试析高层建筑暖通设计中的常见问题及对策

贾晶

（太原普可佳工程设计有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

高层建筑的空调设计意图是给人们提供一个良好的、高质量的生活环境或工作气氛，但是其节能问题却呈现出严重的趋势。传统的设计方法已经跟不上高层建筑的设计要求[1]。所以，必须在建筑施工过程中提高暖通设计的综合性，全面分析和优化设计图纸和空调安装系统，从而提高设计的科学性，从而达到降低设计费用，实现节能环保的新设计理念，这将有助于实现建筑业的可持续发展，加速城市的绿色化进程。

1 高层建筑暖通工程的意义

暖通工程设施能够有效的提升高层建筑在供热后期的优良性能，最大限度的降低资源、能源的浪费，让人们能够在更加适合居住的环境中达到环保的目的。然而，当暖通空调系统的设计进行的时候，设计者也许会遇到一些难题，甚至不能在指定的期限内完成设计工作。因此，在工程实践中，设计者应该对空调系统的设计进行深入细致的分析与研究，以确保工程的顺利实施。在信息技术日益普及的情况下，高层建筑的暖通空调设计必须进行更新和优化，才能更好地满足人们的需要，提升人们的生活品质。基于这一理念，可以持续地进行设计思想的更新，并引入先进的设计手段。同时，要加强设计者、建造者的技术与素质，以节省研发费用与投资[2]。按照技术与设计的要求，遵循经济性的原则，对供暖系统的布置进行了改进与优化，使供暖系统的设计达到最佳，并确保了工程的质量。在进行工程设计之前，设计人员必须对工程有详尽的了解，找到最优的设计方案，对暖通系统的性能进行认真的审核，对暖通系统进行科学、合理的配置。在进行大型高层建筑的暖通空调设计之前，如果忽视了这一点，就会导致工程无法进行，甚至停工。

2 高层建筑暖通设计的原则

2.1 节能性原则

近年来，随着能源短缺问题的日益严重，各个行业和行业都开始重视节能，高层建筑空调系统的设计也是如此。创建“绿色工程”，是提高城市生态品质的重要标志。设计者应在设计方案中加入节能技术，尽量选择低能耗、无污染的空调系统；在确保人们得到舒适的前提下，必须对建筑进行合理的规划，以节约相应的资源投资[3]。

2.2 经济性原则

在暖通空调系统的设计，施工过程中，最常被提及的是经济问题。首先要以工程设计为依据，掌握整体暖通的工程预算，把经济性原则作为重点，确保施工方案的合理[4]。在高层建筑的暖通设计中，如果忽略了经济性问题，将会导致项目因资金短缺而停工，从而影响到高层建筑的整体施工进度。在考虑经济性原则时，既要考虑运行费用，投资情况，设备使用年限，还要控制空调主机的容量，对冷热源系统、管道配置进行合理的选择。

3 高层建筑暖通设计存在的问题

3.1 图纸和相关计算不够成熟

按照现阶段有关规定对建筑行业的要求，在建筑工程图纸的绘制和相关计算时，要符合设计图纸的设计说明的要求。设计说明表明在设计的过程中要保证各项参数、冷热源以及各项安装设备规格的正确性，而在实际施工图纸的绘制过程中，设计师对于设计规范和说明内容并不是很重视，在各种细节的处理上也不是很好。而且，有些设计师画出来的只是一张平面图，而不是一张截面图、一张立体图。在建设项目的过程中，设计图通常是工作人员进行暖通设计时的重要参考，如果一开始的设计图表达的不清楚，那么很有可能会导致设计图的不完整，给施工带来一些困难，甚至会导致设计图的完全失效。

3.2 暖通设计保温存在的问题

设计中的通常存在保温处理不够完善、保温材料与有关标准的要求不符的问题。例如：铝箔玻璃棉通常用于风管保温，其导热性能低能发挥出不错的保温的效果，但其吸水性将强，显然不适合用于冷冻水系统保温。设计中应充分考虑使用场合选择合适的保温产品[5]。

