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        商辦樓暖通設(shè)計(jì)中存在的問題及分析

        2018-04-16 07:30:29張芹芹
        建材與裝飾 2018年13期
        關(guān)鍵詞:空氣調(diào)節(jié)暖通設(shè)計(jì)通風(fēng)

        張芹芹

        (上海陸譽(yù)工程設(shè)計(jì)管理有限公司 上海 200333)

        引言

        通暖作為現(xiàn)代建筑必備的部分,越來越受到人們關(guān)注重視,暖通設(shè)計(jì)可以有效的改善建筑的舒適性,提高人們生活的水平,其在商辦大樓中體現(xiàn)得更加明顯,但是同時(shí)暖通設(shè)計(jì)中的問題也越發(fā)的體現(xiàn)得明顯,嚴(yán)重的影響到建筑的舒適性,更嚴(yán)重還將直接導(dǎo)致重大安全事故,所以新時(shí)期的商辦樓暖通設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)怎樣吸取其中的問題教訓(xùn),怎樣設(shè)計(jì)更加完好的暖通是當(dāng)今解決問題。

        1 商辦樓暖通設(shè)計(jì)中存在的問題

        1.1 空調(diào)循環(huán)水泵的選型問題

        空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)普遍存在的通病是設(shè)計(jì)過程中對循環(huán)水泵容量的選擇過大,而這將直接的造成的影響為大量浪費(fèi)資源。其主要原因?yàn)椋涸谠O(shè)計(jì)計(jì)算過程中對空調(diào)循環(huán)水泵冷負(fù)荷、系統(tǒng)循環(huán)阻力以及凈水壓力計(jì)算偏大,導(dǎo)致空調(diào)水泵的水力平衡的準(zhǔn)確性降低,后期再空調(diào)投入使用之前沒有進(jìn)行全面細(xì)致的調(diào)試,從而導(dǎo)致系統(tǒng)水力失衡。空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要從節(jié)能考慮出發(fā),要定速泵的數(shù)量控制和變頻泵的速度,以通過在不同條件下,保證冷負(fù)荷正常運(yùn)行情況。

        1.2 供暖方面存在的問題

        根據(jù)國家、行業(yè)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求,高層建筑暖通入口設(shè)置的入戶裝置,系統(tǒng)的回水總管上必須包含除污器、壓力表以及溫度計(jì)的儀器儀表,以保證系統(tǒng)的觀察和維護(hù),同時(shí)熱力裝置的設(shè)置以及入口裝置方位高度的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行充分考慮和選擇,以保證后期系統(tǒng)的正常運(yùn)行,這樣也可以同時(shí)保證室內(nèi)供暖系統(tǒng)與室外設(shè)備以及后期大樓人口數(shù)量管理的合理銜接,同時(shí)暖通設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范規(guī)定在樓梯間和支管供熱,并且不能裝設(shè)調(diào)節(jié)閥,通常經(jīng)驗(yàn)做法是使用立管連接法,具體設(shè)計(jì)為,將立管的一端與鄰室房間的散熱器進(jìn)行連接,而另一端與樓梯間散熱器進(jìn)行連接的做法,該方法的缺陷是系統(tǒng)的密封效果不佳,如果是在樓層的公共空間,優(yōu)秀正確的做法是分別設(shè)置獨(dú)立的采暖設(shè)計(jì)和熱計(jì)量裝置。對在高層商辦樓采用立管系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),必須充分考慮系統(tǒng)的水力平衡,應(yīng)當(dāng)充分考慮管道熱補(bǔ)償?shù)囊蛩兀汗艿赖某袎耗芰?、管道的化學(xué)材質(zhì)、設(shè)備的散熱性能。

