李勁松

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅速發(fā)展，建筑行業(yè)已然成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱型產(chǎn)業(yè)，對(duì)人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生著深刻的影響。暖通空調(diào)系統(tǒng)作為建筑的重要組成部分之一，對(duì)人們的居住體驗(yàn)有著直接的影響。由于城市空間的限制，為了提高土地利用率，近年來高層建筑屢見不鮮，針對(duì)高層建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題，本文簡(jiǎn)要分析了其設(shè)計(jì)原則及相關(guān)問題，并對(duì)其解決對(duì)策進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述。

關(guān)鍵詞：高層建筑；暖通；空調(diào)

1引言

近年來，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市建設(shè)速度不斷加快，城市土地資源的供需矛盾愈演愈烈，為了進(jìn)一步提高城市土地資源的利用率，高層建筑得到了越來越廣泛的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)最大化的土地利用率。在高層建筑中，為了給用戶提供舒適的居住體驗(yàn)，暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵，不同于傳統(tǒng)低層建筑，需要兼顧高層建筑的施工難度與施工效率，因此其暖通空調(diào)設(shè)計(jì)具有一定的難度。本文主要針對(duì)高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，對(duì)其原則、常見問題及解決對(duì)策進(jìn)行簡(jiǎn)要的闡述。

2高層建筑的空調(diào)設(shè)計(jì)

一般來說，高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)具有三條重要原則：一是負(fù)荷的精確計(jì)算，需要根據(jù)高層建筑中的人數(shù)合理估計(jì)風(fēng)量，進(jìn)而指導(dǎo)設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)的總?cè)萘?；二是根?jù)高層建筑的具體層數(shù)與高度，確定空調(diào)系統(tǒng)的具體規(guī)格與標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)流程；三是整體把握高層建筑的供水、供電供暖等設(shè)計(jì)，充分了解室內(nèi)暖通空調(diào)安裝位置的具體情況，合理地設(shè)計(jì)空調(diào)管線。

針對(duì)不同的建筑類型，暖通空調(diào)系統(tǒng)可以進(jìn)一步分為全空氣空調(diào)系統(tǒng)以及空氣-水暖通空調(diào)系統(tǒng)兩大類。全空氣高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)作為商場(chǎng)、寫字樓以及酒店等商用建筑的常見空調(diào)類型，主要通過空氣處理機(jī)組的組合利用產(chǎn)生冷熱水來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)。由于空調(diào)系統(tǒng)在進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)時(shí)只利用了空氣，因而被稱作全空氣空調(diào)系統(tǒng)?？諝?水空調(diào)系統(tǒng)主要應(yīng)用于各類住宅用途的高層建筑中，主要利用室內(nèi)空氣與空調(diào)系統(tǒng)的換熱盤管進(jìn)行熱交換將室內(nèi)的熱量排除室外。與全空氣空調(diào)系統(tǒng)相比，空氣-水空調(diào)系統(tǒng)的盤管溫度也在控制范圍內(nèi)，起不需要專用的空調(diào)機(jī)房，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但溫度控制精度相對(duì)較差。

3高層建筑空調(diào)系統(tǒng)的常見問題

3.1循環(huán)水泵選擇失當(dāng)

在高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中，循環(huán)水泵發(fā)揮著重要的作用，設(shè)計(jì)過程中在滿足人們正常居住需求的基礎(chǔ)上，盡可能減少不必要的浪費(fèi)十分重要。在計(jì)算空調(diào)水壓力及冷卻負(fù)荷時(shí)，如果沒有嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)程進(jìn)行調(diào)試，將導(dǎo)致水力失調(diào)的現(xiàn)象，進(jìn)而使得水壓力的計(jì)算產(chǎn)生偏差，容易導(dǎo)致空調(diào)循環(huán)水泵流量選擇過大，造成較大的資源浪費(fèi)。在空調(diào)循環(huán)水泵的設(shè)計(jì)選取過程中，要充分考慮不同季節(jié)、不同運(yùn)行時(shí)間、不同負(fù)荷率等因素，結(jié)合實(shí)際的空調(diào)數(shù)量及相關(guān)參數(shù)，保證空調(diào)系統(tǒng)在任何時(shí)間、任何負(fù)荷率的條件下均能滿足用戶的舒適性需求，同時(shí)減少不必要的多余容量，提高系統(tǒng)的利用效率。