3.3 设计不够规范

在供热数据的计算中，设计者常常不够严格，漏项、错项的问题较为频繁。例如，设计者在进行采暖设计时，常常忽视了冬季寒冷天气对采暖产生的影响，从而导致了采暖的实测值低于理论计算值[6]。此外，一些建筑项目在对楼梯进行采暖设计时，并未将安全性考虑在内，有关的施工并未按照规范进行，甚至将散热器同邻室相连接并设置调节阀。暖通设计缺乏规范性，将无法满足采暖需求，影响建筑质量，甚至可能危及人民的生命和财产安全。

4 高层建筑暖通空调设计要点

4.1 重视暖通负荷计算

暖通系统的计算在暖通系统的设计中是非常重要的，计算的精度对以后的水力计算和设备的选择有很大的影响。在计算过程中，为了确保计算的准确性，需要对计算中的室内和室外计算参数，以及围护结构换热系数，以及新风量等基础参数进行核对。

4.2 合理设置水力平衡装置

冷热水系统是整个建筑暖通空调设计中至关重要的一环，设计者在解决流体系统的平衡设定问题时，既要考虑到管道排布的经济性，也要考虑到水系统的合理性[7]。在定流量系统中，要在各个环路的回水管路上合理设置手动调节阀和静态平衡阀等元件；在变流量系统的设计中，设计者要对压差控制阀进行合理的动态控制，以满足对系统动态流量的控制要求。另外，为了保证调整的全面性，必须在新风机组的管道上安装动态平衡调节阀，并在相应的新风管道上设置调节阀，保证调整系统的顺利运转[8]。

4.3 重视空调通风设计合理性

经分析，相关设计者在空调通风设计时，对风量计算和附加系数把握不够精准，未对其进行全面的综合考量，导致实际选型风量远远超过本身的需求量，从而导致资源浪费。为此，设计者必须在空调通风设计时，对各个参数进行综合评价，以保证系统的科学性和经济性。此外，通风管道消防措施不完善，防火墙、安全缝隙等安全隐患较大；一些设计人员在使用通风设备时，经常不注重通风设备的承载能力，经常会出现通风设备超负荷运转的现象，缺乏合理、科学的依据，加大了施工后进行维修的可能性，也间接提高了施工成本。

5 高层建筑暖通设计优化措施

5.1 设计人员要加深对相关规范标准的认识

因为许多高层建筑暖通的设计人员缺乏对有关的设计规范的知识，这就造成了在设计、施工、安装等过程中存在着诸多的问题。所以，有必要强化设计人员对现有的规范、规则、标准的学习，以便在实际的暖通设计工作中，可以自觉地遵守这些设计规范。

5.2 对设计法案要进行经济性的对比

目前，在高层建筑空调系统设计中，一般都会考虑到设计方案的经济性问题。在对设计方案进行经济性对比的时候，要注意的是，要在同样的对比基准下进行，比如，设计要求要一样，设备的标准和价格，使用舒适的情况等都是一样的，这样才能充分保障暖通设计方案的比较结果的科学性和合理性。另外，不能只从一个设备报价角度来进行比较，而要从投资、运行费用、设备寿命等多个角度来进行全面的、综合的经济比较[9]。此外，对可同时提供生活热水的工程，也应该包括生活热水的投入与消耗。对要求同时具备空调与采暖功能的项目，应从两个季节的设备综合利用问题出发，进行科学、合理的经济性比较。

5.3 设计要具有一定的可行性

能否达到实用的要求，是决定一项工程能否成功实施的重要因素。暖通系统设计的最基本要求是要符合国家和地方的有关规定，并且要符合用户的需要（电、水、热等），并且要有持续的可行性。因为在某些特殊的情况下，可能不能采用标准的装备，这就需要对非标准设备提出具体的参数要求，并对其进行审核，以确定其合理性和可行性。另外，对于一些需要进行改造的项目，或者是占地较少的施工场地，还需要对机房空间是否足够进行充分的考虑，以确定其方案的合理性和可行性[10]。

