。不僅如此，安全是施工過程中最為重要的因素，設計人員應將安全理念融入進設計的全過程，以暖通設計安全規范為指導進行設計工作；單位也需增強對作業人員的培訓力度，深化安全認識，要求其依據暖通建筑安全標準進行施工，不得任意變更工作流程，忽略與安全相關的任何細節，最大程度保證暖通工程的設計和施工質量。

4.3 加強節能環保措施

目前，對高層建筑的暖通工程，許多建筑企業雖然認識到保護環境與節能降耗的重要性，但在實際的設計和施工過程中，受主客觀諸多因素的限制，在節能環保這方面做得不夠多也不夠好，也造成了建筑行業資源浪費、環境污染的現象頻繁發生。暖通項目設計繁雜，體系巨大，能源消耗量很大，空調系統會導致能耗更高，長此以往，后果不堪設想，節能減排已是當務之急的任務。科學的做法是采用先進的技術及設備，理論聯系實際，在保障暖通設計符合項目要求的前提下，制定切實可行的節能方案，從根本上降低暖通工程的能源消耗。首先，設計人員將節能環保的理念和實際的處理措施融入設計方案中，且施工過程中要求現場人員以設計方案為指導，按部就班地執行；其次，選擇質量和技術更過硬的設備，延長暖通設備的使用壽命，也從側面實現節能減排的目的。

4.4 暖通空調的消音設計

暖通空調的噪音會影響住戶的居住質量，消音設計也是暖通空調的重點部分，設計中選用消音設施，降低噪音污染，為人們創造愜意的居住環境。隔離方式的效果很好，能夠讓消音的需求得到滿足。還能夠打造備用房當做消音處置方略的支撐，在機房中鋪上充足的消音材料，把消音器與消音靜壓箱等放在風管位置，對噪聲的降低有非常顯著的效果。由于空調機房一般設計在功能房周圍，地點十分關鍵，對設計有很高的要求，為此采用降噪舉措是十分有必要的。

4.5 注重設計方案的成本

高質量的設計通常會帶來更高的經濟效益，設計人員在確保所設計內容符合項目要求的前提下，堅持經濟適用的原則，不影響暖通設計質量的同時可降低項目的成本投入，是高水平的設計要追求的目標。在此目標的驅動下，整個設計也會更加的科學合理高效。重視暖通設計的經濟性，不代表可忽略項目的舒適和美觀等特性，全面考慮各個環節各個因素，暖通設計的計劃會更為健全、精良。

5 高層建筑暖通設計的創新

隨著住宅用地越來越緊張，人口基數大，住宅建筑高層化是建筑行業的發展趨勢，暖通領域也會隨之有更廣闊的發展前景，因此為了整個行業健康均衡的發展，很有必要加大對高層房屋暖通設計變革與開發方面的投資。支持引導設計工作者制定更科學的設計計劃，使暖通工程更好地為人們的生活服務。

5.1 優化現有設計理念和方法

高層建筑暖通設計需要更加規范化、標準化、全面化，即涵蓋面廣又兼容細節。目前在能耗節省方面已有很大突破，能夠讓建筑熱負荷大幅減小，確保系統能耗、采暖熱源能耗均符合標準要求。高層建筑暖通設計不僅需要考慮技術層面，還需兼顧社會經濟環境等客觀情況，更不可忽視節能環保的重要性。將動態化觀念融入設計創造中，使設計方案能更靈活地應對各種復雜多變的工況。

5.2 能源效率優化設計

依據當前普遍運用的中央空調型冷源評判，直燃型冷水機組仍是市場的首要選擇，它具有長期平穩運用的優點。蓄水型空調在實踐運用期間盡管能夠實現高峰階段電力負荷的平穩，節省電能支出，然而依舊會導致電能使用數量增高，需要引進一些先進技術和工藝來解決這些疑難問題。盡管新技術新設備的成熟應用還需要一個長時間完善的過程，也需要從業人員不斷積累經驗，不斷歸納梳理，參考國外領先技術舉措，引入最先進的研究成果，和國內的現狀深度融合，最終實現提升能源效率、節能降耗的大目標。

5.3 大數據AI制圖

近20年來，互聯網技術的發展突飛猛進，給各行各業都帶來了巨大的顛覆與變革，另一方面，大數據、人工智能時代，對傳統工業技術的創新與發展都起到了積極的作用。近幾年來比較熱門的大數據分析與AI智能繪圖結合的技術，給暖通設計行業帶來了不小的變革。全新的科技大大提高了傳統人工繪圖的效率、準確度，及對標準規范的應用程度。目前新興的科技還在萌芽發展階段，但伴隨網絡行業與計算機技術的不斷發展，該技術有期望和以前由手工繪制轉變成電腦繪制一樣，不斷成熟完善，最終被廣泛使用。

6 結束語

綜上所述，高層建筑暖通設計伴隨著建筑行業的蓬勃發展也經歷了快速的變化和改變，取得優異成績的同時也暴露了一些漏洞與不足，文章正是針對目前存在的問題提出了具體的解決措施。房屋住宅是關系到人們衣食住行日常生活中最為關鍵的一項，和住宅相關的方方面面無小事。生活水平的提升使人們對高層建筑的室內環境要求也相對提高，為提供舒適度更高的居住體驗，獲得更高的房屋滿意度和市場認可度，暖通設計至關重要且還需進一步的優化完善，這也間接影響著房屋的使用壽命。所以建筑行業必須強調暖通設計的重要性，提升暖通設計的能力和現場施工的水準，為人們創造更加優質、舒適的居住環境，也推動這個行業穩定健康地向前發展。