楊磊

摘要：隨著城市化進(jìn)程愈演愈烈，以酒店、地標(biāo)建筑和高端寫字樓為主的高層建筑越發(fā)受到建筑行業(yè)的重視。除了要保證安全和提升質(zhì)量，追求建筑的居住舒適度也尤為重要。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)既能滿足建筑的基本需求，還符合現(xiàn)代人所追求的居住潮流，因此，成為了當(dāng)今設(shè)計(jì)者們重點(diǎn)的研究對(duì)象。

關(guān)鍵詞：高層建筑;暖通空調(diào)設(shè)計(jì);要點(diǎn)

1高層建筑暖通空調(diào)類型及設(shè)計(jì)原則

1.1高層建筑暖通空調(diào)類型

高層建筑暖通空調(diào)種類多樣，要根據(jù)建筑特點(diǎn)選用最合適的空調(diào)系統(tǒng)。首先，全空氣系統(tǒng)，冷熱介質(zhì)進(jìn)入的空間只是空調(diào)機(jī)房，而經(jīng)受處理的冷熱空氣對(duì)其他空調(diào)房間的冷熱負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，多功能廳、大廳等容積較大的空間應(yīng)用較多。其次，空氣-水系統(tǒng)，經(jīng)受處理的空氣和冷熱介質(zhì)被輸送到空調(diào)房間，前者能促使空氣在房間內(nèi)外的流動(dòng)，后者則調(diào)整房間冷熱負(fù)荷，目前應(yīng)用于高層酒店。最后，直接蒸發(fā)系統(tǒng)，通過冷媒與空氣發(fā)生熱交換，減少了換熱所需要的時(shí)間，如VRV空調(diào)系統(tǒng)，不僅節(jié)能減排，而且結(jié)構(gòu)簡單使用便捷，已經(jīng)在高層建筑中得到普及。

1.2高層建筑暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)原則

1.2.1方案的經(jīng)濟(jì)性

經(jīng)濟(jì)性是暖通空調(diào)設(shè)計(jì)需要遵循的設(shè)計(jì)理念，不僅要考慮設(shè)備、材料和安裝費(fèi)用，還要注意暖通空調(diào)是否節(jié)能。要嚴(yán)格遵循相關(guān)部門在節(jié)能方面的規(guī)章制度，根據(jù)建筑物自身特點(diǎn)比較選擇，確定經(jīng)濟(jì)、合理的設(shè)計(jì)方案。

1.2.2方案的可行性

暖通空調(diào)設(shè)計(jì)一定要保證自身能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。所采用設(shè)備的指標(biāo)要符合相關(guān)部門在此方面的要求，還要符合建筑的實(shí)際情況。在設(shè)置參數(shù)時(shí)需要有精確的數(shù)據(jù)作為支撐，這樣才能有條不紊地處理好難度較大、涉及環(huán)節(jié)較多的安裝空調(diào)工作，確保空調(diào)能夠平穩(wěn)正常運(yùn)行。

