高层建筑暖通设计创新研究

王 康 成

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)

高层建筑暖通设计创新研究

王 康 成

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)

论述了高层建筑的基本特点，针对当前暖通设计中存在的问题进行了分析，并提出了一些创新暖通设计的策略，以期对高层建筑暖通设计工作起到积极地促进作用。

高层建筑，暖通设计，设计理念

高层建筑已经成为建筑行业的未来趋势，高层建筑的规模大，系统更复杂，这就给暖通设计带来较大的困难。所以，在设计暖通的过程中，必须充分考量高层建筑的基本特点，不断创新暖通设计。

1 高层建筑和暖通设计

1)高层建筑。

对于高层建筑在不同的国家有不同的规定。在美国，7层以上或是24 m以上的建筑就被称为高层建筑，日本是将8层或31 m以上的建筑称为高层建筑，我国是将10层或28 m以上的建筑称为高层建筑。高层建筑随着高度增加，设计的难度就会相应增大，其设计要点主要包括三个方面，一是建筑设计，二是结构设计，三是设备和电气设计。在建筑设计方面，其核心在于防火间距处理、统一标准化布局、交通方式设计以及安全设计等。结构设计主要是对风力和地震进行考虑、合理设计高宽比、加强刚度和质量的均匀性、控制沉降和安全施工。在设备和电气的设计方面，主要涉及到暖通空调设计、给排水设计、消防设计以及电路设计等方面。

2)暖通设计。

暖通设计所包含的内容较多，其在设计中主要涉及到采暖、通风和调节空气这三个方面的功能，其不仅是提升建筑整体质量的关键，也是满足普通消费者的切身需求。采暖又可以称为供暖，就是按照建筑物的冷负荷，对其进行适当热力的供给，确保建筑内部的温度能够满足消费者的需求。通风主要是向房间送入空气和从房间排除空气，其核心原理就是利用建筑外部的新鲜空气置换建筑内部的空气，一般又可以分为机械通风和自然通风。调节空气主要是对建筑内部的湿度、温度、空气流速和洁净度等进行调节。所以，暖通设计就是对这三个方面的基本功能进行设计，根据高层建筑对暖通的切实需求以及其自身存在的特点，将这三个方面的功能通过一个系统进行实现，即所谓的暖通设计。

2 高层建筑暖通设计存在的问题

1)图纸设计不规范。

在进行高层建筑的暖通设计工作时，图纸是一个很重要的载体，其是暖通设计思想的直接反映。从设计图纸中不仅可以直接看出高层建筑暖通系统的具体设计方案，还可以对不同的设计图纸进行对比，发现其中可以继续改进的地方，有利于暖通设计不断完善。因此，这就要求图纸设计必须规范，严格按照相关设计标准进行设计。但是，根据目前的实际情况来说，在图纸设计方面，不规范的问题比较突出，尤其是不同的设计图纸之间存在对应关系不明确的问题，尤其是平面图、剖面图的尺寸标注、位置关系对应不上的问题比较突出，这就给暖通施工造成了很大的困扰，最后可能导致实际施工和图纸设计出现不符的情况。

2)暖通设计和实际需求不符。

对高层建筑而言，暖通系统是其功能系统的一个重要组成部分，是高层建筑实际需求的根本反映，因此，暖通设计必须要和建筑功能需求相符。但是，暖通设计和高层建筑实际需求不符的情况屡屡出现，不仅造成了暖通工程的成本增加，还导致其效益降低。具体来说，暖通设计和实际不符的情况主要表现在和实际存在差距以及超出实际需求太多这两个方面。和实际存在差值，暖通系统就无法完全满足高层建筑的基本需求，不仅会导致暖通系统的运转负荷较大，还会导致建筑的功能降低。而超出实际过多的问题，会导致暖通系统的部分性能被限制，不能发挥出作用，导致这部分成本出现浪费。

3)工程参数设计不合理。

进行暖通设计时，各项工程参数是必不可少的参考。对于不同的高层建筑而言，其工程参数存在较大的区别，这也是不同建筑之间功能差异的具体反映。所以，在暖通设计中，必须对工程参数加强设计，对其形成全面控制。但是，在目前的暖通设计中，对工程参数的控制并不合理。许多项目都只是简单地对工程参数进行了设定，没有对其进行精准控制，结果导致湿度、温度和空气质量没有达到高层建筑的具体要求。这不仅对高层建筑的使用造成了很大的不便，还影响了暖通系统的正常运行。

