關于建筑工程暖通空調設計的探討

陳眾舉

(合肥秋實城鄉規劃設計有限責任公司，安徽 合肥 230001)

現階段，暖通空調技術已經伴隨著工業化進程的發展而日漸成熟，成為了現代建筑的重要組成之一，可以起到通風換氣的作用，能夠有效地調控建筑內部的溫度與濕度[1]。而建筑工程暖通空調設計比較復雜，同時還需要結合建筑自身的實際情況，因此設計中容易出現問題，同時多數設計人員在設計工作中并不會過多考慮空調能耗，故造成了較多的能源浪費現象。在這一背景下暖通空調設計工作需要得到優化，設計人員理應正視當前問題，并探索問題解決方法，旨在保障暖通空調系統滿足應用需求，保障用戶生活質量，同時盡可能降低能耗，故有必要展開相關研究。

1 暖通空調設計原則與要點

1.1 設計原則

暖通空調設計應當注意三大原則，具體如下。

第一，功能性原則。即暖通空調的主要功能是調節室內環境溫度，使得建筑內部溫度更加適宜人們生活，讓人們的室內生活更加舒適，提高生活質量，因此，空調的功能性必須滿足用戶需求。事實上，某些暖通空調雖然具有調節溫度的功能，但因為設計存在問題，所以空調送風不能均勻到達整個空間，故溫度調節的實際效果不如預期所想，說明暖通空調功能性不足，實際設計中要遵從功能性原則展開相關工作。值得注意的是，功能性原則是最高原則，即無論設計如何開展，暖通空調的功能性都必須達標，否則暖通空調就失去了它原有的應用價值。

第二，環保性原則。即暖通空調的使用需要消耗大量電能，同時使用過程中會造成一定的空氣污染，嚴重時對用戶身體健康不利，故現代視域下暖通空調設計要注意環保性，盡可能地降低能耗，最大限度地控制污染是設計人員要重視的問題。環保性原則僅次于功能性原則，只要暖通空調功能性滿足實際需求，能耗與污染情況就要降至最低，這是環保性原則的內涵體現[2]。

第三，經濟性原則。即暖通空調使用中需要消耗電能，故會帶來用電成本，同時暖通空調可能會出現故障，因此存在故障檢修成本。著眼于這一點，當空調電能消耗大、故障頻率高，就會使得兩大成本增大，給用戶帶來較高經濟負擔，反之能最大限度降低暖通空調使用成本，說明空調經濟性良好。針對這一點，設計人員在工作中應當重視經濟性原則，該原則與環保性原則有一定相通之處，但也有區別，設計人員要注意區分。

1.2 要點

暖通空調設計中有三大要點要引起重視，內容如下。

第一，冷熱源。即暖通空調的溫度調節功能有制熱、制冷兩個方向，而不同方向的能源存在一定差異，因此空調需要配備冷熱源。冷熱源雖然存在差異，但對空調功能性的影響形式及影響關系是相同的，如果冷熱源存在問題就會直接影響到空調的功能性，影響形式是溫度調節幅度減小，也就是常見的“空調制熱或制冷能力不足”問題，因此冷熱源雖不至于導致空調無法運作，但會影響其使用價值，同時還可能導致空調能源消耗過大，且出現這樣的問題需要進行檢修，可見冷熱源與以上三大原則均有關聯，設計人員理應對其保持重視，盡可能避免問題發生。

第二，空調選型。即暖通空調有多種類型，諸如定風量全空氣空調系統、風機盤管加新風空調系統、單元式空調機等，不同類型的功能特點、功率大小、能耗及污染程度等都存在差異，適用于不同情況，如果錯誤選擇空調類型，就很容易造成不利影響，諸如加大空調使用成本，或者造成比較嚴重的環境污染。在這一條件下設計人員理應做好空調選型工作，過程中要結合實際情況、了解空調特點，這樣才能避免問題發生[3]。

第三，水泵系統選型。水泵系統是暖通空調外接系統，主要是給空調供水，以便空調制熱、制冷功能運作，但作為外接系統其環境獨立，如果該系統與環境存在沖突就可能出現供水不利的現象，間接導致暖通空調制熱、制冷功能運作不暢，出現功能性問題。針對這一點，設計人員應當慎重對水泵系統進行選型，而且在這一過程中需要結合現實情況與供水要求作出判斷[4]。

