现代建筑暖通空调设计的新思维探讨

傅裕

【摘 要】 随着我国社会经济的高速发展和人民生活水平的提高，暖通空调系统给人们创造了舒适的室内环境。本文就现代建筑暖通空调设计的新思维进行探讨。

【关键词】 现代建筑；暖通空调；设计

随着我国城市化的不断加快，使得建筑业得到了长足的发展，各种功能的高层建筑在城市中越来越多。新的建筑类型和新的使用功能对建筑设备的质量和革新提出了更高的要求，因此暖通空调已经成为现代建筑不可缺少的设施。如何使室内环境设计的舒适合理，并尽可能的减少对室外环境的不良影响，是现代建筑暖通空调在设计中亟待解决的重要问题。

1.暖通空调设计的原则

1.1 首先应熟悉总图，弄清设计建筑的位置和与周边建筑的相互关系，收集周边市政供热、供水、供电等条件，如：市政集中供热的温度、接口位置等，这些可作为暖通设计供热入口的客观条件。

1.2 根据建筑物的层数、层高及总的高度，确定是否属于高层建筑。按现行国家规范规定：10层及10层以上的居住建筑；建筑高度超过24m的公共建筑，应遵守《高层民用建筑设计防火规范》的条款。

1.3 弄清建筑物内的人员数量、使用时间、功能的划分、有无特殊要求等，作为负荷计算及系统划分的依据。

1.4 建筑物防火分区的划分对暖通防排烟设计影响较大。充分了解建筑防火分区的大小和分区，确定防烟分区的划分，了解防火墙、防火卷帘及防火门等的位置，这些是建筑防、排烟系统设计的关键。

2.现代建筑暖通空调设计应注意的问题

2.1 空调循环水泵的选型问题

循环水泵容量过大在我国是普遍存在的问题，其容量通常能达到实际需要的2 倍，这造成了极大的投资和运行费用的浪费。究其原因主要是：①设计冷负荷偏大；②系统循环阻力计算结果偏大；③净水压力问题，错误的将净水压力算作系统的循环阻力，造成系统循环阻力计算偏大；④系统水力平衡计算问题，水力平衡计算不精确，正式投入使用前又没进行全面的调试，造成水力失调。在实际的设计过程中，可根据不同时刻流量和扬程的变化，满足不同条件下优化运行的要求，通过对定速泵的台数控制或变频泵的速度调节等措施达到节能的目的，控制方法简单，节能效果明显。

2.2 供暖方面

建筑暖通入口入户装置根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》规定，集中供暖系统应在热力入口的供回水总管上设置热量计量装置、温度计、压力表及除污器等。而设计人员往往只注意入户热力装置的设置，忽略了入口装置，造成设计失误。入口数量设置应考虑在满足开发商后续管理方便的基础上，设计人员不仅要考虑室内供暖系统的合理性，还要考虑室外管线衔接的合理性，不能顾此失彼。

规范规定楼梯间或其他有冻结危险的场所，散热器的供暖立管或支管应单独设置，且不得装设调节阀。工程中共用一根立管一侧连接邻室房间散热器另一侧连接楼梯间散热器的做法，因密闭性难以得到保证，供暖易发生故障，将影响邻室的供暖效果。带有底层商铺的住宅设计规范明确规定，对建筑内的公共用房和公用空间，应单独设置采暖系统和热计量装置。但设计中总存在商铺未单独设热计量装置，或与住宅采用共用系统，都将对以后使用后引起不必要的麻烦。

采用共用立管系统的高层住宅，设计中要根据系统水力平衡、承压能力、散热设备及管材的特性等因素对供暖系统及共用立管进行竖向分区设置，并应考虑管道热补偿问题。工程上忽略伸缩器设置、未认真校核热膨胀量以决定补偿器的位置、在补偿器上下的位置安装固定支架消弱补偿器作用等会因立管的热胀伸缩拉裂了支管的现象。

