新形势下高层建筑暖通设计的创新策略

曾 宇 远

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)

新形势下高层建筑暖通设计的创新策略

曾 宇 远

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)

根据高层建筑中暖通设计的不足，提出了高层建筑施工的暖通设计创新策略，包括改善能源应用、做好操控设计、改善系统经济系数、改进暖通设计、做好节能环保工作等，以保证暖通设计的合理性。

散热，通风，高层建筑，散热器

受人口密集化与土地资源欠缺等因素影响，高层建筑与智能建筑在现代建筑业中得到了很好的应用与发展，设计理念与综合水平广受社会各界关注。在居民生活水平渐长的当下，大众对生活品质提出了更多的要求。对此，在高层建筑设计中，必须结合大众生活特点与居住要求，尽量设计出满足大众要求的建筑物。暖通设计作为高层建筑设计的关键步骤，设计质量与使用效益都关系着建筑整体价值的发挥[1-3]。但是从实践反馈的信息来看：暖通设计依然存在多个方面的问题，甚至影响着系统质量。鉴于此，除了要做好高层建筑系统探究工作，还必须从暖通设计与创新等领域，改善建筑使用性能。

1 高层建筑暖通设计潜存的不足

1.1 图式设计不足

绘图作为高层建筑暖通设计必须首个考虑的领域，而事实上在设计中并没有满足该要求。如：在设计深度中，暖通空调包含：系统型号、散热器工作方式、控制方案、设计数据、管道与风管等一系列材料的选用，以及空调安装与后续维护等说明，事实上很多高层建筑在图纸设计中并没有给出明确的解说，这样很容易影响图纸设计的完整性。虽然设计中对于锅炉房安装给出了设计与安装说明，但是也有部分高层建筑在图纸设计时，只有平面图，缺少细节解剖与细节说明。针对空调设计的规定，也有很大一部分高层暖通空调在设计中并没有考虑到空调计算书的完整性[4，5]。如：缺乏散热器选择与水力平衡，却存在耗热计算；或者没有结合建筑物楼层、朝向与大小，采用统一的计算书。这一系列问题都会影响建筑施工与操作，同时也增加了施工难度。

1.2 通风设计问题

由于高层建筑楼层普遍较多，并且都属于封闭性环境，所以必须做好暖通设计，确保室内空气畅通与流动。但是，通风问题一直困扰着暖通设计。首先，通风设备选材不科学，没有整合实际情况，大部分暖通设计者都会选用铝箔玻璃棉作为保温材料，它有很好的保温功能，然而对冷冻水管与对立管根本起不到保温

作用。其次，在高层建筑的防火墙与变形墙设计中，经常出现漏安或者没有安装防火阀的情况。暖通工作人员习惯通过指标负荷对通风设备进行负荷计算，这样不仅会增加装机容量与制冷机负荷，还会拉大设计成本，影响资源应用。

1.3 散热器问题

高层建筑中的楼体散热具体体现在：楼梯立管与直管上。楼梯作为高层建筑设计的重要环节，确保散热也是一项重要工作[6,7]。所以，在设计暖通时，必须正确使用和安装散热器，通常将其安装在容易冻结的空间或者楼梯，同时确保立管与支管单独设计与安装，尤其是调节阀不能安装。事实上，很多高层建筑在暖通设计中，并没有完全按照规定进行：高层建筑其他空间与楼梯散热器公用同一立管，或者没有单独的立管设计。一般使用双链接的方式，让室内卫生间与相邻空间连接，一旦发生故障与维修问题，将增加工作难度，影响建筑物后续完善与维护(见图1)。

1.4 工程问题

供暖设计历来都是高层建筑设计的重要环节，对于供暖入口，不仅要保障室内暖通设计的高效、安全与合理性，还必须做好室内外供暖设施的联系。事实上，很多高层建筑在暖通设计与施工中，考虑到方便供暖，使用多个入口，根本没有联系到建筑之外的供暖联结。另外，排风也是暖通设计必须考虑的方面，很多工程施工中，根本没有整合现实问题，直接建设通风。如：在地下室通风安装中，地下室其他领域和卫生间共用一系统，此时若将横截面设计为625 mm2，水平风管设计为70 m，由于风阻较大，所以对通风与排风设备施工及维护会带来很大的影响；或者将应安装于屋顶的设备安装在室外，也会影响建筑设备安全与美观；有暗房的地下室，每个领域都使用排气设备，通过几十米的通道排出，不仅排风效果受到影响，同时还会影响通风。

2 基于高层建筑施工的暖通设计创新策略

虽然暖通设计存在很多不足，但是在逐步探索与创新中，也有很多实施性较强的节能方案，值得进一步改进与应用。

2.1 控制热量散失，改善能源应用

从高层建筑施工反馈的信息来看：只要能合理利用并控制热量散失，就能改善暖通节能水平与应用价值。如果在楼层下部设置隔墙，也就是在两面墙间设置空隙，那么空隙就能为房间储存热量，控制热量散失，减小房间对供暖的依赖，这种设计可以与暖通设计中利用最先进的设施带来的价值进行比较。对于采光较强的区域，可以使用吸热材质，储存太阳能的同时，传递给建筑物，减小建筑对供暖的依赖。