        1.3 通風(fēng)系統(tǒng)計(jì)算分析及工藝情況解析

        對于建筑中的大量余熱和有害物質(zhì),應(yīng)當(dāng)進(jìn)行排除,對于通風(fēng)系統(tǒng),應(yīng)當(dāng)以自然通風(fēng)為主,對于住宅、辦公室、餐廳等建筑有強(qiáng)制規(guī)定室內(nèi)空氣質(zhì)量要求,不能進(jìn)行自然通風(fēng)的系統(tǒng),應(yīng)當(dāng)進(jìn)行設(shè)置機(jī)械式通風(fēng)系統(tǒng)。通風(fēng)系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算選擇直接關(guān)系到空調(diào)的送風(fēng)溫差,設(shè)計(jì)過程中往往也是一個薄弱的環(huán)節(jié),通風(fēng)參數(shù)的選擇計(jì)算音響因素繁多,因此在不同的設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)時(shí),會有不同的計(jì)算結(jié)果,因而導(dǎo)致有不同的通風(fēng)效果。

        機(jī)械通風(fēng)換氣量其計(jì)算公式:

        式中:

        L——通風(fēng)量,m3/h;

        tp——室外排出風(fēng)計(jì)算溫度,℃;

        ti——室內(nèi)通風(fēng)計(jì)算溫度,℃;

        Q——室內(nèi)的總發(fā)熱量,W。

        可根據(jù):Q=Q1+Q2+Q3+Q4

        Q1——設(shè)備散發(fā)得熱量,W;

        Q2——室內(nèi)人員散發(fā)得熱量,W;

        Q3——室內(nèi)燈具散發(fā)得熱量,W;

        Q4——外圍結(jié)構(gòu)散發(fā)得熱量,W。

        各個場所的新風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)參考表1。

        表1 

        不同種類的建筑物的換氣次數(shù)參考表2。

        表2 

        公共建筑的通風(fēng)應(yīng)當(dāng)首先考慮自然通風(fēng),當(dāng)不能滿足自然通風(fēng)時(shí),應(yīng)當(dāng)采用機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償,自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)的優(yōu)劣屬性(如圖1)。

        圖1 

        在各種建筑設(shè)計(jì)中,可以合理地利用各種能源進(jìn)行被動式的強(qiáng)化自然通風(fēng),如:在外界通風(fēng)效果不佳的環(huán)境下,可以增加捕風(fēng)裝置進(jìn)行增強(qiáng)通風(fēng)量;對于一些建筑不能驚喜及時(shí)排除建筑余熱或者污染物時(shí),可以在建筑物頂部增加無動力風(fēng)帽裝置,進(jìn)行輔助排出;當(dāng)外界的風(fēng)壓不能達(dá)到需求時(shí),不能夠及時(shí)的提供所需的風(fēng)量,則可以考慮太陽能誘導(dǎo)進(jìn)行增強(qiáng),圖2為風(fēng)道捕風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)和通風(fēng)原理圖。

        圖2 風(fēng)道捕風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)和通風(fēng)原理圖

        2 空氣調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)要求和安裝工藝不明確

        對于需要設(shè)置空氣調(diào)節(jié)的建筑,設(shè)計(jì)人員往往在設(shè)計(jì)時(shí),把握不住設(shè)置空調(diào)調(diào)節(jié)裝置的經(jīng)濟(jì)性,對怎樣才能達(dá)到最佳能源利用沒有明確概念,以及對布置空氣調(diào)節(jié)安裝的布置條件不清楚,安裝布置工藝不清楚。

        2.1 設(shè)置空氣調(diào)節(jié)的符合條件

        對于建筑已經(jīng)采用采暖通風(fēng)的,但是達(dá)不到室內(nèi)環(huán)境要求的,應(yīng)當(dāng)設(shè)置空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng);

        對于已經(jīng)采用采暖通風(fēng)而起工藝性達(dá)不到室內(nèi)環(huán)境要求的,應(yīng)當(dāng)設(shè)置空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng);對于建筑的經(jīng)濟(jì)性和通暖效果有明顯提高的,可以考慮空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng);對其有特殊需求,或者要求設(shè)置空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的,應(yīng)當(dāng)設(shè)置空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

        2.2 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)置原則

        對于高大的空間但只有下部為工作區(qū)間的建筑可以采用分層調(diào)節(jié),這樣可以有效的提高氣流的組織方式,從而提高調(diào)節(jié)效率,節(jié)約能源。舒適性的調(diào)節(jié)系統(tǒng)對于外界環(huán)境的氣候有較大的影響,應(yīng)當(dāng)充分考慮建筑外圍結(jié)構(gòu)中的傳熱系數(shù),屋頂?shù)恼陉栂禂?shù),窗戶與墻體的氣密性能等,同時(shí)還有外門設(shè)置的要求,窗戶面墻的面積比。對于規(guī)模大的建筑還應(yīng)當(dāng)考慮建筑全年耗能、運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)性。

