高层建筑暖通空调设计要点探究

杨磊

摘要：随着城市化进程愈演愈烈，以酒店、地标建筑和高端写字楼为主的高层建筑越发受到建筑行业的重视。除了要保证安全和提升质量，追求建筑的居住舒适度也尤为重要。暖通空调设计既能满足建筑的基本需求，还符合现代人所追求的居住潮流，因此，成为了当今设计者们重点的研究对象。

关键词：高层建筑;暖通空调设计;要点

1高层建筑暖通空调类型及设计原则

1.1高层建筑暖通空调类型

高层建筑暖通空调种类多样，要根据建筑特点选用最合适的空调系统。首先，全空气系统，冷热介质进入的空间只是空调机房，而经受处理的冷热空气对其他空调房间的冷热负荷进行调节，多功能厅、大厅等容积较大的空间应用较多。其次，空气-水系统，经受处理的空气和冷热介质被输送到空调房间，前者能促使空气在房间内外的流动，后者则调整房间冷热负荷，目前应用于高层酒店。最后，直接蒸发系统，通过冷媒与空气发生热交换，减少了换热所需要的时间，如VRV空调系统，不仅节能减排，而且结构简单使用便捷，已经在高层建筑中得到普及。

1.2高层建筑暖通空调的设计原则

1.2.1方案的经济性

经济性是暖通空调设计需要遵循的设计理念，不仅要考虑设备、材料和安装费用，还要注意暖通空调是否节能。要严格遵循相关部门在节能方面的规章制度，根据建筑物自身特点比较选择，确定经济、合理的设计方案。

1.2.2方案的可行性

暖通空调设计一定要保证自身能够正常运转。所采用设备的指标要符合相关部门在此方面的要求，还要符合建筑的实际情况。在设置参数时需要有精确的数据作为支撑，这样才能有条不紊地处理好难度较大、涉及环节较多的安装空调工作，确保空调能够平稳正常运行。

2高层建筑暖通空调设计的要点

2.1空调循环水泵设计要点分析

通常情況下，设计人员在进行空调水泵设计的时候，经常会出现实际参数值偏大的问题，设计的水泵容量往往于系统实际需求量存在出入，甚至超出需求量的两倍，这样一来不但会造成资源浪费，还会增加系统运行费用的投入。而之所以会出现此种问题主要是因为设计方案总的冷负荷参数过大，设计人员进行净水压力测算以及水利平衡计算的时候没有保证结果的准确性，导致循环阻力值偏高。此外，如果设计人员在计算过程中没有注意冬夏季节的流量差异情况也会造成计算结果的不准确。例如，在某个高层建筑工程中，冬季和夏季的温差不同，负荷不同，最终导致了需求量存在差异，夏季需要的冷循环水需求量为400m3/h，在冬季的时候需要热循环水需求量为200m3/h。由此可以看出，系统在不同季节中对于循环水流量的需求和温度控制上的差异是较大的，因此设计人员在进行参数设计的时候必须注重季节的差异，如果在设计中应用一组循环水泵装置，必然会在运行中造成能源浪费，因此，对于冬季所用热水泵以及夏季所用冷水泵需进行分开独立设计。在设计过程中，系统的水泵扬程参数的选择也是非常关键的设计要点。例如，在某个高层建筑中，可以在高度参数为80m左右的屋顶结构上设置冷却塔，进而形成闭合性质的循环系统，但是工程设计人员在进行扬程选择时将高程参数设置错误，导致系统的水泵扬程最后超过了93m。为了避免这种情况出现，工程设计人员必须注重参数计算方式以及水泵类型的正确选择。与此同时，由于系统中循环水的流量并不是处于稳定不变的状态，设计人员要关注空调系统中循环水流量的实时状态，结合其实际变化情况进行有效控制，使得水泵水量变化一直处于标准状态。

