暖通设计中常见问题探讨

陈跃

(太原理工大学建筑设计研究院有限公司，山西 太原 030024)

国家经济的不断增长，建筑行业的蓬勃发展，人民的生活水平提高，带来了暖通行业应用越来越广。然而设计市场的良莠不齐，运营管理团队专业知识的匮乏，造成建筑供暖通风、空调系统前期的设计与后期系统的运行管理脱节，引起了暖通系统在实际运行中出现使用效果不良、运行不节能、噪声扰民等各种情况。

1 供暖系统的热源温度

当前国家规范对于散热器供暖系统的热源温度规定为：散热器供回水温度宜为75/50℃，供水温度不宜大于85℃[1]。而在目前我国大多数地方的供暖系统中，很多市政热源温度难以达到75℃的供水温度，并且在实际使用上，供暖季的初期和末期也没有那么高供水温度需求，但在大多新建建筑的供暖设计时，设计人员对设计的建设项目能提供的实际供暖温度不予调查核实，简单粗暴地将供暖温度定为75℃，同时施工阶段的供暖系统初调试及运行调试又更多的流于形式，仅仅完成纸质资料就算完事，更有甚者出现有的散热器前温控阀的缺失，这就导致采用散热器的供暖系统一安装完成就出现水力失调。在运行阶段，一但水力失调出现就会引起室内供暖效果不良。系统的使用者或管理者因为专业知识的匮乏，常用的手段仅为加大室内管道、增加散热器数量等，但这样的调整治标不治本，对整个供暖系统的运行有害而无益，也与现阶段我们国家推行的节能减排，降低碳排放的理念尤为不符。与散热器供暖系统相比，地面辐射供暖供暖系统要求的水温较低，一般供水温度为45℃左右，虽然由于地面辐射供暖系统因为末端盘管阻力较大，户与户之间不易出现因水温变化引起的水力失调，但实际项目的热源温度高于或低于设计温度，均会对实际项目所敷设的埋地盘管间距、长度产生影响。这就要求暖通设计人员的设计更应该贴近于实际，尽可能的从供暖系统的源头上控制，对项目的实际供暖温度进行调查核实，同时也对施工及运营管理人员的专业能力提出更高的要求。

2 分体空调室外机的安装

随着生活水平的提高，分体空调越来越多的进入人们的生活，在目前大部分新建住宅建筑或部分小型公共建筑设计中，前期建筑方案大多数会考虑分体空调室外机的放置位置，但这种阶段暖通专业人员往往很少参与，即使进入项目施工图的设计阶段，暖通专业设计人员对于这种室内考虑分体空调的情况大多采取简单的甲方自理一带而过，而建筑方案人员由于暖通知识的不全面，这就造成有些居住建筑大户型室外机因为尺寸较大而无处放置，而有些无室外机位置预留的公共建筑也没地可放，这种情况在改造后的老旧小区、建成十五年左右规模不是很大的公共建筑中尤为普遍，很多使用者将分体空调室外机直接外挂于外墙上。这种室外机的外墙外挂简单方便缺弊端较多：首先施工安装时危险性大，且一般采用角钢作为支架，随着角钢本身使用时间的延长，外挂室外机成为高空坠物的风险性也增加；其次这种安装方式虽然仅在外墙上打几个小孔，但却对外墙的保温整体性造成破坏，随着降雨、暴晒、冬季冻融等各种外界因素的综合影响，不但影响外墙的保温性能，可能引起保温层与建筑主体结构脱开，严重时甚至会导致脱落；再次这种外挂安装大多没有隔音减噪措施，一旦开机运行，尤其是晚上，在临近卧室等主要功能房间外墙处安装的分体空调室外机组的运行噪声大多超过目前国家规范对于建筑外部噪声声源传播至主要功能房间的噪声限值规定(如表1所示)。

表1 建筑物外部噪声源传播至主要功能房间室内的噪声限值[6]

