高层建筑暖通设计中存在的问题分析

刘继文 刘 帆

(1.山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013; 2.山西省规划设计研究院，山西 太原 030002)

1 概述

不同于普通建筑项目，高层建筑项目的暖通设计复杂程度更高，再加上高层建筑项目容易受到各方面的制约，容易产生各种各样的问题，所以为了提升高层建筑项目的暖通设计质量，保证暖通系统的运行效率，降低其造价，对其中的问题进行预防与处理是非常有必要的。

2 高层建筑暖通设计中常见问题及有效的解决途径

2.1 供暖入口以及楼梯间的设计出现冲突

现在我国很多高层建筑项目在进行暖通系统的设计时，会过多的布置供暖结构，造成外线的连接点数量过多，导致施工难度增大，同时室内调节的复杂性也较高。另外一些项目在进行暖通设计时，会选择双侧连接技术，其两端分别与楼梯布置的换热器以及隔壁空间的散热器进行连接。该设计方法明显和国家相关规定不符，只要出现问题，隔壁空间的供暖情况会受到很大的影响，严重时还会造成散热器冻坏。我国相关规定中已经说明了楼梯间以及有冻结危险的区域，所以散热器的支管与立管需要单独配置，同时也可以避免使用调节阀。

2.2 暖通空调循环水泵中存在的问题

当前暖通系统普遍存在循环水泵装置容量过大这一情况，一些暖通系统中循环水泵装置的容量要远远超过实际需求，造成资金以及能源出现很大的浪费问题。有很多原因均会造成循环水泵设备出现容量偏大情况，其中较为明显的是冷负荷较大或者是阻力计算精准程度偏低所导致的。所以在对暖通系统进行设计时，需要科学的确定循环水泵，并根据冷负荷以及扬程变化来对循环水泵进行适当的调整，对定速泵的数量进行更好的控制，做好变频泵设备的速度调节设计，以达到节能的目的。

2.3 暖通设计的经济性问题

在进行暖通系统设计时，需要考虑到系统的成本造价，也就是经济性问题。在对各个设计方案展开经济比较时，一定要本着一个基准点，像是价格因素、设计以及舒适状况等。只有这样才可以保证暖通设计方案的科学性以及有效性。然而从实际情况上来看，仍有一部分设计人员会把低档暖通系统以及高档暖通系统进行对比，或者是把有无新风供应情况暖通系统的性能进行对比，或忽视美观性以及舒适性的情况下展开对比。

为了保证暖通系统设计的经济性，需要从适应性、投资以及使用安全性、使用年限等方面进行考虑，同时把完全相同的使用周期来作为一个重要的评判基准，以使各个设计方案得到综合全面的分析。若是设计方案能够达到空调以及供暖需求，则应当对暖通系统在冬夏两季的使用经济性进行分析。

2.4 暖通系统通风问题

在对暖通系统进行设计时，若是设计不当则会造成空调装机容量过大。首先，在设计时由于受到各种安全系数的影响，造成单位空调面积所对应制冷机装机容量超过规定中的冷负荷估算值，同时远超过其峰值冷容量；其次是因为在设计过程中，通过负荷指标计算获得较大的数值，造成投资浪费情况，同时冷机效率也会受到影响。

通常来说，夏季空调应当达到12 ℃的冷水循环量，同时容量需达到400 m3/h，冬季空调需要60 ℃左右的热水循环量，并且容量达到200 m3/h。所以夏季暖通空调运行所需投入的冷却水循环量要超过冬季供暖所需，因此水泵需要根据冬夏两季的实际情况分开布置，防止发生一台水泵共用情况。

3 保证高层建筑暖通设计质量的有效办法

3.1 确保暖通设计符合相关规定

一般在进行高层建筑项目暖通系统设计时，一定要确保其符合相关规定要求。像是在对容易发生冻结或者是楼梯间的暖通系统进行设计时，其中的散热器需拆除调节阀，从而确保暖通系统可以稳定运行；另外对于一些带有底层商铺小型住宅，在公开建筑空间当中，应当选择相对独立的计量设备以及采暖装置；高层建筑项目的通风系统、空气调节以及采暖系统均有相应的设计规范，所以需要基于此来对暖通装置的入口入户设备进行科学设计。在对热水暖通空调装置进行设计时，需要将压力表、温度计以及除污器安装在装置的入口管道位置，同时根据设计规范设置热量计；在对暖通装置入口数量加以确定时，需要保证暖通系统施工的合理性以及便捷性，并需考虑到暖通装置的管线布置形式；在对楼梯间进行暖通系统布置时，可以选择立的散热器。

3.2 做好暖通系统热源的设计

在对热源加以确定时，需要确保其和其他系统得以配备。由于可选择的热源种类较多，所以需要根据高层建筑项目的实际情况确定热源的种类。在确定热源时，可以考虑地源热泵，其也是一种节能性较强的热源泵，在暖通系统中得到了很大的应用；热电站是一种相对普通的热源泵，但是其能够提供一个效率比较高的热能转化；热泵也较为环保，可以吸收环境中的热能，在使用过程中也不会产生污染物。所以在确定热源时，需要综合考虑到整个暖通系统的安全性、实用性以及经济效果。

3.3 水力平衡系统的设计

设计人员一定要通过科学的系统以及管路设计，来保证流量系统体系达到平衡。在对变流量系统展开设计时，一定要对压差控制阀进行动态设置，利用此来替代系统中产生的动态流量。在设计热力入口部位时，可以把静态水平衡阀布置于此处，新风机组的管路可以安装动态平衡电机装置的调节阀，从而提升调节工作的效率、质量。

3.4 注重变频技术的使用

为了降低能源消耗，节省更多的运行成本，需要将变频技术投入到暖通系统中，利用变频技术的使用来弥补暖通系统中的技术问题。一般来说，暖通系统可以依据所设定好的额定功率工作，所以在负载较低时暖通系统依然以额定功率全负荷工作，则会出现一定的资源浪费问题。而通过变频技术的使用，可以随着负荷的变化而对暖通系统的输出功率加以调节，以起到节能减排的效果。也可以根据暖通系统的实际负荷状况，来对水流量以及风流量加以调节，以达到节能目标。在使用变风量系统，可以通过暖通系统的末端设备来对室内负荷进行补偿，改善调整送风量,从而使室内温度更加的合理；将定风量系统以及变风量系统进行对比后发现，后者能够节能一半左右；另外变水量系统可以利用数量来对室内温度进行调节，也更加省电。现在变频技术已经大量应用到暖通系统中，通过优化调节系统主机、风量以及水量，使其与暖通系统的负荷运行更加匹配，节能效益也会更高。图1为暖通变频系统的示意图，其和传统暖通系统的差别在于暖通变频系统中使用了变频模块。

4 结语

对高层建筑项目的能耗进行分析后发现，暖通系统运行对于能源的需求是非常大的，所以暖通系统的设计质量直接会关系到整个高层建筑工程的经济效益，也会关系到人们的日常生活。在进行设计时，需要坚持可调节原则以及可行性原则，对各个设计关键点进行严格把控，确保暖通设计符合相关规定、做好暖通系统热源的设计、注重水力平衡系统的设计以及变频技术的使用，从而使设计方案更能满足实际情况，延长暖通系统的使用寿命，保证其运行效率。

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