5.4 设计方案要具备调节性和可操作性

为使空调在一年中能更好地适应负载的变化，需要在空调系统中进行调节。例如，在带有空调系统的项目中，若采用VAV 空调系统和VRV 变频空调系统的方案，一次的投资会很大，而运行起来的能耗却很小，这就需要分析比较其经济性。因此，对于某些办公楼，必须选择能够满足夜间非工作时的调谐需求的设计方案。采用自动化空调系统，能够在一定程度上减轻工作人员的劳动强度，但是，这样的设计方案的一次性投资也比较大，并且要求操作人员具备一定的专业素质，所以，要根据具体的实际情况，分析并确定设计方案。除此之外，要尽可能地将自动化控制进行简化，从而提升其经济性和可行性。对于一些各部分使用不一样的建筑物，要从分别分别的管理控制和运行费用的缴纳的角度来进行系统的设置。另外，根据季节节数变化而运行的阀门不宜使用自动控制系统。

5.5 暖通设计环节应当关注节能减排

在进行热风空调系统的设计时，经济是一个很大的问题，在进行热风空调系统的设计时，经济因素占了很大的比重。在经济合理的基础上，严格按照设计的具体要求，进行设计。以设计方案为依据，对所用能源的价格，设备的等级，设备的舒适度等方面进行了分析，并结合设备的使用寿命，运行所需的成本，对其进行了准确的计算[11]。另外，还应该考虑到热传输的问题。高层建筑空调系统的造价，将直接关系到整个建设项目的经济效益，所以，在进行空调系统的设计时，必须充分考虑到造价因素。在暖系统中，人员、材料和仪器设备是最主要的消耗资金的对象，因此，应该对以上3 个要素进行科学合理、切实可行的优化配置，在暖通设计环节，应该对市场发展情况进行深入的了解，对所需材料进行长期的预测，减少由于材料未来价格的上涨而导致成本增加的可能性。根据暖通工程的具体情况，对员工进行了科学合理的调配。对各类仪器设备，要根据其运营成本和暖通项目进度，进行科学配置，防止设备出现空闲，做好设备的保养工作。

5.6 综合考虑经济和技术因素，选择最佳暖通设计方案

随着高层建筑空调系统的自动化程度的提高，空调系统的调节能力也会随之增强，从而使空调系统在运行过程中所承受的负载变化得到更好的控制。同时，自动化水平的提高能够降低高层建筑暖通系统在工作中对管理人员的数量和劳动强度的要求，通过人工管理，降低了热力资源成本。然而，这对暖通系统设备及人才的要求越来越高，使得这方面的投资成本越来越高。所以，在进行暖通系统设计的时候，应该根据具体的条件和需要，在经济与技术比最佳的基础上，选择最佳的方案，从而提高暖通自动化系统的实用性和便捷性。在暖通系统的研发过程中，应注重对现行设计规范与标准的统一，并加强对设计者的培训，使他们的专业水平、专业知识与实际操作能力得到进一步提高，从而为暖通系统的优化提供有力的支持。

6 结语

在目前的情况下，高层建筑的暖通系统设计要从细微处着手，制定出既经济又科学又合理的系统，以保证更高的设计质量。也唯有这样，才能以最少的投资获得最大的经济效益，从而达到高层建筑暖通系统节能减排的目的，为高层建筑中的工作人员创造一个良好的供暖空间，从而促进国内高层建筑暖通业的繁荣发展，为我国社会的可持续发展做出应有的贡献。同时，在暖通工程与其他工程的紧密合作下，可确保建筑工程的整体设计，为人民营造出良好舒适的居住环境。