对周围住户的正常休息睡眠也存在着极大的影响。这种情况的出现，根本原因在于设计前期暖通人员的参与度较少，专业间配合度差，设计的后期也着重于设计任务的完成，设计文件上的一句简单甲方自理，而忽略了对分体空调室外机放置位置的考虑，或者忽略了对实际预留的分体空调室外机空间的校核，造成设备无处放置，或者部分预留的位置因为户型较大而室外机放置不下的尴尬局面(如图1所示)，也对人们的正常生活造成不良影响，所以对于一个建筑项目的设计工作，在于各个专业的共同协作，各方因素综合考虑。当然，后期的严格而合理的管理对于这种尴尬又有隐患的局面能起到一定的缓解作用，亦是不可缺失。

图1 分体空调室外机安装现状图

3 室外新风进风口的设置

随着生活水平的提高，人们对室内空气的品质要求也越来越高，现在大多数公共建筑在项目设计时就开始考虑室外新风的引入，同时普通居住建筑的新风设置也开始普及。对于民用建筑室外新风进风口的设置，相关规范及技术措施规定为：1)进风口应直接设置在室外空气较清洁的地点，应尽量设在排风口的上风侧且应低于排风口；2)避免进风、排风短路；3)进风口的底部距室外地坪不宜小于2m，当进风口设在绿化地带时，不宜小于lm[1-2]。这些相关要求对于单独的地上部分公共建筑，几乎均能满足，但对于地上部分的多层、高层居住建筑而言，现行的住宅相关标准亦有相应的要求[3]。但是目前的不管是居住小区也好，还是商业综合体也好，亦或是大型办公区也好，大多是停车场、餐饮、商业等多种功能不同程度的结合，这些功能复杂的建筑内存在着较多的功能区域需要设置通风设施，一般情况下，建筑建设主体为了达到最大程度的空间利用，这些区域的地下排风出口大多设置于贴临主体建筑外墙开口，亦或是在出景观地面后直接开口排放，而地上部分的排风出口则大多为直接平层外墙开口。绝大多数项目设计从单一功能区域的进排风口位置设置来看，均能满足相关规范和行业要求，但把整个建筑的通风系统统一来看，就会发现存在着诸多的不合理，有地上进风口距离地下区域排风口较近，亦有餐饮排油烟出口贴临地上区域进风口，也有新风进风口与卫生间直接外排排风口距离较小，后期垃圾临时堆放点紧挨进风口等等；这些问题均有可能造成设置新风系统的建筑室内空气品质不升反降，室内出现汽车尾气味、饭菜味，甚至臭味。气流的扩散无序而迅速，而建筑的通风系统是一个整体，这就需要暖通的设计人员在设计之初就应从整体着手，通盘考虑，对整个建筑的气流组织合理规划，而不是仅仅完成每个区域的通风设置就算完成；同时应该充分考虑建筑外的主要风环境以及相邻建筑的通风设施的设置。另外后期的运行管理中，也应注意熟悉整个区域建筑的通风口设置情况，尽量避免将产生异味、毒性、重污染的物品放置于进风口附近。由于民用建筑内也存在着使用燃气的锅炉房、制冷用机房等，其泄露的燃气、制冷剂等均对会危及人生安全，更应该引起我们的重视，尤其是现在肆虐全球的新冠病毒，更凸显出新风系统的室外进风口合理设置的重要性。