2 暖通空調常見問題

2.1 冷熱源設計盲目

因為不同地域環境的氣候變化比較穩定、特征鮮明，所以本地的一些暖通空調設計人員在工作中往往不需要頻繁的更換冷熱源設計方案，長期之下可能會形成盲目的觀念，每次設計直接選用慣用方案。這種做法在一般情況下確實不會造成問題，方案基本實用，而正因為這一點導致許多設計人員更加盲目，開始忽視設計前了解現實情況的工作，設計呈現出機械化的狀態。但實際情況隨時可能會發生變化，設計人員無法保障慣用方案適用于任何情況，在這種盲目觀念下冷熱源設計成果可能會出現問題，如設計成本過大、效果不顯著、易損壞、污染嚴重等。例如，某設計人員在設計中慣用冷熱源設計方案為電制冷+水換熱，該方案在普遍情況下確實最為適用，但某次設計中建筑所在區域比較貧困，適用該方案給用戶造成了較大的經濟壓力，同時受環境影響，該方案經常損壞，還帶來了不小的麻煩。從這一角度出發，暖通空調設計中一定要慎重對待冷熱源設計工作，不可盲目。

2.2 系統協調性差

暖通空調由多個系統組成，每個系統之間存在緊密關系，若某個系統出現問題，勢必對其他系統造成影響，使得整體系統出現質量問題，因此，暖通空調設計必須保障各系統之間有良好的協調性。但現實情況中受一些因素影響，設計人員并不能保障系統之間的協調性，經常出現設計上的失誤，影響空調作用的發揮。例如，某暖通空調設計項目中，因為項目工期比較緊，且涉及內容比較多，所以企業安排了多名人員同時負責相關系統設計，意圖通過在最后將各人員設計成果集成的方式完成設計，這種做法在理論上確實行之有效，但實際情況中首先因為相關人員之間缺乏溝通，所以自身工作中并未考慮他人因素，使得設計成果難以與其他人設計成果接洽，雖能集成，但效果并不達標。其次企業在使用該方法中也沒有提醒設計人員注意溝通，同時未有效實施工作監督機制，因此問題才會發生。針對這一點，建議企業在使用以上方法進行設計時，一定要加強監管、強調溝通，并且通過最終審批來保障系統協調性。

2.3 空調選型主觀化

空調設備是暖通空調設計的核心，也是整個系統的重要設備，如果空調設備存在問題，就會對系統應用造成多方面的影響，因此設計人員理應注意這一點。但從現實角度來看，許多設計人員在設計中都會出現空調選型主觀化的問題，這種問題一般是因為設計人員缺乏專業素質而導致的，即暖通空調設計中涉及到的空調設備有很多類型，不同類型的設備具有不同的功能、特征，因此適用情況并不相同，且能夠滿足用戶個性化需求，說明空調選型工作非常重要，但在缺乏專業素質的情況下設計人員可能不會過多的考慮用戶需求問題，只會根據適用條件來選擇空調設備。例如，某設計人員在設計中發現空調安裝環境的空間比較小，因此直接選擇了風機盤管加新風空調系統，但其忽略了用戶的個性化需求，所選擇的空調在功能上比較單一(風機盤管加新風空調系統也分為多種類型，其中一些功能比較豐富，但也有一些比較單一)，這種表現說明設計人員缺乏專業服務素質。除此以外，還有一些設計人員可能在經驗上有所欠缺，設計能力不足，設計中常出現設計成果與實際情況不符的問題，這種問題在空調選型或安裝等層面上也有體現。針對這些現象建議企業做好內部培訓，盡可能提高設計人員專業水平、強化他們的服務意識。

2.4 忽視能耗問題

暖通空調系統本身就具有較高的能耗，這一問題現已得到重視，故系統設計要求做好節能減排工作，但不少設計人員并不重視能耗問題，設計中常為了追求功能而忽視能耗大小，與當下空調系統設計理念不符。以水泵選型為例，某些設計人員為了追求功能，盲目選擇四管制水泵，因此造成了較大的能耗。針對這種現象，企業應當展開思想教育，轉變設計人員思想，促使他們注重能耗問題，做好暖通空調節能減排設計工作。

