慕愛民

（德州市建筑規(guī)劃勘察設(shè)計研究院，山東德州 253020）

0 引言

在高層民用建筑中暖通空調(diào)相對特殊，需要保證其實用性、滿足安全標準、符合低碳環(huán)保理念的要求。在進行設(shè)計時，需要從規(guī)劃設(shè)計、空調(diào)負荷設(shè)計、循環(huán)水泵設(shè)計、供暖設(shè)計、管道設(shè)計、通風系統(tǒng)設(shè)計幾個方面來加強管理，保證暖通空調(diào)系統(tǒng)滿足高層民用建筑的使用需求和安全標準。

1 暖通空調(diào)系統(tǒng)的概念

暖通空調(diào)系統(tǒng)是建筑工程項目中的重要內(nèi)容，屬于建筑機電工程中的分項內(nèi)容。雖然暖通空調(diào)系統(tǒng)的工程量比較小，但是其重要性是不可忽略的，可以改善建筑室內(nèi)環(huán)境，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，提高空氣質(zhì)量，當前的高層民用建筑非常依賴暖通空調(diào)系統(tǒng)，也是高層民用建筑中不可缺少的一部分。暖通空調(diào)系統(tǒng)存在多樣化的特點，在具體的設(shè)計環(huán)節(jié)，需要結(jié)合高層民用建筑的實際需求，合理確定暖通空調(diào)系統(tǒng)類型，隨即才可以將暖通空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)勢展現(xiàn)出來。暖通空調(diào)系統(tǒng)可以在夏季溫度相對較高時，對室內(nèi)溫度進行調(diào)節(jié)，把室內(nèi)多余的熱量進行排除，在冬季氣溫角度的時候，對室內(nèi)空氣進行加溫處理，另外，當代的暖通空調(diào)系統(tǒng)除了具有控溫功能之外，還具有空氣濕度的調(diào)節(jié)以及風速度調(diào)節(jié)，在暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行過程中，制冷技術(shù)是其中的核心技術(shù)，是暖通空調(diào)系統(tǒng)重要功能得以實現(xiàn)的關(guān)鍵，在制冷技術(shù)的應(yīng)用下，人們的生活環(huán)境質(zhì)量得以顯著提高，特別是在高層民用建筑之中，暖通空調(diào)系統(tǒng)所起到的作用至關(guān)重要。

2 高層民用建筑暖通空調(diào)的設(shè)計原則

2.1 符合低碳環(huán)保理念

在進行高層建筑暖通系統(tǒng)設(shè)計的過程之中，要嚴格遵照低碳環(huán)保理念，來嚴控制能耗成本，杜絕鋪張浪費。在滿足低碳環(huán)保的需求下，需要將能耗成本降到最低。如對于辦公建筑的暖通空調(diào)可采用規(guī)律的停機時間控制能耗，而民用建筑開機時間較長，要從節(jié)能技術(shù)的角度進行優(yōu)化，嘗試引進新部件、新技術(shù)，降低暖通空調(diào)的運行成本。

2.2 滿足安全標準

高層民用建筑暖通空調(diào)的安全性不僅關(guān)系到空調(diào)系統(tǒng)能否正常發(fā)揮功能，還關(guān)系到住戶的安全。由于暖通空調(diào)分布較為復(fù)雜，造成空調(diào)設(shè)備運行維護不便利。如北方地區(qū)采取的供暖方式，對高層民用建筑暖通系統(tǒng)更重視鍋爐設(shè)計，需要對鍋爐區(qū)和庫房進行合理規(guī)劃，避免留下安全隱患。高層民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計送風口要區(qū)分消防排煙通道，避免系統(tǒng)壓力受損，同時還可預(yù)防漏氣事故引發(fā)爆炸或者燃燒的安全隱患。暖通空調(diào)設(shè)計必須要嚴格按照行業(yè)標準，達到安全標準。

2.3 保證實用性

在暖通空調(diào)設(shè)計上，項目存在“一刀切”的問題。設(shè)計人員要根據(jù)工程實際條件進行設(shè)計，應(yīng)考慮到工程所在地的氣候條件，加大建筑的宜居性。設(shè)計單位得要加大機組容量，促使建筑工程達到使用負荷，雖該設(shè)計方式在前期投資成本大，然而在項目性能與后期運行維護壓力卻得到很大程度的緩解，方便建筑后期的管理。目前暖通空調(diào)系統(tǒng)自動化水平逐漸提高，設(shè)計人員要積極組建空調(diào)系統(tǒng)和建筑移動網(wǎng)絡(luò)，為自動化功能奠定基礎(chǔ)，以便于暖通空調(diào)出現(xiàn)內(nèi)部故障時，可利用數(shù)字控制系統(tǒng)進行篩查和檢修，提高暖通工程的實用性功能。