4 室内供暖管沟的设置

目前，居住建筑散热器供暖系统大多采用垂直双管系统或者共用立管的分户独立循环双管系统，公共建筑大多采用双管系统[1]；热水地面辐射供暖系统大多采用下供下回双管系统，在没有地下室或者设备层的新建建筑中，供暖系统干管大多设置于供暖管沟内，而供暖管沟的设置一般情况下由暖通设计人员确定范围及尺寸后，再提交结构专业，让土建专业予以实施。室内供暖管沟的详细设计在相关国家规范中表述较少，而且在实际操作中存在两个专业的协调配合，很多时候会出现因为结构基础、地梁的的布置引起供暖管沟尺寸不足，也有因为设计人员疏忽或者经验不足漏设管沟出入排水洞、集水坑等情况。在民用建筑中，室内管沟一般采用半通行管沟，尺寸一般为1000x1200(bxh)[2]，设计时应根据不同项目的实际情况确定管沟详细设置尺寸，提交结构专业时也应仔细核对，避免后期施工过程中施工不便或者后期检修维护困难。由于供暖系统供暖干管敷设于管沟内，管道上有较多的调节、关断阀门以及三通接口，存在平时漏水、检修维护放水的可能，一但出现管道漏水，或检修放水，如果不及时排除或者清理，长期存在于室内管沟内，对于室内人群的正常生活，甚至身体健康都会造成不良影响。室内管沟设计时沟底横向应有0.01～0.02的坡度，纵向坡向与管道一致，坡度宜≥0.001，从目前的国家规范或地方图集看，管沟内的积水排放措施有两种：1)在室内供暖管沟最低点设置深度不小于0.5m的集水坑[4]，集水坑设置于检查井或小室内;2)在室内供暖管沟最低点设置排水洞与室外管沟相连通，一但室内管沟内积水可以及时排至室外检查井[5](如图2、3所示)。这两种设置均能解决管沟内渗水漏水的问题，但均需要维护管理人员定期检查清理，这也需要一个很好的维护管理制度作为支撑。

图2 管沟出入平接口

图3 管沟出入有高差接口

5 新风换气机的设置

随着相关国家规范、行业标准对民用建筑节能要求以及人们认识水平的越来越高，新风换气机在民用建筑中的应用越来越普遍，新风换气机可以利用建筑或其他系统的排风与室外引入的新风进行能量交换，在满足室内通风要求的前提下，可以实现在夏季回收部分的空调冷量，冬季回收系统的部分热量，对于小风量的新风换气机，还具有新风机、排风机集合为一体，设计方便、安装灵活的特点。但新风换气机组由于自身的特点，在设计选用时应该注意:1)噪声，参考国内某知名品牌新风换气机参数：2000m3/h风量的新风换气机组，机外余压170Pa，在额定静压安装条件、半消音室测得的噪声值为57dB,而在实际项目使用现场，机组的噪声值绝大部分大于该测量值。在最新的国家规范中，建筑物内部建筑设备传播至主要功能房间室内的噪声限值，日常生活、阅读、自学等：40dB；教学、医疗、办公、会议等：45dB[6](如表2所示)。远远低于新风机组的自身噪声值，设计人员在设计时就应注意使新风换气机的设置位置远离主要功能房间，条件允许时可放置于专用机房内，当机组设置位置距离主要功能房间较近，亦无专用机房时，就应在机组吊装处采用吸声材料做局部消声，风管上加设消声器，或其他消声减震措施使其噪声值以达到规范要求，同时不影响人们正常工作生活；2)机组余压，从前面所述新风换气机组参数可以看出，此类型的标准机组机外余压一般不大，在民用建筑内设置后，一般因考虑消声减噪、防冻、防火、甚至风量调节，会在风道上增设消声器、保温密闭阀、防火阀、多叶调节阀、风道蝶阀等，这些阀门或附件的设置均会消耗机组一部分余压。同时，在末端也应严格核对所服务区域的送风口高度、送风距离等实际情况，校核不同风口形式的风口风速、送排风管道长度；所以在新风换气机的设计过程中，应注意系统的合理布置，仔细校核不同情况下的末端风压，而不是随意敷设管道，造成系统风量不足，噪声增大，甚至末端风口无风的情况。

表2 建筑物内部建筑设备传播至主要功能房间室内的噪声限值[6]

6 结语

随着社会经济的快速发展，技术的不断进步，人们对建筑造型、室内功能区域布置的要求越来越多，对室内环境品质的要求也越来越高，虽然这些都让暖通人的工作更加复杂而繁琐，但“万丈高楼从地起”，影响室内环境的最基础的暖通单元仍然没有改变，良好的室内环境的营造，不是越“高大上”的系统就越好，而是应用到的最基本的暖通单元的合理搭配，与建筑本身的和谐共存。节能减排不是单一环节，单一过程，真正的节能并不是最后看数值少了多少，百分比下降了多少。供暖、通风与空调的每一个环节均涉及到能源、材料的使用，做好每一个环节，就是最好的节能减排，经济合理合规的每一个环节，就是最好的节能减排，就是最好的对国家节能减排、降低碳排放政策号召的相应。