        2.3 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工藝性

        空氣調(diào)節(jié)應(yīng)當(dāng)保持正壓,其取值可以在5~50Pa,對室外的相對壓力保持正壓,能夠有效地防止外界空氣進(jìn)入,可以讓室內(nèi)免受外界的干擾,同時(shí)對于外窗工藝性的設(shè)置,在室溫范圍在大于±1℃,外窗的應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)置在北方;在室溫范圍在處于±1℃,外窗的應(yīng)當(dāng)不考慮設(shè)置在東西方向;在室溫范圍在±0.5℃,外窗的應(yīng)當(dāng)考慮不設(shè)置。

        3 空調(diào)負(fù)荷的計(jì)算誤區(qū)

        空調(diào)負(fù)荷的選取和計(jì)算存在巨大的問題,濫用冷熱負(fù)荷指標(biāo)是一個十分普遍的現(xiàn)象,對于計(jì)算參數(shù)的選擇沒有強(qiáng)制規(guī)定,認(rèn)為選擇偏差較大,當(dāng)負(fù)荷總體的符合計(jì)算偏大時(shí),會直接導(dǎo)致主機(jī)、管道輸送系統(tǒng)和末端設(shè)備系統(tǒng)的負(fù)荷偏大,對于建筑的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性有巨大的影響,同時(shí)給客戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

        負(fù)荷參數(shù)的選擇依據(jù):

        要考慮外圍結(jié)構(gòu)的傳熱量、人體的散熱量、設(shè)備器材的發(fā)熱量、外界太陽傳熱量、照明設(shè)備輻射熱等。在計(jì)算空調(diào)熱負(fù)荷時(shí),應(yīng)當(dāng)考慮地面?zhèn)鳠岬睦湄?fù)荷,當(dāng)建筑有外圍結(jié)構(gòu)時(shí),還應(yīng)當(dāng)考慮外圍結(jié)構(gòu)傳熱形成的冷負(fù)荷,同時(shí)考慮人體、照明和設(shè)備冷負(fù)荷時(shí),還要考慮人員群體系數(shù),設(shè)備功率系數(shù),通風(fēng)保溫系數(shù)等,對于高大空間建筑采用分層空調(diào)時(shí),可以在全室的逐冷系數(shù)上增加一定的安全系數(shù),現(xiàn)階段主要的空調(diào)負(fù)荷主要的計(jì)算方法主要為:傳遞函數(shù)法和諧波法。

        外圍結(jié)構(gòu)的傳熱量計(jì)算公式:

        式中:

        CLE——外圍結(jié)構(gòu)形成的逐時(shí)冷負(fù)荷,W;

        K——外圍結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù),W/m2·℃;

        F——外圍結(jié)構(gòu)傳熱面積,m2;

        tw——外圍結(jié)構(gòu)逐時(shí)冷負(fù)荷計(jì)算溫度,℃;

        tn——建筑室內(nèi)計(jì)算溫度,℃。

        外界太陽輻射熱量計(jì)算公式:

        CLw=CCLW×CZ×Dj×FW

        式中:

        CLw——外界透入的太陽能輻射逐時(shí)冷負(fù)荷,W;

        CCLW——冷負(fù)荷系數(shù);

        CZ——太陽能輻射遮擋系數(shù);

        FW——太陽能照射凈面積,m2。

        設(shè)備、人體、照明設(shè)備熱量計(jì)算公式:

        CL=Cd×C×Q

        式中:

        CL——設(shè)備、人體、照明形成的逐時(shí)冷負(fù)荷,W;

        Cd——冷負(fù)荷系數(shù);

        C——修正系數(shù);