3 高層民用建筑暖通空調(diào)的設(shè)計要點

3.1 設(shè)計需具有規(guī)劃性

在高層民用建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的過程之中，諸多系統(tǒng)之間要互相配合，能夠合理利用能源，這也是符合當今發(fā)展規(guī)律的。一般來說，在室內(nèi)環(huán)境正常運轉(zhuǎn)的形勢下采用輻射制冷技術(shù)，使各個系統(tǒng)之間相互配合，確保冷空氣在室內(nèi)運行。在具體的實踐中，如果系統(tǒng)設(shè)計滿足各項功能，還需要考慮成本，盡可能減少各個環(huán)節(jié)的費用。經(jīng)濟、高效、節(jié)能是當今暖通空調(diào)系統(tǒng)所追求的目標，也是設(shè)計者在設(shè)計過程中所要達到的要求。

3.2 合理計算空調(diào)負荷

設(shè)計一個功能完善舒適安全的暖通空調(diào)系統(tǒng)，各方面設(shè)計都要考慮到，而在整個設(shè)計過程中，合理計算空調(diào)負荷則是重中之重。冷熱負荷體系是整個空調(diào)暖通系統(tǒng)運行的關(guān)鍵所在，一旦設(shè)計不科學(xué)，便會威脅到暖通空調(diào)系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)固性，假使無法持續(xù)性維持穩(wěn)定化，那么在具體運用階段之中，便會發(fā)生諸多問題，后續(xù)的維護成本也會相應(yīng)增加。

3.3 做好消防排煙設(shè)計

為保障暖通空調(diào)的安全可靠運行，設(shè)計人員需做好消防排煙設(shè)計，根據(jù)高層民用建筑的不同運行要求，采取相應(yīng)的安全措施。

（1）合理劃分防煙分區(qū)及設(shè)置擋煙垂壁。高層民用建筑結(jié)構(gòu)相對繁雜，內(nèi)部管路分布錯落有致。在進行擋煙垂壁的過程之中，得要達到規(guī)范標準的基礎(chǔ)之下來減少擋煙垂壁的設(shè)置數(shù)量。結(jié)合當下常規(guī)化高層民用建筑層高來分析，由于清晰度、高度和單個排煙口排煙量因素的影響，儲煙倉厚度相對較大，擋煙垂壁和地面之間的距離相對較近，運用卷簾式電動擋煙垂壁則比較適宜。封閉吊頂，則可以直接性的在吊頂板上方貼臨位置設(shè)置卷簾盒，暗裝于吊頂內(nèi)，或結(jié)合精裝設(shè)置于吊頂外；不封閉吊頂或不吊頂時，在管線經(jīng)過的位置或不封閉吊頂上端則適宜運用固定擋煙垂壁，方便管線之間的穿越，再將其固定在擋煙垂壁下方，并進行電動擋煙垂壁的設(shè)置，從而來達到在火災(zāi)的時候?qū)τ趦焸}厚度的標準。

（2）合理布置排煙口。與空氣相比，火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣更輕，大多聚集在建筑上方。針對該特點，在進行排煙口設(shè)計時，設(shè)計人員將其設(shè)計在較高位置，在滿足設(shè)計需求時，排煙口盡量設(shè)置在風管側(cè)向或頂端，以增加風口距儲煙倉底部的高度，嚴格控制封口數(shù)量，且排煙口的風速適宜控制在10m/s 之內(nèi)。風管頂端來設(shè)置排煙口的時候，排煙口距離樓板不能過近，應(yīng)考慮不小于2 倍風口當量直徑的距離，否則排煙口排煙能力將折半。

（3）避難層設(shè)置固定外窗。在超高層民用建筑中，樓梯間的分段設(shè)置導(dǎo)致避難層交通核內(nèi)部樓梯間無法滿足規(guī)范要求，在頂層設(shè)置1.0m2的固定窗，根據(jù)經(jīng)驗可考慮在避難層設(shè)置夾層，將1.0m2的固定外窗與內(nèi)部樓梯間連通，或設(shè)置滿足耐火極限等級的風管，將1.0m2的固定外窗與樓梯間連通。