3 暖通空調設計策略

著眼于暖通空調的四大設計要點，設計人員需要采用合適的策略完成設計任務，策略要符合三大原則來設定。

3.1 冷熱源設計策略

冷熱源設計中設計人員應當根據實際情況設定方案，嚴格圍繞方案選擇策略，常見方案與策略如下。

第一，電制冷+工業余熱方案。該方案適用于空曠環境當中，因為該方案當中的暖通空調系統占地面積比較大，所以無法安置在狹小或內部物體較多的環境中。該方案的制冷功能主要通過電能與制冷液來實現，可以配備大功率電機，制冷效果良好，而制熱功能則通過工業生產活動中余熱與換熱設備結合，依靠換熱原理獲得熱能、實行制熱，故該方案在制熱功能方面的節能性良好。值得注意的是，該方案的造價與使用成本較高，因此要慎重選擇，但與其他方案相比，該方案在冷暖源方面的環保性與節能性良好，若無經濟壓力，且條件允許，可以考慮該方案。

第二，地源熱泵冷熱源方案。該方案中的熱源主要是建筑工程周邊的巖土體，借助蓄溫功能可以獲得冷源或熱源，即巖土體可以在氣溫較高的情況下蓄積熱能，熱能會進入地質淺層，這樣進入寒冷季節，通過系統就能調度淺層熱能制熱，同時巖土體在寒冷季節又會蓄積冷能，在炎熱季節提供冷源制冷，如此循環即可滿足實際需求。可以看出，地源熱泵冷熱源方案的節能性非常突出，冷熱源均源于自然環境，但在功能性原則、經濟性原則方面該方案表現較差，即因為每一年季節溫度、時長存在著較大的差異，所以冷熱源溫度高低、存量不穩定，故功能性會出現較大波動，同時該方案施工范圍大、周期長，且涉及到地源熱泵系統，還要開展地下作業，因此成本很高。

3.2 空調選型策略

設計人員應當進行現場勘查工作，了解現實情況后再根據空調特點展開相應的選型工作，下文介紹了常見空調的特點與適用情況，以便選擇。

第一，定風量全空氣空調系統。該空調具有功能豐富、環境污染小的特點，即該空調可以對空氣進行有效過濾，還能控制環境相對濕度比等，這是其他空調不具備的功能。同時該空調出風口較多，經過控制可以保障氣流分布合理，適用于環境要求高、空間大、濕度要求精準的環境。

第二，風機盤管加新風空調系統。該空調風管較小，因此具有占地面積較小的特點，但也是優點，故使用中可以根據建筑工程空間劃分結果，在每個隔間中均安裝一根風管，這樣內部人員可以根據不同建筑工程的個性化需求對溫度進行調整，同時該空調也具備調節相對濕度的功能。但是，該空調的空氣過濾性、氣流可控性比較差，不能用于環境要求復雜、多面的建筑工程。

3.3 水泵系統選型策略

目前，暖通空調水系統中比較常見的有兩種，具體如下。

第一，二管制。該水泵系統屬于循環系統，在其系統內部僅有兩根供水管組成，兩根水管分別為供水管與回水管，故空調開啟時根據用戶所選模式，冷熱源會向對應供水管供水，在冷熱源內水體會被降溫或加熱，形成冷水或熱水，這樣就實現了制冷或制熱。二管制適用于溫度要求單一、空間環境較小的情況中，因為二管制是循環作業的，所以不能做到同時供暖、制冷，故無法同時滿足不同目標的需求[5]。

第二，四管制。該水泵系統的運作方式也是循環，但除了兩根冷水供回水管以外，還有兩根熱水供回水管，因此使得暖通空調能夠同時制冷或者制熱，功能性上更加強大。但四管制的能耗相對比較高，故運行成本高，適用于一些對室內溫濕度環境要求較高的建筑工程項目，同時備用罐的故障率較高，設計人員要慎重選擇。

4 結 語

綜上所述，面對不同類型的建筑工程，暖通空調設計也必須貼合實際進行相應調整，否則有可能會造成多種問題，不利于空調發揮作用。因此，在空調設計當中，建議設計人員預先了解建筑工程的實際情況，然后再結合空調特點、配置系統特點進行選型，再采用相關策略完成設計，確保空調能發揮應有作用。