3.2空調(diào)主機(jī)容量選擇失當(dāng)

除循環(huán)水泵外，空調(diào)主機(jī)容量選擇失當(dāng)也是建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的常見問題之一，其原因主要有兩個(gè)方面：一是在設(shè)計(jì)過程中將各類安全系數(shù)考慮在內(nèi)，導(dǎo)致空調(diào)單位面積制冷裝機(jī)容量遠(yuǎn)大于實(shí)際需求；二是在空調(diào)容量計(jì)算時(shí)工作人員未按照相關(guān)流程進(jìn)行嚴(yán)格精確的負(fù)荷計(jì)算，而是通過估計(jì)法直接估計(jì)空調(diào)負(fù)荷，導(dǎo)致空調(diào)裝機(jī)容量難以與實(shí)際需求相匹配，造成了較大的浪費(fèi)。

3.3供暖方式設(shè)計(jì)失當(dāng)

高層建筑不同于一般低層建筑，其高度較高，在設(shè)計(jì)時(shí)需要特別注意系統(tǒng)壓力的設(shè)計(jì)與控制。在高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的采暖設(shè)計(jì)中，不合理的采暖方式將導(dǎo)致垂直失調(diào)的現(xiàn)象，容易產(chǎn)生水系統(tǒng)汽化現(xiàn)象，嚴(yán)重影響供暖效果。在供暖方式設(shè)計(jì)中一般可采用單雙管式系統(tǒng)，同時(shí)準(zhǔn)確計(jì)算系統(tǒng)水壓圖，以確保建筑室內(nèi)的供暖效果。

4高層建筑空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)策

4.1通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，科學(xué)合理的通風(fēng)系統(tǒng)能夠有效替代部分空調(diào)系統(tǒng)功能，不僅能夠增加人們的居住舒適度，更能夠有效降低系統(tǒng)能耗，同時(shí)降低建筑裝修材料對(duì)室內(nèi)空氣的污染。針對(duì)高層建筑的復(fù)雜環(huán)境特點(diǎn)，通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要充分考慮環(huán)境因素的影響，解決好建筑的局部通風(fēng)問題。

4.2消防安全設(shè)計(jì)

由于高層建筑高度較高，一旦發(fā)生火災(zāi)其煙囪效應(yīng)將對(duì)人們的逃生產(chǎn)生極為不利的影響，因此高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要做好消防安全及防排煙設(shè)計(jì)，以提高高層建筑的安全性與可靠性。一般來說，暖通空調(diào)設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)需要放置于安全可靠的建筑位置上，同時(shí)從建筑結(jié)構(gòu)受力的角度充分考慮設(shè)備防止區(qū)域的結(jié)構(gòu)安全。對(duì)于付加油燃?xì)廨椛洳膳到y(tǒng)等的暖通空調(diào)系統(tǒng)，要特別注意室內(nèi)的通風(fēng)換氣設(shè)計(jì)，確保室內(nèi)的通風(fēng)換氣次數(shù)，同時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)相應(yīng)的氣體檢測(cè)裝置，對(duì)危險(xiǎn)氣體濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。另一方面，高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中還要特別設(shè)計(jì)機(jī)械排煙系統(tǒng)及排煙通道，并配套加壓排風(fēng)裝置，確保建筑的排煙能力。

4.3經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)