4)经济性考量不科学。

经济性是进行暖通设计时所必须加强重点考虑的一个关键环节，只有一个经济性的暖通设计方案，才能在确保基础功能实现的基础上，为施工单位创造更大的经济效益。但是，目前在暖通设计中，对经济性的考量不甚合理，导致出现了各种各样的问题。首先，某些施工单位过分追求经济利益，进行暖通设计时眼光短浅，没有对暖通系统的长远作出全面考量，导致暖通设计的功能具有暂时性，无法长远发挥作用。其次，某些暖通设计中对经济性又缺乏考量，对质量和性能的追求过重，导致暖通设计功能超出实际，造成成本上升和不必要的浪费，致使经济效益下降。

3 高层建筑暖通设计的创新策略

1)创新设计理念。在高层建筑的暖通设计中，设计理念是最应当实现创新的，这是因为设计理念对设计方案和方案效果具有直接的影响，只有不断创新设计理念，才能促进暖通设计不断创新。

首先，必须对高层建筑的暖通设计加强规范化和标准化。所谓创新并不是跳出标准规范进行设计，而是在规范和标准的约束下实现暖通设计的进步和发展。所以，对暖通设计进行创新，必须在现有的基础上进行，而不能另起炉灶从头开始。

其次，实现暖通设计的综合性和一体化。对于高层建筑而言，在一系列信息技术和智能技术的运用下，各个功能系统的综合性与一体化程度不断提升。因此，暖通设计也必须加强综合性和一体化的设计，不断提升暖通系统的整体性，从更高层次对待暖通设计，摒弃以往的独立设计思想。只有从整体角度进行综合性的暖通设计，才能切实保证其功能和高层建筑的实际需求相符。

最后，需要加强动态性设计，通过流体力学、动态荷载分析等手段对高层建筑的暖通设计进行强化完善，以此规避静态设计存在的一些不合实际的问题。

2)提升系统效率。对高层建筑的暖通系统而言，其也是由多个部分组成，能量在这些不同的部分之间进行逐渐传递。根据能量传递的相关理论，能量在从上一级传递到下一级的过程中，必定会发生一定的损失，发生损失的多少取决于两级之间的能量转换效率，效率越高能量损失就越少。不仅如此，能量传递的级数越多，发生的能量损失越大，因此需要对级数进行控制，尽可能减少能量发生损失的环节。基于此，在设计暖通系统时，就应该对各级子系统进行优化，减少不同部分之间的衔接级数，使其控制在合理范围内。不仅如此，还应当对不同环节之间的能量转换效率加强考量，提升其转换效率，从而实现提升暖通系统整体效率的目的，减少能耗。

3)创新图纸审查机制。图纸是暖通设计的一个重要方面，由于图纸审查不严导致的各类问题数不胜数。因此，必须对图纸审查机制进行创新，确保暖通设计图纸不会出现问题。首先，应该加强设计人员对设计图纸一致性的重视，使其在设计过程中严格按照相关标准规范进行设计。其次，创新图纸审查机制，可以交由其他设计部门或是第三方设计机构对设计图纸进行审查，确保设计图纸能够得到更加客观公正的查验，及时发现其中存在的问题并予以解决。最后，对图纸审查发现的问题，必须及时进行纠正，尽快将图纸完善。

4)加强经济性设计。经济性是暖通设计的关键，尤其是高层建筑对暖通系统的功能需求较大，只有实现经济性的设计，才能在暖通系统的施工和运行环节尽可能的降低成本，确保经济效益。首先，对暖通设计方案进行整体优化，削减不必要的环节，将整个系统做到最简化。其次，对暖通设备的考虑必须更加全面。不同设备的功能、价格都存在差异，选用相关设备时应该考虑暖通系统的性能和寿命等指标，选择最为合理的设备。最后，对短期利益和长远利益加强对比考虑。不同的暖通设计方案在短期利益和长期利益这两个方面存在显著差别，因此需要结合高层建筑的使用情况，合理选择短期利益或是长期利益的方案，实现利益最大化。

4 结语

高层建筑中，暖通设计的工作十分重要。由于当前的暖通设计在不少方面都还存在一定的不足之处，因此，必须结合其表现出的问题，针对性地通过设计理念、系统效率、图纸审查等方面进行创新，才能促进高层建筑的暖通设计不断进步。

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Study on creative high-rise building HVAC design

Wang Kangcheng

(ShanxiAcademyofBuildingDesign,Taiyuan030013,China)

The paper discusses basic features of high-rise buildings,analyzes problems existing in current HVAC design,and puts forward some creative HVAC design strategies,with a view to play positive role in high-rise building HVAC design.

high-rise building,HVAC design,design concept

2015-10-13

王康成(1980- )，男，工程师

1009-6825(2015)36-0124-02

TU831 < class="emphasis_bold">文献标识码：A

A