2.2 做好操控设计

针对气温变化，在高层建筑暖通设计中必须根据调节性，同时这也为自动化暖通系统带来了很大的难度。自动化暖通系统是利用外温变化对暖通运行进行调整，最大程度的减小系统由于人为因素对资源构成的影响。另外，它还能在系统异常时及时报警，从而控制和减少事故的产生。目前，自动化暖通已有单独应对四级与昼夜变化的暖通系统，同时这也有效减少了由于系统操作对能源造成的影响。

2.3 优化组配，改善系统经济系数

在高层建筑暖通设计中，使用集中分配、统一供暖的方式能有效改善系统设计，减少暖通维护与施工成本。同时，这种设计对整个楼层的影响相对较小，系统稳定，它能在运作中为整栋楼带来发展。从研究的资料来看：高层建筑中的暖通已经发展为建筑设计中的最大能耗，使用集中优化、分布的设计，能有效控制运输与施工中的能耗压力，避免不必要的回流与管道输入，节省能源。

科学的暖通设计方案综合了成本、能源、施工与环保等方面的因素，基于现代化楼层构造，选用恰当的施工材料，根据楼层构造与暖通运行状态，在设计中达到节能效果。近几年，在高层建筑中使用的环保、散热、隔热材料，借助植物对建筑物暖通进行辅助与调整，都是对高层建筑暖通进行的创新，辅助措施不仅减少了工作压力，同时也极大的提高了节能与环保成效。

2.4 改进暖通设计

首先，确保暖通设计的经济性。在经济的基础上确保一致性，这样才能确保相关设施与设计要求。通过比对两种设备质量，结合暖通设计的舒适度与美观性，确保暖通设计的合理度。另外，也有一些设施在设计中要考虑季节因素与运行成本，以此保障各种设备的综合应用。

其次，确保暖通设计的实用性与科学性。在暖通设计中，必须结合客户要求，满足用水供电的同时，根据环境保护要求，尽量做到符合相关政策。当然，设计中经常会遇到标准实施无法应用的情况，此时就需要详细参数，并且保障参数的科学性。在护栏构造明确的基础上，做好自动化控制，选用恰当的型号进行节能控制。设备选用时，尽量使用开放的态度，根据设备功能区分，通过调节变频，减小损失。

最后，确保设计结果的操作特性。为了适应工作变化，高层建筑暖通设计必须具备较好的可控性。常用的可控性方案有：VAV与VRV系统，它们具有能耗小的优势，如果作为一次性投资，费用相对较高。在很多办公区域并没有整体使用暖通，对此，在设计中，要考虑到夜间工作停止，节省能源。而暖通自动化虽然能帮助人员减小工作强度，但是管理费用较高。因此，对于经常调节的系统使用自动化，其他使用人工，在减少工作量的同时，确保系统稳定安全。所以，在未来的高层建筑暖通设计中，自动化将趋于简化。

2.5 做好节能环保

从统计反馈的数据来看：部分地区高层建筑带来的能耗已经达到总能耗的45%，这说明节能环保的重要性。因此，在未来高层建筑暖通设计中，必须践行绿色、环保、节能要求，优化节能环保技术，减小高层建筑能耗比重。在确保安装质量的同时，根据科学建设观，为用户提供更好的供暖服务，推进建筑事业发展。

3 结语

暖通系统作为直接影响居民生活质量的重要因素，它对现代建筑业发展具有重大影响。因此，在高层建筑暖通设计中，必须结合工作部署与要求，使用具有针对性与目的性的策略，促进暖通设计创新，保障建筑暖通设计整体质量。

[1] 季文君.高层建筑暖通设计中存在的问题及改进策略[J].科技创新导报,2012(12):44.

[2] 高志强.高层建筑暖通设计的问题及改进措施分析[J].山西建筑,2012，38(30):164-165.

[3] 郝晓龙,刘学智.高层建筑暖通设计中常见问题及对策探析[J].才智,2012(36):21.

[4] 周乐乐.高层建筑暖通设计中的问题及改进措施[J].科技创新与应用,2013(1):170.

[5] 雷锦钰.建筑暖通设计中存在的问题以及改进策略[J].山西建筑,2013，39(12):105-106.

[6] 郭 兰.探析高层建筑暖通设计中的常见问题[J].科技创新导报,2015(1):49-50.

[7] 刘光林.高层建筑暖通设计问题分析[J].科技创新与应用,2014(30):256.

High-rise building under the new situation of HVAC design innovation strategy

Zeng Yuyuan

(ShanxiArchitecturalDesignResearchInstitute,Taiyuan030013,China)

According to the HVAC design of high buildings, the HVAC design of high-rise building construction innovation strategy is put forward, these strategies including improve energy application, completes the manipulation of the design, improve economic coefficient, improve the HVAC system design, completes the energy conservation and environmental protection work, so as to ensure the reasonability of the heating and ventilation design.

heat dissipation, ventilation, high-rise buildings, radiator

1009-6825(2015)32-0126-02

2015-09-08

曾宇远(1970- )，男，工程师

TU976

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