3.4 循環(huán)水泵設(shè)計

在設(shè)計循環(huán)水泵的過程中，常出現(xiàn)設(shè)計值過大的問題。由于設(shè)計值過大，水泵容量遠超需求值，從而造成運行費用和投資成本的增加。循環(huán)水泵設(shè)計值過大多由冷負荷設(shè)計過大造成，對水利平衡、靜水壓力計算不準確，造成系統(tǒng)循環(huán)阻力偏高。另外，選擇冷水泵期間沒有關(guān)注夏季和冬季流量的差異性，假設(shè)某高層民用建筑在夏天需要500m3/h 循環(huán)冷凍水，水溫10℃；冬季則需要250m3/h 循環(huán)熱水，水溫55℃，兩者存在循環(huán)水流量的差異。所以在暖通空調(diào)設(shè)計上需要分開對冷水泵和熱水泵來進行設(shè)計，如果采用一臺循環(huán)水泵，勢必造成能源浪費。在設(shè)計循環(huán)水泵時，要綜合考慮冷負荷和揚程來進行設(shè)計，通過控制頻泵速度對定速泵數(shù)量加以控制，保證其在常規(guī)使用條件下能夠保持良好的運行狀態(tài)。設(shè)計暖通空調(diào)時，選擇水泵揚程也十分關(guān)鍵。如高層民用建筑冷卻塔采取閉式循環(huán)系統(tǒng)，放置于100m 屋頂上，設(shè)計人員得要將高程添加到水泵揚程，以至于導(dǎo)致水泵揚程過大。在進行水泵選擇的時候，得要嚴格依照設(shè)計規(guī)定來選擇適宜的水泵類型。設(shè)計人員更要關(guān)注循環(huán)水流量的變化，由于循環(huán)水流量并不是固定的，得要保障水泵水量處在一個高效區(qū)，假使夏季與動機水量會有區(qū)別，那么隨即得要設(shè)置熱水泵與冷水泵，以保證空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

3.5 引進先進節(jié)能技術(shù)

（1）蓄能空調(diào)。在建筑領(lǐng)域，蓄能空調(diào)的使用與建筑內(nèi)電能的應(yīng)用相互配合，并不是可以直接實現(xiàn)節(jié)能，但是通過移峰填谷，來進一步提高發(fā)電廠的一次性能源使用效率，進而降低發(fā)電廠的能耗，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

蓄能空調(diào)技術(shù)并非從高層民用建筑本身入手節(jié)約其能耗，而是從整體入手降低區(qū)域內(nèi)的能耗，推動低碳經(jīng)濟發(fā)展。在高層民用建筑的高區(qū)水系統(tǒng)中，傳統(tǒng)板換方式屬于閉式循環(huán)，會損失能量品位，且多次換熱后高區(qū)冷凍水的溫度較高，空調(diào)溫度調(diào)節(jié)效果降低。針對該問題，該超高層民用建筑引入冰蓄冷技術(shù)，通過低溫冷水替代換熱方式，但該技術(shù)會引入乙二醇供冷及放冷系統(tǒng)，加大能耗，投入成本較高。該高層民用建筑在應(yīng)用冰蓄冷技術(shù)的同時，進行溫濕度獨立控制設(shè)計，應(yīng)用新風獨立除濕加干式風機盤管的暖通系統(tǒng)，降低冰蓄冷技術(shù)帶來的輸配能耗，避免暖通空調(diào)系統(tǒng)的溫濕度調(diào)節(jié)效果受層高影響。

（2）智慧控制。與家用空調(diào)設(shè)備或小型中央空調(diào)相比，高層民用建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng)更復(fù)雜，采用先進的智慧控制技術(shù)可協(xié)調(diào)空調(diào)的用冷、送冷及制冷等子系統(tǒng)，最大限度降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗。例如，該超高層民用建筑選用SIEMENSPLC 自控系統(tǒng)，在暖通系統(tǒng)設(shè)計中，通過送風量的變化實現(xiàn)室內(nèi)溫濕度的調(diào)節(jié)，將空調(diào)系統(tǒng)末端的靜壓箱、軟管及出風口等結(jié)構(gòu)進行一體化設(shè)計，調(diào)節(jié)軟管的布局、敷設(shè)方向和長度等參數(shù)，確保不同出風口的風量差異低于10%，并根據(jù)室內(nèi)CO2濃度，調(diào)節(jié)新風風量，使暖通系統(tǒng)控制更靈活，減少設(shè)備能耗。

4 結(jié)束語

高層民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計質(zhì)量對高層民用建筑設(shè)計有著重要影響，也關(guān)系到高層民用建筑人員入住后的生活品質(zhì)。高層民用建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計需要將人放在首位，設(shè)計科學(xué)的系統(tǒng)構(gòu)架，提升設(shè)計水準，讓設(shè)計單位在建筑行業(yè)更受歡迎，給人們營造更適宜的居住工作環(huán)境。