高层建筑暖通空调设计要点分析



高层建筑暖通空调设计要点分析

李建英 李旭光

濮阳市诚丰建设工程有限公司 河南濮阳 457000

[摘要]高层建筑暖通空调设计的主要工作在于对系统的选型，同时要平衡和统筹好高层建筑暖通空调系统的各项功能，通过做好高层建筑暖通空调的空调、供暖和通风三个方面的工作实现设计的根本目标，进而达到高层建筑暖通空调系统更加稳定、节能的运行，为高层建筑提供一个舒适的室内环境。为此，本文主要对暖通空调系统的概述、基本类型及设计要点进行了分析与探究。

[关键词]高层建筑；暖通空调；设计要点；概述；基本类型

近年来，社会经济与城市化进程的飞速发展使建筑领域在行业制度、技术设备、工艺方法等方面都得到了很大程度上的改进和完善，其相关项目工程的设计施工水平也相应提高，百姓的居住质量和环境品质也越来越受到各方关注。在这一背景下，作为居室内部环境的重要调节系统，建筑暖通空调产业进入了发展的黄金时期。如何根据具体建筑条件优选冷热源，并充分运用现代技术，以可靠、环保的方式确保用能效率，在满足居室宜居需求的同时减少系统对室外环境的影响，都是确保暖通空调产业顺利发展的关键问题。而这一系列问题都应通过工程师的设计方案体现在工程之中。可以说，设计方案的提出、评估、优选、及其实施对暖通空调系统的工程质量和建筑整体效果都具有十分重大的现实意义。

一、暖通空调系统概述

暖通空调系统种类繁多，但是基本原理都是相通的。其常见的种类型有：分散式供冷或供暖、热泵系统、热回收系统和蓄冷。另外还有：空气一水系统、全空气系统和全水系统。空气一水系统：这类系统通常是用冷水带走空调空间的大多数显热负荷，而用空气提供通风以保证空气质量并带走由于空间的潜热负荷造成的湿气，当然空气也提供一些额外的显热冷却。全空气系统：在这类系统中，空调空间的所有要求（如加热、加湿、冷却及除湿等）都靠送风来满足。全水系统：这类系统指那些具有风机一盘管、组合通风装置或重力循环式室内末端的系统，未调节的流通空气通过墙上的通风口送入或渗入。其最大的优点在于能够适应许多建筑物空气调节要求，并且可灵活地应用在空调系统的改造中。

要求工程师首先根据不同建筑的地理位置、气象条件、户型结构等情况进行方向性的规划，科学选择系统类型及其运行方式，并在其能够满足室内环境参数要求的前提下进行可靠性、安全性、节能性等方面的优化，使设计方案尽可能经济、合理、美观、适用。

二、暖通空调方案的设计原则

1、可靠性原则与可行性原则

设计方案应符合国家和当地政府有关和规范的要求，并考虑到系统的长期运行和发展变化。对于温湿度等参数要求较高或比较特殊的工艺性暖通空调设计项目，应对设计方案进行全年工况分析，以确保其在全年各种室外气象条件下的适应性。对于一些无法采用标准设备的特殊情况，则应提出详细、合理的参数要求。

2、安全性原则

建筑暖通空调系统在设计中应注意的安全性问题包括：防火、防爆、设备运行以及用户的环境安全等几项内容，防火安全问题应按照有关防火设计规范来考虑，并合理规划库房、燃料贮存室等易燃易爆工程通风系统的设计、有效防止毒害气体或带有传染性疾病病毒的空气的蔓延与扩散等，以燃油燃气锅炉房的通风空调系统设计为例，应设置可燃性气体泄漏报警系统和事故通风系统，并相互联锁。

3、其他原则

设计中还应充分考虑到系统的节能特性、经济效益、以及系统对环境的影响。为响应国家节能减排和绿色、可持续的发展方策，暖通空调系统作为建筑能耗大户，必须有效解决采用清洁能源、提高设备效率等实际问题。在能耗规划中，不仅要科学计算主机设备的能耗，还应全面考虑辅助设备能耗、实际负荷变化、以及非标准状态下设备可能的效率与功效。此外，设备的配套程度、自动控制能力，也是决定其节能效果的关键。此外，设计方案还应充分重视环境保护问题，如燃煤锅炉的排烟处理，空调选型中使用较为环保的制冷剂等。

三、高层建筑暖通空调系统的基本类型

1、高层建筑全空气暖通空调系统

全空气系统是大型高层建筑，特别是商、金融和酒店类建筑常用的空调系统类型，这种系统的主要暖通功能通过空压机来进行加温、加湿、降温和除湿等一系列操作，由于基本使用空气的变化作为室内环境调节的主要要素，因此，就要全空气暖通空调系统。

2、高层建筑空气-水暖通空调系统

这种系统在各种类型的高层建筑暖通空调系统中有广泛地分布，空气-水暖通空调系统的主要操作原理是用冷水-空气的交换将空调中热量交换出来，并通过通过的过程将室内的湿气带走，这种系统具有结构简单、制冷迅速等优点，是高层建筑暖通空调设计中应该重点考虑的系统。

3、高层建筑全水暖通空调系统

全水暖通空调系统能够适应大部分高层建筑空气的调节要求，并且具有结构灵活和便于改造的优势，全水高层建筑暖通空调系统通过水中热能的交换实现对室内空气质量的调节。

四、暖通空调方案的具体设计要点

1、深入研究建筑特点

优秀的设计方案首先必须适用于具体的建筑特点和环境需求，因此准备阶段大量的资料研究和现场调查必不可少。设计中应弄清建筑物在总图中的位置，四邻建筑物及其周围供热、供水、供电等管线的敷设方式与可能的接口地点。将建筑物内的人员数量、使用时间、建筑高度、层数作为规划依据，制定合理的防烟、防火分区，设置防火墙及火灾疏散路线。此外，工程师还必须了解建筑结构（剪力墙的位置，屋面做法，外墙做法等），并确定冷却塔、电源、仪表室、水泵房，热力点等的位置。

2、循环水泵的选型

实际工程中，循环水泵容量往往能达到实际需要的2倍，造成极大的投资和运行费用的浪费，因此在设计中，应关注系统循环的阻力计算、冷负荷计算，并科学地计算水力平衡与静水压力，设计出满足不同条件变化的节能系统。

3、供暖方案

高层建筑暖通入口入户装置应根据采暖通风与空气调节设计规范规定，在热力入口的供回水总管上设置温度计、压力表及除污器。入口数量问题应在后续管理方便的基础上，考虑室内供暖系统以及室外管线衔接的合理性。楼梯间或其他有冻结危险的场所，散热器应由独立的立支管供热，且不得装设调节阀。带有底层商铺的住宅，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。

4、空调通风方案

很多设计方案中都存在着实际空调装机容量过大，导致一次性投资浪费的问题，该问题产生的原因多是由于采用了负荷指标估算方法，或设计中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高于手册中的冷负荷。因此设计方案中应针对上述因素对装机容量进行合理控制。此外，方案中还应重视水系统扬程选择的差异性，避免水泵扬程的选择不当。

五、结束语

综上所述，高层建筑暖通空调设计涉及到高层建筑的设计成败，也直接关系到高层建筑暖通空调系统建设的质量，必须要从高层建筑暖通空调建设实际出发，对设计的重点和关进进行全面控制，使高层建筑暖通空调设计细节得到不断完善。

参考文献

[1]徐昌松.我国高层建筑暖通空调设计中存在的问题及解决方法探析[J].中国高新技术企业,2007(09)

[2]王汝良.暖通空调设计方案比较的一些问题[J].黑龙江科技信息,2009(29)