2高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

2.1空調(diào)循環(huán)水泵設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

通常情況下，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行空調(diào)水泵設(shè)計(jì)的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)實(shí)際參數(shù)值偏大的問題，設(shè)計(jì)的水泵容量往往于系統(tǒng)實(shí)際需求量存在出入，甚至超出需求量的兩倍，這樣一來不但會(huì)造成資源浪費(fèi)，還會(huì)增加系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的投入。而之所以會(huì)出現(xiàn)此種問題主要是因?yàn)樵O(shè)計(jì)方案總的冷負(fù)荷參數(shù)過大，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行凈水壓力測算以及水利平衡計(jì)算的時(shí)候沒有保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致循環(huán)阻力值偏高。此外，如果設(shè)計(jì)人員在計(jì)算過程中沒有注意冬夏季節(jié)的流量差異情況也會(huì)造成計(jì)算結(jié)果的不準(zhǔn)確。例如，在某個(gè)高層建筑工程中，冬季和夏季的溫差不同，負(fù)荷不同，最終導(dǎo)致了需求量存在差異，夏季需要的冷循環(huán)水需求量為400m3/h，在冬季的時(shí)候需要熱循環(huán)水需求量為200m3/h。由此可以看出，系統(tǒng)在不同季節(jié)中對(duì)于循環(huán)水流量的需求和溫度控制上的差異是較大的，因此設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)的時(shí)候必須注重季節(jié)的差異，如果在設(shè)計(jì)中應(yīng)用一組循環(huán)水泵裝置，必然會(huì)在運(yùn)行中造成能源浪費(fèi)，因此，對(duì)于冬季所用熱水泵以及夏季所用冷水泵需進(jìn)行分開獨(dú)立設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，系統(tǒng)的水泵揚(yáng)程參數(shù)的選擇也是非常關(guān)鍵的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。例如，在某個(gè)高層建筑中，可以在高度參數(shù)為80m左右的屋頂結(jié)構(gòu)上設(shè)置冷卻塔，進(jìn)而形成閉合性質(zhì)的循環(huán)系統(tǒng)，但是工程設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行揚(yáng)程選擇時(shí)將高程參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，導(dǎo)致系統(tǒng)的水泵揚(yáng)程最后超過了93m。為了避免這種情況出現(xiàn)，工程設(shè)計(jì)人員必須注重參數(shù)計(jì)算方式以及水泵類型的正確選擇。與此同時(shí)，由于系統(tǒng)中循環(huán)水的流量并不是處于穩(wěn)定不變的狀態(tài)，設(shè)計(jì)人員要關(guān)注空調(diào)系統(tǒng)中循環(huán)水流量的實(shí)時(shí)狀態(tài)，結(jié)合其實(shí)際變化情況進(jìn)行有效控制，使得水泵水量變化一直處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。

2.2合理計(jì)算空調(diào)負(fù)荷

設(shè)計(jì)一個(gè)功能完善、舒適安全的暖通空調(diào)系統(tǒng)，各方面設(shè)計(jì)都要考慮到，而在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，正確計(jì)算空調(diào)負(fù)荷則是重中之重。冷熱負(fù)荷體系是整個(gè)空調(diào)暖通系統(tǒng)運(yùn)行的核心，如果計(jì)算不準(zhǔn)確，就會(huì)影響暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，如果不能持續(xù)維穩(wěn)，那么在使用的過程中，會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)很多問題，后續(xù)的維護(hù)成本也會(huì)相應(yīng)增加。

2.3自然通風(fēng)設(shè)計(jì)

在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中，自然通風(fēng)是最具節(jié)能環(huán)保屬性的通風(fēng)方式之一，自然通風(fēng)方式的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：（1）風(fēng)壓通風(fēng)。在采取風(fēng)壓通風(fēng)方式時(shí)，綜合分析建筑結(jié)構(gòu)，如建筑物朝向、各功能區(qū)域分布格局、建筑周邊區(qū)域氣候條件等，采取各項(xiàng)設(shè)計(jì)措施，減小自然風(fēng)吹入建筑室內(nèi)空間時(shí)所承受的空氣阻力。例如，適當(dāng)增加建筑門窗構(gòu)件的開口面積，盡量將門窗保持在統(tǒng)一水平線上，安裝百葉窗等具有空氣加速效果的窗體。（2）熱壓通風(fēng)。熱壓通風(fēng)方式是根據(jù)建筑室內(nèi)、室外環(huán)境溫度差與壓力差，起到引導(dǎo)空氣流動(dòng)、持續(xù)交換冷空氣與室內(nèi)濁氣的作用。因此，為取得理想的自然通風(fēng)效果，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)盡量采取豎向空腔設(shè)計(jì)方式，保證室內(nèi)濁氣可以通過建筑頂部向外排放，并在建筑底部持續(xù)流入室外冷空氣。同時(shí)，在建筑頂部區(qū)域設(shè)置開口，起到調(diào)節(jié)通風(fēng)效果、控制進(jìn)風(fēng)量的作用。

