暖通設計中常見問題探討

陳躍

(太原理工大學建筑設計研究院有限公司，山西 太原 030024)

國家經濟的不斷增長，建筑行業的蓬勃發展，人民的生活水平提高，帶來了暖通行業應用越來越廣。然而設計市場的良莠不齊，運營管理團隊專業知識的匱乏，造成建筑供暖通風、空調系統前期的設計與后期系統的運行管理脫節，引起了暖通系統在實際運行中出現使用效果不良、運行不節能、噪聲擾民等各種情況。

1 供暖系統的熱源溫度

當前國家規范對于散熱器供暖系統的熱源溫度規定為：散熱器供回水溫度宜為75/50℃，供水溫度不宜大于85℃[1]。而在目前我國大多數地方的供暖系統中，很多市政熱源溫度難以達到75℃的供水溫度，并且在實際使用上，供暖季的初期和末期也沒有那么高供水溫度需求，但在大多新建建筑的供暖設計時，設計人員對設計的建設項目能提供的實際供暖溫度不予調查核實，簡單粗暴地將供暖溫度定為75℃，同時施工階段的供暖系統初調試及運行調試又更多的流于形式，僅僅完成紙質資料就算完事，更有甚者出現有的散熱器前溫控閥的缺失，這就導致采用散熱器的供暖系統一安裝完成就出現水力失調。在運行階段，一但水力失調出現就會引起室內供暖效果不良。系統的使用者或管理者因為專業知識的匱乏，常用的手段僅為加大室內管道、增加散熱器數量等，但這樣的調整治標不治本，對整個供暖系統的運行有害而無益，也與現階段我們國家推行的節能減排，降低碳排放的理念尤為不符。與散熱器供暖系統相比，地面輻射供暖供暖系統要求的水溫較低，一般供水溫度為45℃左右，雖然由于地面輻射供暖系統因為末端盤管阻力較大，戶與戶之間不易出現因水溫變化引起的水力失調，但實際項目的熱源溫度高于或低于設計溫度，均會對實際項目所敷設的埋地盤管間距、長度產生影響。這就要求暖通設計人員的設計更應該貼近于實際，盡可能的從供暖系統的源頭上控制，對項目的實際供暖溫度進行調查核實，同時也對施工及運營管理人員的專業能力提出更高的要求。

2 分體空調室外機的安裝

隨著生活水平的提高，分體空調越來越多的進入人們的生活，在目前大部分新建住宅建筑或部分小型公共建筑設計中，前期建筑方案大多數會考慮分體空調室外機的放置位置，但這種階段暖通專業人員往往很少參與，即使進入項目施工圖的設計階段，暖通專業設計人員對于這種室內考慮分體空調的情況大多采取簡單的甲方自理一帶而過，而建筑方案人員由于暖通知識的不全面，這就造成有些居住建筑大戶型室外機因為尺寸較大而無處放置，而有些無室外機位置預留的公共建筑也沒地可放，這種情況在改造后的老舊小區、建成十五年左右規模不是很大的公共建筑中尤為普遍，很多使用者將分體空調室外機直接外掛于外墻上。這種室外機的外墻外掛簡單方便缺弊端較多：首先施工安裝時危險性大，且一般采用角鋼作為支架，隨著角鋼本身使用時間的延長，外掛室外機成為高空墜物的風險性也增加；其次這種安裝方式雖然僅在外墻上打幾個小孔，但卻對外墻的保溫整體性造成破壞，隨著降雨、暴曬、冬季凍融等各種外界因素的綜合影響，不但影響外墻的保溫性能，可能引起保溫層與建筑主體結構脫開，嚴重時甚至會導致脫落；再次這種外掛安裝大多沒有隔音減噪措施，一旦開機運行，尤其是晚上，在臨近臥室等主要功能房間外墻處安裝的分體空調室外機組的運行噪聲大多超過目前國家規范對于建筑外部噪聲聲源傳播至主要功能房間的噪聲限值規定(如表1所示)。

表1 建筑物外部噪聲源傳播至主要功能房間室內的噪聲限值[6]