經(jīng)濟(jì)性是高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要原則之一，也是客戶在不同設(shè)計(jì)方案中進(jìn)行選擇時(shí)的重要考慮依據(jù)，空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性分析不僅包括系統(tǒng)相關(guān)的空調(diào)設(shè)備、管線設(shè)備的購(gòu)置于安裝成本，還要考慮到設(shè)計(jì)年限內(nèi)的運(yùn)行費(fèi)用及日常維護(hù)費(fèi)用。在滿足人們居住需求的基礎(chǔ)上，盡可能降低系統(tǒng)的成本提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性十分必要，一方面需要合理地估計(jì)系統(tǒng)負(fù)荷同時(shí)科學(xué)地選擇相關(guān)設(shè)備容量及型號(hào)，另一方面可以采用自動(dòng)控制方式取代傳統(tǒng)的人工控制方式，實(shí)現(xiàn)智能化的空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)，進(jìn)一步減少不必要的浪費(fèi)。

4.4節(jié)能性設(shè)計(jì)

除了經(jīng)濟(jì)性外，節(jié)能性也是高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要考慮因素，其節(jié)能設(shè)計(jì)一般主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

一是合理的控制空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量。在春秋季節(jié)，充分利用自然風(fēng)不僅能夠提高人們的居住舒適度，更能夠有效降低系統(tǒng)的能耗；但在冬夏季節(jié)，室內(nèi)外溫差較大，室外新風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)后需要空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行額外做工，新風(fēng)量越大系統(tǒng)的能耗也越大，因此此時(shí)需要合理控制空調(diào)的新風(fēng)量。在設(shè)計(jì)時(shí)一方面要考慮到長(zhǎng)時(shí)間不引入新風(fēng)將導(dǎo)致室內(nèi)空氣質(zhì)量的下降，另一方面還要考慮到新風(fēng)引入帶來的額外功耗，在滿足人們居住需求的基礎(chǔ)上，盡可能減少室內(nèi)與外界的新風(fēng)交換，減少不必要的系統(tǒng)能耗；

二是合理提高供回水溫差。水循環(huán)泵能耗是高層建筑空調(diào)系統(tǒng)能耗的重要組成部分，為了節(jié)約水泵能耗，可以在設(shè)計(jì)時(shí)提高供回水溫差，一般選擇8攝氏度左右的溫差最為適宜，進(jìn)而采用大溫差空調(diào)主機(jī)節(jié)約循環(huán)水泵上的能耗；

三是充分利用自然冷熱源。自然冷熱源的利用是減少高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的有效手段，一般可以利用室內(nèi)外的空氣溫差以及地下土壤、地下水與室外環(huán)境的溫差，為空調(diào)系統(tǒng)提供部分冷熱源功能。條件不允許時(shí)還可以應(yīng)用余熱回收技術(shù)利用空調(diào)排放到室外環(huán)境中的氣體對(duì)新風(fēng)進(jìn)行余熱或預(yù)冷，同樣能夠起到較好的節(jié)能效果。

4.5環(huán)保性設(shè)計(jì)

除了考慮高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果外，還要重視空調(diào)系統(tǒng)的環(huán)保性能，充分考慮暖通系統(tǒng)對(duì)建筑周邊環(huán)境的影響。首先考慮到氟利昂對(duì)大氣的損害，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用無氟空調(diào)，避免使用含氟及其他有害介質(zhì)的空調(diào)，減少對(duì)大氣環(huán)境的污染；其次要充分考慮高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水、廢渣、廢氣的處理問題，可以采用冷卻水處理回收再利用等方式，減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染；另外空調(diào)系統(tǒng)的噪聲污染也是需要著重考慮的生態(tài)問題之一，可以采用吸音材料等對(duì)空調(diào)機(jī)及空調(diào)機(jī)房進(jìn)行處理，減少空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生噪聲對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境的污染。

5結(jié)束語

隨著高層建筑在城市中扮演著越來越重要的角色，其暖通空調(diào)設(shè)計(jì)作為建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分，直接影響著人們的居住體驗(yàn)。本文主要針對(duì)高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的常見問題進(jìn)行了分析，并對(duì)其設(shè)計(jì)對(duì)策進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述。高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，其涉及的細(xì)節(jié)與環(huán)節(jié)繁多，相信隨著相關(guān)技術(shù)與設(shè)計(jì)規(guī)程的不斷完善，暖通空調(diào)系統(tǒng)定能為人們提供更舒適的居住體驗(yàn)。

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