2.3 空调通风方面

空调与制冷技术手册、采暖空调制冷手册等明确给出的旅馆办公类的冷负荷指标为94w/m2～163w/m2，商场类建筑夏季冷负荷的概算指标应为210w/m2～240w/m2。但在实际设计过程中，一般存在两种问题致使空调装机容量偏大。一是由于设计时考虑各种各样的安全系数，从而使单位空调面积的制冷机装机容量大比手册中冷负荷概算偏大，远大于实际运行中单位空调面积峰值冷量。二是目前在空调系统设计过程中，部分设计人员采用负荷指标估算方法，使得制冷机装机容量普遍偏大，也明显造成初投资的大量浪费，甚至影响部分负荷下的冷机效率。

水泵扬程选择不当也是暖通空调中比较常见的一个问题。水系统扬程选择因设计差异而存在较大差异。如某工程冷却塔放置在80m高的屋顶，冷却水为闭式循环系统，而设计者在选择水泵扬程时误将高程加进了水泵的扬程中，致使所选水泵扬程高达95m。有的设计在选择冷冻水泵时，忽视了冬、夏季流量的之间的差异，如某工程夏季空调所需7℃/12℃冷冻水的循环流量是400 m3/h，而冬季所需50℃/60℃热水循环量为200 m3/h，可见夏季空调冷冻水循环量要比冬季采暖热水循环量大得多，所以冬夏季冷水泵热水泵应分别设置，合用一台是不合适的。

3.节能空调设计的新思维

3.1 方案设计

现在非常流行的空调设计方案是：在低能耗，高室内环境品质的前提下，风量可调的置换式送风系统、冷辐射吊顶系统、结合冰蓄冷的低温送风系统以及去湿空调系统。为了平衡高层办公楼中设备、照明等主要热源形成的辐射热量采用辐射形式供冷。冷辐射吊项应结合置换式送风，将新风采用下送风方式送入室内，既保证室内空气品质，又保证良好的室内热环境。而采用空调去湿方案，首先可以保证室内空气品质；其次采用去湿保证了绿色建筑对室内湿度控制在60%以下的要求。

3.2 具备良好的通风系统

某些建筑由于装修材料含有挥发性有害物质造成室内空气污染。因此，绿色建筑中的暖通空调应该具备良好的通风系统，实现合理的自然通风，因为新风在室内的流动对健康是必不可少的。

3.3 蒸发冷却技术

蒸发冷却空调技术是一种绿色仿生空调技术，包括间接蒸发冷却（IEC）和直接蒸发冷却（DEC）。该系统采用水作为制冷剂，实现空调运行对环境无污染， 另外，蒸发冷却系统的COP值比机械制冷大得多，且它的制冷不消耗压缩功，它是一种节能环保型绿色空调技术。

3.4 地源熱泵空调系统

地源热泵空调系统是利用土壤、地下水或江河湖水作为冷热源的一种高效空调方式。土壤是一种很适宜的热源，其温度适宜、稳定，蓄热性能好且到处都有。地源热泵全年运行工况稳定，不需要其他辅助热源及冷却设备即可实现冬季供热夏季供冷。地源热泵的COP值可达4.0以上。对于采用深井回灌方式的水源热泵，由于地下水抽出后经过换热器回灌至地下，属全封闭方式。因此不使用任何水资源，也不会污染地下水源。

3.5 免费供冷空调系统

免费供冷（FREE COOLING）技术通过水系统来利用自然冷源。它也称冷却塔供冷，是一种节能降耗的系统形式。免费供冷的实现方式是：当室外空气湿度温度下降到某值以下时关闭冷水机组，以流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统供冷，提供建筑空调所需要的冷负荷。在空调系统中，冷水机组的能耗占有极高的比例，如用冷却塔供冷技术可少开或不开冷水机组，其节能效率将会是显著的。

4.结束语

社会和经济的进步使得人们对建筑的环境有了更高的要求，因此暖通空调设计也要进行革新与发展，紧跟时代的步伐。现代建筑暖通空调工程项目的成败和经济效益的优劣与暖通空调设计方案的选择有着直接的关系。在设计过程中需要完善和处理设计环节中的各个细节。因此暖通空调设计人员必须进行科学的设计，综合考虑各种因素，使暖通空调的设计发挥其最大的功能和经济效益。