对建筑暖通空调系统方案设计的分析

林志付

摘要：文章简单地分析了暖通空调系统方案设计，对暖通空调系统设计的各个环节都做了浅述。

关键词：建筑设计方案；暖通空调；系统方案；设计分析

中图分类号：TU83 文献标识码：A

文章编号：1674-1145（2009）12-0164-02

暖通空调设计方案的选择是一个直接关系到暖通空调工程项目的成败和经济效益优劣的重要问题。一个优秀的暖通空调工程设计方案应对设计方案涉及的各种因素进行全面的考虑，使其综合效益最高。以下是对目前暖通空调方案设计的一些粗浅的分析及思考。

一、方案设计是暖通空调设计工作中最重要的一个环节

由于建筑设计方案直接关系到建筑设计单位在工程设计投标中能否中标，关系到其效益和生存，因此它受到了设计院领导等各方的重视，建筑专业设计人员投入的精力也很大。相比之下，对于暖通空调设计方案，有关方面往往重视不够。在大多数情况下，建筑方案招标设计阶段，暖通空调专业基本上是“靠边站”，建筑设计方案评标审查时通常只看重建筑造型方案。暖通空调设计人员对方案设计也往往重视不够，设计人员在方案设计上花的时间和精力相对较少，而将大部分精力放在图纸绘制上。

然而方案设计是设计工作中最不可忽视的环节。暖通空调设计方案不仅关系到建筑的室内环境参数能否满足使用要求，而且直接关系到建筑的工程投资、运行能耗和费用、系统可靠性、安全性、调节性能、操作方便性、维护费用、环境影响、人员舒适性、机房面积、建筑层高、建筑美观性等诸多指标参数。设计方案的问题往往是方向性的问题，造成的损失通常较大，而且修改困难、影响时间长。因此方案设计是暖通空调设计工作最重要的一个环节。暖通空调设计方案的“关系户”很多，确定设计方案时必须从住户、业主、公众、施工、政府相关部门、建筑相关专业等众多方面来考虑问题，协调各方面的矛盾关系，因此它也是最复杂、难度最大的一项设计工作。

二、全面了解设计对象，选用适合的方案和系统

中国有句俗语“知己知彼，百战百胜”，这种逻辑用在建筑物的暖通空调设计上也是很合适的。做暖通空调设计也是首先要知道设计对象是一座什么样的建筑;它是做什么用的，其功能是什么;它建在什么地方，那里的气候怎样;其投资有无限制。因为这些是决定建筑物舒适标准和豪华程度的依据，只有把这些客观条件都了解清楚后再进行设计，才能掌握好设计标准，选用合适的暖通空调系统和设备，使设计能做到量体裁衣，恰到好处。对暖通设计人员来讲，首先要了解清楚设计对象。一般说来以下几个问题首先要了解清楚，才好采取对策，即选用适合的方案和系统。

1．要充分了解该建筑物的位置，四邻建筑物情况及其周围供热、供水、供电等管线的敷设方式与可能的接口地点。

这些可作为本建筑物设计供热入口时的客观条件;也可作为计算负荷时考虑风力、日照等因素的参考;还可以根据主要入口的朝向，确定大门的做法。

2．对建筑物内的人员数量、使用时间、有无废气要排等都要了解清楚，这些可作为计算负荷及划分系统的依据。还要清楚建筑的层数、层高及建筑物的总高度，看其是否属于高层建筑，按现行的规范规定，10层及10层以上的居住建筑和建筑高度超过24 m的其他民用建筑，应遵守《高层民用建筑设计防火规范》的规定。

3．对周围环境的充分考虑。建筑物是开敞的还是被楼群包围及周围环境的背景噪声水平，被楼群包围时计算供暖负荷时要考虑阴影区；有无水面、沙地、停车场及比该建筑低的建筑物屋顶，这些都能反射太阳辐射给高层建筑，增加了太阳辐射热量；周围有无工厂、锅炉房、厨房等，选择室外进风口时应注意。

