林愛鑫

廈門合力道工程設(shè)計集團股份有限公司（361000）

高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計的常見問題與應(yīng)對途徑分析

林愛鑫

廈門合力道工程設(shè)計集團股份有限公司（361000）

目前，暖通空調(diào)系統(tǒng)已成為高層建筑中必須配置的系統(tǒng)之一。這里針對高層建筑在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方面面臨的主要問題進行分析與闡述，并據(jù)此提出了幾點針對性的措施與建議。

高層建筑；暖通空調(diào)；設(shè)計；問題；應(yīng)對途徑

0 引言

在現(xiàn)代經(jīng)濟社會快速發(fā)展的背景下，人們對于建筑物居住空間舒適性以及安全性的要求日益提高，因此有關(guān)暖通空調(diào)系統(tǒng)的科學設(shè)計必須引起業(yè)內(nèi)人士的高度關(guān)注與重視。實踐表明，暖通空調(diào)系統(tǒng)是高層建筑中能耗最為集中的部分之一，在系統(tǒng)設(shè)計過程應(yīng)做到系統(tǒng)合理性與使用舒適性的最大化，同時還需要盡可能降低系統(tǒng)運行能耗，兼顧運行經(jīng)濟性目標的實現(xiàn)。

1 高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計常見問題

1.1 制冷機裝機容量大

當前，高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計人員多以負荷指標作為估算依據(jù)，造成制冷機裝機容量偏大，初始投資浪費嚴重，還會對部分負荷狀態(tài)下制冷機工作效率產(chǎn)生影響。在實際設(shè)計中，暖通空調(diào)系統(tǒng)單位面積下的制冷機裝機容量顯著高于相關(guān)標準手冊中的冷負荷概算水平。實際情況下，高層建筑中負荷處于峰值的時間非常有限，這也就意味著制冷機長期處于較低負荷狀態(tài)下運行。

1.2 風量選擇不當

防煙樓梯間及前室、合用前室和消防電梯間前室的機械加壓送風量，應(yīng)由計算確定。當計算值和規(guī)范規(guī)定的值不一致時，應(yīng)按兩者中較大值確定。有設(shè)計人員直接按規(guī)范給定的值確定，往往導(dǎo)致選用的風機風量偏小，不能滿足要求。受到正壓送風量相關(guān)因素的影響。目前確定加壓送風量的計算方法有壓差法、風速法、平均風量法、查表法等，在不同計算方法下，計算所得結(jié)果存在較大差異。目前，高層建筑防火設(shè)計規(guī)范以及相關(guān)標準中多采用風速法或壓差法進行計算，但兩者計算結(jié)果仍然存在一定差異，故而在空調(diào)系統(tǒng)風量的選擇上出現(xiàn)一定爭議[1]。

1.3 余壓選擇不當

高層建筑暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)在設(shè)計中存在余壓選擇不當?shù)膯栴}，此問題主要表現(xiàn)為：在高層建筑中僅有地下室防煙樓梯間加壓送風的狀態(tài)下，所對應(yīng)的加壓送風量難以達到設(shè)計標準，且顯著高于現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范中針對防煙樓梯間機械加壓送風系統(tǒng)余壓值的要求。由于沒有性能曲線非常平坦的加壓送風機，此時基本沒有恰當?shù)娘L機可供選擇。有設(shè)計人員直接在樓梯間設(shè)置一臺風量能滿足要求的風機,而所選風機余壓往往過大,甚至超過500 Pa，與現(xiàn)行規(guī)范相差甚遠。

2 高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計應(yīng)對途徑

2.1 通風系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

在保證高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)安全平穩(wěn)運行的前提下，最大限度地降低高層建筑暖通空調(diào)通風系統(tǒng)的運行能耗，必須合理選用排風熱回收裝置，以達到節(jié)能效果。換言之，排風熱回收裝置的合理應(yīng)用能夠有效解決高層建筑暖通空調(diào)在排風系統(tǒng)設(shè)計中存在的不足與缺陷，使排風系統(tǒng)的運行更為高效與穩(wěn)定[2]。

具體措施可以從以下幾個方面入手：

第一，可以于暖通空調(diào)風機盤管位置加裝新風系統(tǒng)。在高層建筑全樓設(shè)計新風量最小值≥20 000.0 m3/h的情況下，可設(shè)計集中排風系統(tǒng)，同時保證總新風量40.0%以上設(shè)置熱回收裝置，在滿足暖通空調(diào)通風性能的同時,達到合理節(jié)約能耗的目的。

