现代高层建筑中暖通空调系统设计分析

冯 巍

(中机新能源开发有限公司，河南 郑州450008)

0 引言

城市中的高层建筑物几乎与市政建设和城市化发展并驾齐驱，城市化程度越高的城市，高楼大厦越多，于是建筑安全和硬件设施的问题也随之而来。这就使暖通空调系统的设计和选型成为现代化建筑中不可回避的重要课题。如何选择恰当的能源，促进资源有效循环，增加资源利用率，同时又能有效减少不必要的能源消耗，实现清洁环保的能源理念是迫切需要解决的重要问题。

1 暖通空调系统简介

暖通空调系统虽然具有诸多类型，但是其基本工作原理却是一样的。在市场中常见的几种类型有:单频分散供暖和供冷、热力泵系统、热力回收和蓄冷系统;另外，还有利用空气和水之间的循环系统。在空气——水循环系统中，其原理是利用冷却水将空调机中的多余热量带走，同时也实现了通风效果，为空气带来部分湿冷却;而全空气系统则是通过空气的流通，以风的形式实现加湿、加热、制冷等;全水系统也一样，通过水流的作用，带动空气流动，并通过末端的循环系统实现制冷或者制热。全水系统的主要优点是其具有较强的适应性，无论在哪种工作环境中都可以使用。

2 暖通空调系统的基本设计流程

1)在设计施工之前，要清楚施工建筑物的周围环境。主要考察的地方有:四周建筑物、供热、供水的管网铺设情况和预计施工区域，这些都是铺设管网和施工的必要条件。在考察这些条件之后，要评估建筑物的负荷和承重，了解周围环境和天气因素，然后依据基本物业条件和入口方向，最终确定设备大门的位置和施工方案。

2)考评建筑物的高度，考察其层高、层数，确定是否属于高层建筑物。按照我国现有法律法规规定，层高≥10 层、建筑高度超过24 m 的民用建筑，都应当遵守高层建筑物消防设施的建设要求。

3)在调查建筑物的基本硬件之后，要着重考察该建筑物内的人员情况以及使用时间和有无废气排放等问题，作为下一步施工过程中暖通空调的基本设计依据，同时为划分负荷等提供参考的数据。

4)防火分区的划分是工程要着重考虑的地方。防火、防烟、防火墙、防火阀门和逃生路线的设置都要为设计排烟、防烟系统提供依据。

3 暖通空调设计的常见问题

1)水泵选择问题。通常来说，很多高层建筑物的循环水泵普遍存在容量过大的问题，甚至很多容量都达到两倍之多，这就造成了不必要的设备投资费用和维护费用。当然造成此类问题的原因主要有几个方面:①没有精确计算系统所需动力，或者循环阻力较大。②设计的冷负荷较大。③有的地方净水压力也有问题。造成这个问题的原因是:设计初期对净水压力与循环阻力的计算出现交叉和疏漏。④对整个暖通系统的水力平衡计算不够精确，出现较大误差。

2)供暖过程中的问题。通常来说，我国高层暖通设备一般采取1 ∶3的供需比例。根据采暖通风和节能的原则，在施工过程中应在设计供水回管处布置温度计、压力计和除垢装置。通常很多高层建筑暖通设计者只关注终端入户装置设计，而容易忽视入口装置的设计，造成设计失误，资源浪费。同时，入口数量问题应考虑开发商后续管理方便，设计人员不仅要考虑室内供暖系统的合理性，又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，散热器应有独立的立支管供热，且不得装设调节阀。工程中共用1 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，都可能对以后的使用带来不必要的麻烦。

3)暖通防火安全的设置问题。防火阀与排烟防火阀不同，不能将这两种不同功能的阀门混合使用。防火阀一般设在通风空调管路穿越防火分区或变形缝处，平时开启。火灾时，当烟气温度达到70℃时，阀体内的易熔片熔断，从而切断烟、火沿通风管道向其他防火分区蔓延。风管应在穿过防火墙处设防火阀;穿过变形缝时，应在两侧设置防火阀装置。但是，目前我国很多高层建筑物在设计之初并没有按照设计要求安装防火阀，仅在一侧设置防火装置，而另外一端没有任何防火设备。

4 增加暖通空调设计科学性的有效措施

1)暖通空调系统的方案规划。方案规划是建筑工程施工的基本原则和依据。目前国内比较盛行的空调系统设计为:在实现节能环保的前提下，提高建筑物内的整体环境和质量，安装可调节的通风系统、冷辐射吊顶系统、低温送风系统以及除湿系统。在设计中，为了有效规避高层建筑中人造的热辐射，而采用辐射供冷。冷辐射吊顶要与送风装置统一调度，将空气调节与送风系统协同一致，既能够保证室内空气质量，同时又可以调节室内温度。在使用空调去湿的高层建筑中，不仅能够保证室内良好的空气品质，还能实现良好的节能、减排效果。

2)安装优良的通风系统。通风系统是整个暖通系统的循环保障。不断涌入的新风不仅能够将建筑物的某些有害物质吹散，还有利于保证整个暖通系统的正常工作。因此，新建高层建筑物应当具备良好的通风设备，最大限度的使用自然风和对流，实现绿色健康环保建筑要求。

3)蒸发冷却系统。绿色健康空调系统是以蒸发冷却技术为前提，其重要标志就是冷却系统的低能耗。该技术用水作为制冷剂，包括间接蒸发冷却和直接蒸发冷却，能够实现低能耗、无污染的效果。

4)地热空调技术。地热空调系统是利用土壤或地下水作为冷热源的一种节能暖通设备。地热就有较为适宜的热源温度，其稳定性和蓄热性较好，能够在泵力系统的带动下为空调系统提供冷风和热风，不会对水源造成任何污染。

5 结语

高层建筑物在设计暖通空调系统时，既要美观，又要节能，才能最大限度地减少对室内外环境的影响，力求经济效益与环境效益同时兼顾。

［1］ 褚占彪，郭洪海.浅谈在暖通空调设计中容易出现的一些问题及解决办法［J］.沈阳建筑，2009，34(21):58 -59.