4．对建筑结构的方案，防火分区、防烟分区的划分，窗户的大小、层数及采用玻璃的热工性能，投资金额、回收年限，运行管理水平，维修更换标准等都需要充分全面的了解。

三、充分考虑暖通空调系统的适应性与可操作性

暖通空调系统的容量通常是按接近全年最不利的气象条件确定的，因此系统应有较好的调节性能，以适应全年负荷的变化。调节性能好的系统方案，如采用VAV空调系统和VRV变频空调系统的方案，其一次投资通常较高，但运行能耗较小，在经济性计算和比较时应综合考虑这些因素。对于部分时间使用的办公建筑、写字楼和教学楼，设计方案应能适应其夜间不工作时的调节要求。设计方案的管理操作方便性是用户十分关心的问题。空调系统自动化水平的提高，可以减少管理人员的数量和劳动强度，从而使人工费减少，但使一次投资增加，对操作人员素质的要求提高。空调系统是否采用自动控制，应根据实际情况和要求，经技术经济性比较来确定。对于大型空调系统和需要经常调节控制的设备较多的工程，宜采用自动控制，以减少操作管理的工作量。但自动控制系统应尽可能简化，以提高系统的经济性和可靠性。对于只有季节转换时才操作的阀门不宜采用自动控制。对于一些各部分不同时使用的建筑物或各部分出租给不同使用单位的商业建筑，系统设置应考虑分别管理控制和运行费用分别统计交纳的要求。

四、方案设计中考虑节能环保意义重大

随着经济的发展，我国的建筑业发展迅猛，建筑能耗不断增加，建筑能耗已经占据社会总能耗的27%以上，有些地区已接近40%。其总量呈逐年上升趋势，能源总消费量的比例已从20世纪70年末的10%，上升到近年的27.48%，其中2/3为暖通空调系统所消耗。此外，现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中电能占绝大比例。能源的大量使用，使得地球资源日益匮乏，同时也带来严重的环境问题，随着二氧化碳、氮氧化物、硫化物、烟尘等的排放增加，酸雨现象频繁发生，对生态环境和可持续发展带来了很大影响。

根据暖通空调行业的研究成果，现有空调系统的能耗是惊人的。如果采取相应的节能技术，使现有空调系统节能20%～50%完全可能。因此在暖通空调系统中考虑节能意义重大。设计方案对暖通空调工程设计的成败乃至整个工程的使用和节能关系重大。暖通空调系统特别是中央空调系统庞大而复杂，系统设计的优劣直接影响到系统的经济运行和耗能性能。

五、方案设计图纸应力求完整统一

1．设计说明及图纸要保证完整。《设计深度规定》对暖通空调设计说明应包括的内容作了明确规定。设计说明应有室内外设计参数；热源、冷源情况；热媒、冷媒参数；供暖热负荷及耗热量指标，系统总阻力；散热器型号；空调冷、热负荷；系统形式和控制方法；消声、隔振、防火、防腐、保温；风管、管道材料选择、安装要求；系统试压要求等。然而，有些工程的设计说明内容很不完整。平面图及系统图要保证深度，不能遗漏要绘制的内容。例如供暖平面图，有些未标注水平干管管径及定位尺寸；有的立管未编号；有的虽标注了立管号，但却将立管漏画；有的仅画有首层供暖平面，而未画二层至顶层供暖平面。通风空调平面图，有些未注明各种设备编号及定位尺寸；有的未说明冷冻水管道管径及定位尺寸等等。

2．设计图纸的各部分应统一。暖通空调设计中，平、剖面图与系统图中相应部分的设备、尺寸等内容应完全一致，否则将给施工安装、使用管理带来麻烦。但有的供暖设计，散热器数量、平面图与系统图不一致；供、回水干管管径，平面图与系统图不一致。有的空调通风设计，设备、部件位置尺寸，平面图与剖面图不一致；设备编号、数量，图纸与设备表不一致；还有的空调设计选用的空调制冷设备型号，平面图、系统图与设备标注不一，让人无所适从。

另外，暖通空调设计，所有设备、管道、部件的选择均是通过计算确定的，从某种意义上讲，设计图纸即是计算书的体现，所以设计图纸与计算书应完全一致。

方案设计是暖通空调设计工作最重要、最复杂的一个环节，综合考虑的因素越多，通常其方案设计的水平越高，同时其设计工作量和难度就越大。只有这样才能对各种设计方案进行科学的比较和优选，避免因片面性和主观性带来的失误和经济损失。要提高暖通空调方案设计水平，设计人员首先必须树立综合设计思想，提高思想认识水平、增强紧迫感，在这方面任重而道远。