2.4供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在高層建筑中進(jìn)行供暖設(shè)計(jì)時(shí)，大多數(shù)工程設(shè)計(jì)人員的主要關(guān)注點(diǎn)往往都集中在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的供暖設(shè)計(jì)，而忽略公共區(qū)域的供暖設(shè)計(jì)，這樣一來就會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案中的供暖負(fù)荷值參數(shù)與建筑物的實(shí)際需求參數(shù)不符，在這種情況下必然會(huì)影響建筑的實(shí)際供暖效果。為此，設(shè)計(jì)人員供暖設(shè)計(jì)的時(shí)候，不但要注重對(duì)于室內(nèi)供暖相關(guān)因素的研究分析，對(duì)于室外公共區(qū)域的采暖需求也要明確了解。例如，工程設(shè)計(jì)人員對(duì)某高層建筑進(jìn)行采暖設(shè)計(jì)時(shí)，需要設(shè)置單獨(dú)的熱計(jì)量，部分建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的立管系統(tǒng)屬于建筑的公共區(qū)域，因此在進(jìn)行供暖設(shè)計(jì)的時(shí)候要將其規(guī)劃在建筑公共部分，設(shè)計(jì)期間對(duì)于系統(tǒng)的水力平衡需求、散熱情況、化學(xué)鋼材的選擇以及承載狀態(tài)等重要因素進(jìn)行分析，最終才能明確建筑供熱系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)荷參數(shù)，此外，工程設(shè)計(jì)人員還要注意建筑管道的熱補(bǔ)償問題對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成的影響，應(yīng)用此設(shè)計(jì)方法一方面能夠明確系統(tǒng)的熱膨脹量，與此同時(shí)還能夠避免供熱管道出現(xiàn)熱脹冷縮導(dǎo)致管道出現(xiàn)拉裂問題，由此設(shè)計(jì)人員可以明確補(bǔ)償裝置的規(guī)格和安裝位置。這種設(shè)計(jì)方式也可以實(shí)現(xiàn)供暖系統(tǒng)的優(yōu)化。

2.5旁通管道設(shè)計(jì)要點(diǎn)

旁通管道是供回水總管上的一個(gè)重要組成部分，其使用性能會(huì)直接影響整體供回水總管的使用效果。為了對(duì)空調(diào)系統(tǒng)中冷水機(jī)組內(nèi)部通過的水量進(jìn)行有效穩(wěn)定，那么可以將旁通管道合理地設(shè)置在冷水機(jī)組當(dāng)中的供回水管上面，并且可以相應(yīng)地設(shè)計(jì)一個(gè)恰當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)閥來對(duì)實(shí)際的壓差進(jìn)行有效控制。在設(shè)計(jì)旁通管道期間，要嚴(yán)格依據(jù)冷水機(jī)組內(nèi)部的冷凍水量等實(shí)際情況，對(duì)其最大水流量進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，同時(shí)也要依據(jù)最大流速來對(duì)旁通管道的直徑進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，切不可在沒有經(jīng)過科學(xué)計(jì)算與綜合分析的基礎(chǔ)上僅憑個(gè)人設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來對(duì)旁通管道的直徑尺寸進(jìn)行確定。通常而言，旁通管道設(shè)計(jì)中的旁通閥一般可以選擇電動(dòng)類型的調(diào)節(jié)閥，如ZAPC型或ZAPB型等都是當(dāng)前我國旁通管道中常用的旁通閥設(shè)備。此外，必須嚴(yán)格依據(jù)有關(guān)管理規(guī)定和要求，對(duì)冷水機(jī)組旁通閥的直徑進(jìn)行科學(xué)、合理地確定。

3結(jié)語

高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)高層建筑節(jié)能有著重要影響，也關(guān)系到高層建筑人員入住后的生活品質(zhì)。高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要將人放在首位，設(shè)計(jì)科學(xué)的系統(tǒng)構(gòu)架，提升設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，給人們營造更為適宜的居住工作環(huán)境。

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中國建筑西南設(shè)計(jì)研究院北京/雄安院