        Q——設(shè)備、人體、照明散發(fā)得熱量。

        4 空氣的處理常見問題

        空氣處理一般為空氣的冷卻,空氣的冷卻一般遵循不同的條件和要求,我國的西部地區(qū),常年是夏季空氣干球溫度高,含濕量低,這樣可以直接利用外部的干燥空氣來調(diào)節(jié)室內(nèi)的濕量,對于夏季的空氣冷卻應(yīng)當(dāng)盡量采用蒸發(fā)冷卻技術(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),這將最大程度的降低能耗,根據(jù)新疆環(huán)境的實(shí)例得出,間接蒸發(fā)冷卻可以比傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)降低40%以上的能耗,但是其缺點(diǎn)是對水的消耗量大,所以應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)厮Y源情況進(jìn)行選擇。

        4.1 空氣冷卻方式的選擇

        對于空氣冷卻可以采用以下方式進(jìn)行:水資源充足條件下,采用循環(huán)水蒸發(fā)冷卻;就地利用當(dāng)?shù)乜衫觅Y源,江、湖、地下水進(jìn)行冷卻;當(dāng)外界條件均無法滿足要求時(shí),可采用人工冷卻方式資源進(jìn)行。

        4.2 冷卻器的選擇

        對于冷卻器的選擇時(shí),可以根據(jù)選擇天然水源或者循環(huán)水冷卻方式時(shí),使用直接蒸發(fā)冷卻器和噴水室進(jìn)行,當(dāng)使用人工冷卻源的時(shí)候,宜先考慮空氣冷卻器,其占地面積小,管路簡單,但是缺點(diǎn)是消耗有色金屬較多,且投入成本高。

        5 暖通設(shè)計(jì)的改進(jìn)措施

        5.1 暖通設(shè)計(jì)過程監(jiān)管

        暖通設(shè)計(jì)與實(shí)際的施工緊密結(jié)合,采用科學(xué)的方法對設(shè)計(jì)中與施工中會出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析預(yù)測,做到設(shè)計(jì)前控制、施工過程控制、竣工管控等三方面工作,對設(shè)計(jì)過程與施工過程進(jìn)行有效的監(jiān)管,同時(shí)還應(yīng)當(dāng)建立完善的監(jiān)管制度,設(shè)置專門、專人的監(jiān)管小組,對應(yīng)相應(yīng)的崗位以及施工環(huán)節(jié)的有效監(jiān)管。

        5.2 設(shè)計(jì)人員的與施工人員的專業(yè)素質(zhì)提升

        應(yīng)當(dāng)對專業(yè)人員和施工人員進(jìn)行定期或不定期專業(yè)素質(zhì)培訓(xùn),并開展各種技能培訓(xùn),爭取潛移默化提升全體人員的專業(yè)素質(zhì)與處理突發(fā)事件的能力,同時(shí)充分利用在實(shí)際的工程建設(shè)項(xiàng)目,開展相關(guān)設(shè)計(jì)、工藝、管理等的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)座談會,對工程項(xiàng)目中的重點(diǎn)、難點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分析,這樣可以同時(shí)提高設(shè)計(jì)人員、施工技術(shù)人員以及工程管理人的相關(guān)專業(yè)水平。

        6 結(jié)語

        對于現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,建筑行業(yè)快速的發(fā)展,現(xiàn)代商辦大樓的暖通設(shè)計(jì)中,因?yàn)槿嗣裆钏降奶岣?,暖通設(shè)計(jì)科學(xué)合理,能夠有效提高室內(nèi)內(nèi)環(huán)境,給人們創(chuàng)造舒適的生活空間,由此可以看出,我國今后的暖通空調(diào)必須定有很大的發(fā)展。

        [1]《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50019-2003).

        [2]《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ116-87).

        [3]王小玉.通暖設(shè)計(jì)中有關(guān)問題的探討[J].四川建材,2009(06).

        [4]喻紅旭.通暖設(shè)計(jì)存在問題及改進(jìn)措施[J].現(xiàn)代裝飾(理論),2013(08).

        [5]劉讓金.通暖設(shè)計(jì)中問題的預(yù)防措施[J].建筑與裝飾,2008(03).

        [6]楊天文.住宅暖通設(shè)計(jì)存在的通病與改進(jìn)措施[J].建筑與裝飾,2009(05).

        [7]劉博文.暖通設(shè)計(jì)存在的問題及預(yù)防措施[J].現(xiàn)代裝飾,2015(09).

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