對周圍住戶的正常休息睡眠也存在著極大的影響。這種情況的出現，根本原因在于設計前期暖通人員的參與度較少，專業間配合度差，設計的后期也著重于設計任務的完成，設計文件上的一句簡單甲方自理，而忽略了對分體空調室外機放置位置的考慮，或者忽略了對實際預留的分體空調室外機空間的校核，造成設備無處放置，或者部分預留的位置因為戶型較大而室外機放置不下的尷尬局面(如圖1所示)，也對人們的正常生活造成不良影響，所以對于一個建筑項目的設計工作，在于各個專業的共同協作，各方因素綜合考慮。當然，后期的嚴格而合理的管理對于這種尷尬又有隱患的局面能起到一定的緩解作用，亦是不可缺失。

圖1 分體空調室外機安裝現狀圖

3 室外新風進風口的設置

隨著生活水平的提高，人們對室內空氣的品質要求也越來越高，現在大多數公共建筑在項目設計時就開始考慮室外新風的引入，同時普通居住建筑的新風設置也開始普及。對于民用建筑室外新風進風口的設置，相關規范及技術措施規定為：1)進風口應直接設置在室外空氣較清潔的地點，應盡量設在排風口的上風側且應低于排風口；2)避免進風、排風短路；3)進風口的底部距室外地坪不宜小于2m，當進風口設在綠化地帶時，不宜小于lm[1-2]。這些相關要求對于單獨的地上部分公共建筑，幾乎均能滿足，但對于地上部分的多層、高層居住建筑而言，現行的住宅相關標準亦有相應的要求[3]。但是目前的不管是居住小區也好，還是商業綜合體也好，亦或是大型辦公區也好，大多是停車場、餐飲、商業等多種功能不同程度的結合，這些功能復雜的建筑內存在著較多的功能區域需要設置通風設施，一般情況下，建筑建設主體為了達到最大程度的空間利用，這些區域的地下排風出口大多設置于貼臨主體建筑外墻開口，亦或是在出景觀地面后直接開口排放，而地上部分的排風出口則大多為直接平層外墻開口。絕大多數項目設計從單一功能區域的進排風口位置設置來看，均能滿足相關規范和行業要求，但把整個建筑的通風系統統一來看，就會發現存在著諸多的不合理，有地上進風口距離地下區域排風口較近，亦有餐飲排油煙出口貼臨地上區域進風口，也有新風進風口與衛生間直接外排排風口距離較小，后期垃圾臨時堆放點緊挨進風口等等；這些問題均有可能造成設置新風系統的建筑室內空氣品質不升反降，室內出現汽車尾氣味、飯菜味，甚至臭味。氣流的擴散無序而迅速，而建筑的通風系統是一個整體，這就需要暖通的設計人員在設計之初就應從整體著手，通盤考慮，對整個建筑的氣流組織合理規劃，而不是僅僅完成每個區域的通風設置就算完成；同時應該充分考慮建筑外的主要風環境以及相鄰建筑的通風設施的設置。另外后期的運行管理中，也應注意熟悉整個區域建筑的通風口設置情況，盡量避免將產生異味、毒性、重污染的物品放置于進風口附近。由于民用建筑內也存在著使用燃氣的鍋爐房、制冷用機房等，其泄露的燃氣、制冷劑等均對會危及人生安全，更應該引起我們的重視，尤其是現在肆虐全球的新冠病毒，更凸顯出新風系統的室外進風口合理設置的重要性。

4 室內供暖管溝的設置

目前，居住建筑散熱器供暖系統大多采用垂直雙管系統或者共用立管的分戶獨立循環雙管系統，公共建筑大多采用雙管系統[1]；熱水地面輻射供暖系統大多采用下供下回雙管系統，在沒有地下室或者設備層的新建建筑中，供暖系統干管大多設置于供暖管溝內，而供暖管溝的設置一般情況下由暖通設計人員確定范圍及尺寸后，再提交結構專業，讓土建專業予以實施。室內供暖管溝的詳細設計在相關國家規范中表述較少，而且在實際操作中存在兩個專業的協調配合，很多時候會出現因為結構基礎、地梁的的布置引起供暖管溝尺寸不足，也有因為設計人員疏忽或者經驗不足漏設管溝出入排水洞、集水坑等情況。在民用建筑中，室內管溝一般采用半通行管溝，尺寸一般為1000x1200(bxh)[2]，設計時應根據不同項目的實際情況確定管溝詳細設置尺寸，提交結構專業時也應仔細核對，避免后期施工過程中施工不便或者后期檢修維護困難。由于供暖系統供暖干管敷設于管溝內，管道上有較多的調節、關斷閥門以及三通接口，存在平時漏水、檢修維護放水的可能，一但出現管道漏水，或檢修放水，如果不及時排除或者清理，長期存在于室內管溝內，對于室內人群的正常生活，甚至身體健康都會造成不良影響。室內管溝設計時溝底橫向應有0.01～0.02的坡度，縱向坡向與管道一致，坡度宜≥0.001，從目前的國家規范或地方圖集看，管溝內的積水排放措施有兩種：1)在室內供暖管溝最低點設置深度不小于0.5m的集水坑[4]，集水坑設置于檢查井或小室內;2)在室內供暖管溝最低點設置排水洞與室外管溝相連通，一但室內管溝內積水可以及時排至室外檢查井[5](如圖2、3所示)。這兩種設置均能解決管溝內滲水漏水的問題，但均需要維護管理人員定期檢查清理，這也需要一個很好的維護管理制度作為支撐。