2.2合理计算空调负荷

设计一个功能完善、舒适安全的暖通空调系统，各方面设计都要考虑到，而在整个设计过程中，正确计算空调负荷则是重中之重。冷热负荷体系是整个空调暖通系统运行的核心，如果计算不准确，就会影响暖通空调系统运行的稳定性，如果不能持续维稳，那么在使用的过程中，会陆续出现很多问题，后续的维护成本也会相应增加。

2.3自然通风设计

在建筑暖通空调系统中，自然通风是最具节能环保属性的通风方式之一，自然通风方式的设计要点如下：（1）风压通风。在采取风压通风方式时，综合分析建筑结构，如建筑物朝向、各功能区域分布格局、建筑周边区域气候条件等，采取各项设计措施，减小自然风吹入建筑室内空间时所承受的空气阻力。例如，适当增加建筑门窗构件的开口面积，尽量将门窗保持在统一水平线上，安装百叶窗等具有空气加速效果的窗体。（2）热压通风。热压通风方式是根据建筑室内、室外环境温度差与压力差，起到引导空气流动、持续交换冷空气与室内浊气的作用。因此，为取得理想的自然通风效果，在建筑结构设计环节，应尽量采取竖向空腔设计方式，保证室内浊气可以通过建筑顶部向外排放，并在建筑底部持续流入室外冷空气。同时，在建筑顶部区域设置开口，起到调节通风效果、控制进风量的作用。

2.4供暖系统设计要点

在高层建筑中进行供暖设计时，大多数工程设计人员的主要关注点往往都集中在建筑结构内部的供暖设计，而忽略公共区域的供暖设计，这样一来就会导致设计方案中的供暖负荷值参数与建筑物的实际需求参数不符，在这种情况下必然会影响建筑的实际供暖效果。为此，设计人员供暖设计的时候，不但要注重对于室内供暖相关因素的研究分析，对于室外公共区域的采暖需求也要明确了解。例如，工程设计人员对某高层建筑进行采暖设计时，需要设置单独的热计量，部分建筑内部结构中的立管系统属于建筑的公共区域，因此在进行供暖设计的时候要将其规划在建筑公共部分，设计期间对于系统的水力平衡需求、散热情况、化学钢材的选择以及承载状态等重要因素进行分析，最终才能明确建筑供热系统的实际负荷参数，此外，工程设计人员还要注意建筑管道的热补偿问题对系统运行造成的影响，应用此设计方法一方面能够明确系统的热膨胀量，与此同时还能够避免供热管道出现热胀冷缩导致管道出现拉裂问题，由此设计人员可以明确补偿装置的规格和安装位置。这种设计方式也可以实现供暖系统的优化。

2.5旁通管道设计要点

旁通管道是供回水总管上的一个重要组成部分，其使用性能会直接影响整体供回水总管的使用效果。为了对空调系统中冷水机组内部通过的水量进行有效稳定，那么可以将旁通管道合理地设置在冷水机组当中的供回水管上面，并且可以相应地设计一个恰当的调节阀来对实际的压差进行有效控制。在设计旁通管道期间，要严格依据冷水机组内部的冷冻水量等实际情况，对其最大水流量进行合理设计，同时也要依据最大流速来对旁通管道的直径进行科学设计，切不可在没有经过科学计算与综合分析的基础上仅凭个人设计经验来对旁通管道的直径尺寸进行确定。通常而言，旁通管道设计中的旁通阀一般可以选择电动类型的调节阀，如ZAPC型或ZAPB型等都是当前我国旁通管道中常用的旁通阀设备。此外，必须严格依据有关管理规定和要求，对冷水机组旁通阀的直径进行科学、合理地确定。

3结语

高层建筑暖通空调设计质量对高层建筑节能有着重要影响，也关系到高层建筑人员入住后的生活品质。高层建筑暖通空调系统设计需要将人放在首位，设计科学的系统构架，提升设计水准，给人们营造更为适宜的居住工作环境。

参考文献：

[1]邓日强.高层建筑暖通空调设计要点探究[J].绿色环保建材，2020，（05）：84-85.

[2]石文.高层建筑暖通空调设计要点分析[J].工程技术研究，2019，4（20）：213-214.

中国建筑西南设计研究院北京/雄安院