第二，針對送風量在3 000.0 m3/h以上的空調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)而言，若新風溫度與排風溫度的差異在± 8.0℃,則在空調(diào)通風系統(tǒng)的設(shè)計中必須考慮設(shè)置熱回收裝置，且保證總新風量70.0%以上的要求。

第三，針對設(shè)計新風量達到4 000.0 m3/h及以上的暖通空調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)而言，若同時滿足新風溫度與排風溫度差異≥±8.0℃的要求，必須考慮設(shè)置專門的熱回收裝。

第四，在排風熱回收裝置的設(shè)置過程中，應(yīng)當盡量選擇設(shè)置跨越熱回收裝置的旁通風管，使高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)在制冷模式運行狀態(tài)下，且室外氣溫逐漸低于室內(nèi)溫度的情況下，由新風換氣機及時檢測該狀態(tài)，并使空調(diào)系統(tǒng)自動切換至旁通熱回收設(shè)備運行模式，及時吸入室外冷空氣,以降低空調(diào)系統(tǒng)自身制冷負荷，發(fā)揮良好的節(jié)能效果。

第五，針對室內(nèi)人員密集、停留時間長，未設(shè)置集中排風、新風系統(tǒng)的高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，可以在各相應(yīng)空調(diào)區(qū)安裝具有熱回收功能的雙向換氣裝置，借助于新風換氣機達到滿意的節(jié)能效果。

2.2 合理選用排風熱回收裝置

排風熱回收裝置的合理選型同樣會直接影響高層建筑暖通空調(diào)排風系統(tǒng)的節(jié)能效果。一般情況下，為達到滿意的節(jié)能效果，在排風熱回收裝置的選擇上，必須遵循以下幾個方面的基本原則：

第一，排風熱回收裝置額定熱回收率在60.0%以上。

第二，針對冬季采暖模式下同時需要除濕功能的空調(diào)系統(tǒng)，應(yīng)當優(yōu)先選用濕熱回收裝置。

第三，針對其余熱回收系統(tǒng)，應(yīng)當以全熱回收裝置為首選方案。

2.3 蒸發(fā)器改良

蒸發(fā)器是暖通空調(diào)系統(tǒng)制冷模塊中非常重要的組成部分之一，主要由銅管以及鋁翅片這兩個部分構(gòu)成。鋁翅片通常有兩種結(jié)構(gòu)形式，一類是波紋片,另一類是橋片，厚度多在0.095～0.1 mm范圍內(nèi)。為了避免蒸發(fā)器在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)運行期間出現(xiàn)故障，通常需要于鋁翅片上涂抹一層親水膜，以免水分在鋁翅片上過多積累。從銅管上來看，常見形式包括光管以及內(nèi)螺紋管兩種類型，外徑均為7.0 mm。相對于光管而言，內(nèi)螺紋管的換熱能力更為優(yōu)秀，對提高蒸發(fā)器換熱能力有重要意義。

2.4 變頻技術(shù)應(yīng)用

變頻技術(shù)能夠改變暖通空調(diào)系統(tǒng)風量，使風機作出相應(yīng)調(diào)整,暖通空調(diào)系統(tǒng)功率發(fā)生相應(yīng)的改變。基于變頻技術(shù)的無極調(diào)速風機多屬于低速送風下的變風量系統(tǒng)，主要由無極調(diào)速風機電機以及自動調(diào)節(jié)風量節(jié)流風閥兩部分構(gòu)成，可通過送風溫度、室內(nèi)溫度以及靜壓等多種方式進行控制?？偟膩碚f，在變頻技術(shù)的應(yīng)用下，能夠顯著降低暖通空調(diào)系統(tǒng)在各種狀態(tài)下的風機轉(zhuǎn)速，進而節(jié)約耗電量，達到節(jié)能減排的效果。

3 結(jié)語

暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量將會直接對高層建筑各項性能的優(yōu)劣程度產(chǎn)生影響。本文針對高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方面存在的主要問題進行分析,指出制冷機裝機容量大、風量選擇不當、余壓選擇不當以及制冷效果不佳是當前暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中面臨的主要的問題，并據(jù)此提出了針對性的措施與建議。

[1]黃中,林向陽,袁白妹.某大型綜合醫(yī)院擴建工程暖通空調(diào)設(shè)計[J].暖通空調(diào),2013,43(2)：12-17.

[2]閆坤惠,丁子虎,潘峰.天津濱海國際機場T2航站樓暖通空調(diào)設(shè)計[J].暖通空調(diào),2016,46(10)：106-111.