圖2 管溝出入平接口

圖3 管溝出入有高差接口

5 新風換氣機的設置

隨著相關國家規范、行業標準對民用建筑節能要求以及人們認識水平的越來越高，新風換氣機在民用建筑中的應用越來越普遍，新風換氣機可以利用建筑或其他系統的排風與室外引入的新風進行能量交換，在滿足室內通風要求的前提下，可以實現在夏季回收部分的空調冷量，冬季回收系統的部分熱量，對于小風量的新風換氣機，還具有新風機、排風機集合為一體，設計方便、安裝靈活的特點。但新風換氣機組由于自身的特點，在設計選用時應該注意:1)噪聲，參考國內某知名品牌新風換氣機參數：2000m3/h風量的新風換氣機組，機外余壓170Pa，在額定靜壓安裝條件、半消音室測得的噪聲值為57dB,而在實際項目使用現場，機組的噪聲值絕大部分大于該測量值。在最新的國家規范中，建筑物內部建筑設備傳播至主要功能房間室內的噪聲限值，日常生活、閱讀、自學等：40dB；教學、醫療、辦公、會議等：45dB[6](如表2所示)。遠遠低于新風機組的自身噪聲值，設計人員在設計時就應注意使新風換氣機的設置位置遠離主要功能房間，條件允許時可放置于專用機房內，當機組設置位置距離主要功能房間較近，亦無專用機房時，就應在機組吊裝處采用吸聲材料做局部消聲，風管上加設消聲器，或其他消聲減震措施使其噪聲值以達到規范要求，同時不影響人們正常工作生活；2)機組余壓，從前面所述新風換氣機組參數可以看出，此類型的標準機組機外余壓一般不大，在民用建筑內設置后，一般因考慮消聲減噪、防凍、防火、甚至風量調節，會在風道上增設消聲器、保溫密閉閥、防火閥、多葉調節閥、風道蝶閥等，這些閥門或附件的設置均會消耗機組一部分余壓。同時，在末端也應嚴格核對所服務區域的送風口高度、送風距離等實際情況，校核不同風口形式的風口風速、送排風管道長度；所以在新風換氣機的設計過程中，應注意系統的合理布置，仔細校核不同情況下的末端風壓，而不是隨意敷設管道，造成系統風量不足，噪聲增大，甚至末端風口無風的情況。

表2 建筑物內部建筑設備傳播至主要功能房間室內的噪聲限值[6]

6 結語

隨著社會經濟的快速發展，技術的不斷進步，人們對建筑造型、室內功能區域布置的要求越來越多，對室內環境品質的要求也越來越高，雖然這些都讓暖通人的工作更加復雜而繁瑣，但“萬丈高樓從地起”，影響室內環境的最基礎的暖通單元仍然沒有改變，良好的室內環境的營造，不是越“高大上”的系統就越好，而是應用到的最基本的暖通單元的合理搭配，與建筑本身的和諧共存。節能減排不是單一環節，單一過程，真正的節能并不是最后看數值少了多少，百分比下降了多少。供暖、通風與空調的每一個環節均涉及到能源、材料的使用，做好每一個環節，就是最好的節能減排，經濟合理合規的每一個環節，就是最好的節能減排，就是最好的對國家節能減排、降低碳排放政策號召的相應。