基于高層建筑暖通空調(diào)設計中的問題分析與研究

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摘要：雖然暖通空調(diào)并不會影響建筑的整體設計,但是隨著現(xiàn)代化建筑的不斷發(fā)展,有關(guān)暖通空調(diào)設計中存在的問題不容忽視。本文首先對暖通空調(diào)系統(tǒng)進行了概述,然后深入分析了暖通空調(diào)系統(tǒng)設計中應注意的問題,以及空調(diào)系統(tǒng)設計新思路。 

關(guān)鍵詞：暖通； 空調(diào)系統(tǒng)； 設計；  中圖分類號：s611文獻標識碼：a 文章編號：  前言  伴隨著城市化的不斷發(fā)展，高層建筑占據(jù)了越來越多的大城市，不管是從文化體育到醫(yī)療保險還是從賓館酒店到商業(yè)金融建筑，各具特色和功能齊全的高層建筑鱗次櫛比。而隨之發(fā)生變化的是建筑設備將面臨前所未有的挑戰(zhàn)，譬如暖通空調(diào)就成為了現(xiàn)代化建筑中一種不可缺失的設施之一，同時暖通空調(diào)也步入了黃金發(fā)展時期。因地制宜選擇合適的能源資源、促進高層建筑能源利用率的有效提升，在減少對室外環(huán)境不利影響的前提下設計出舒適的室內(nèi)環(huán)境現(xiàn)階段已經(jīng)成為了高層建筑暖通空調(diào)設計過程中急需解決的難題。  一、暖通空調(diào)系統(tǒng)概述  暖通空調(diào)系統(tǒng)種類繁多，但是基本原理都是相通的。其常見的種類型有：分散式供冷或供暖、熱泵系統(tǒng)、熱回收系統(tǒng)和蓄冷。另外還有：空氣一水系統(tǒng)、全空氣系統(tǒng)和全水系統(tǒng)。空氣一水系統(tǒng)：這類系統(tǒng)通常是用冷水帶走空調(diào)空間的大多數(shù)顯熱負荷，而用空氣提供通風以保證空氣質(zhì)量并帶走由于空間的潛熱負荷造成的濕氣，當然空氣也提供一些額外的顯熱冷卻。全空氣系統(tǒng)：在這類系統(tǒng)中，空調(diào)空間的所有要求（如加熱、加濕、冷卻及除濕等）都靠送風來滿足。全水系統(tǒng)：這類系統(tǒng)指那些具有風機一盤管、組合通風裝置或重力循環(huán)式室內(nèi)末端的系統(tǒng)，未調(diào)節(jié)的流通空氣通過墻上的通風口送入或滲入。其最大的優(yōu)點在于能夠適應許多建筑物空氣調(diào)節(jié)要求，并且可靈活地應用在空調(diào)系統(tǒng)的改造中。  二、暖通空調(diào)設計的原則分析  1、弄清該建筑物在總圖中的位置，四鄰建筑物及其周圍供熱、供水、供電等管線的敷設方式與可能的接口地點。這可為本建筑物設計供熱入口時的客觀條件。也可作為計算負荷時考慮風力、日照等因素的參考，還可以根據(jù)主要入口的朝向，確定大門的做法。  2、層數(shù)、層高及建筑物的總高度，看其是否屬于高層建筑。按現(xiàn)行的規(guī)范規(guī)定：１０層及１０層以上的住宅；建筑高度超過２４ｍ的其他民用建筑，應遵守高層民用建筑設計防火規(guī)范的條款。  3、弄清建筑物內(nèi)的人員數(shù)量，使用時間，有無廢氣要排等。作為計算負荷及劃分系統(tǒng)的依據(jù)。  4、防火分區(qū)的劃分，防煙分區(qū)的劃分及防火墻的位置及火災疏散路線。不了解這些問題就無法設計防煙排煙系統(tǒng)，也不知道該在什么位置設防火閥門。  三、暖通空調(diào)系統(tǒng)設計中的問題分析  1、空調(diào)循環(huán)水泵的選型問題。循環(huán)水泵容量過大在我國是普遍存在的問題，其容量通常能達到實際需要的兩倍，這將造成極大的投資費用和運行費用的浪費，究其原因主要是：（１）系統(tǒng)循環(huán)阻力計算結(jié)果偏大。（２）設計冷負荷偏大。（３）凈水壓力問題。錯誤的將凈水壓力算作系統(tǒng)的循環(huán)阻力，造成系統(tǒng)循環(huán)阻力計算偏大。（４）系統(tǒng)水力平衡計算問題。  2、供暖方面。高層建筑暖通入１：３入戶裝置根據(jù)采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范規(guī)定，熱水采暖系統(tǒng)，應在熱力入口的供回水總管上設置溫度計、壓力表及除污器，必要時應裝熱量計。而設計人員往往只注意入戶熱力裝置的設置，忽略了入口裝置，造成設計失誤。入口數(shù)量問題應考慮開發(fā)商后續(xù)管理方便的基礎(chǔ)上，設計人員不僅要考慮室內(nèi)供暖系統(tǒng)的合理性，又要考慮室外管線銜接的合理性，不能顧此失彼。規(guī)范規(guī)定樓梯間或其他有凍結(jié)危險的場所，散熱器應由獨立的立支管供熱，且不得裝設調(diào)節(jié)閥。工程中共用一根立管一側(cè)連接鄰室房間散熱器另一側(cè)連接樓梯間散熱器的做法，因密閉性難以得到保證，供暖發(fā)生故障，將影響鄰室的供暖效果。帶有底層商鋪的住宅設計規(guī)范明確規(guī)定，對建筑內(nèi)的公共用房和公用空間，應單獨設置采暖系統(tǒng)和熱計量裝置。但設計中總存在商鋪未單獨設熱計量裝置，或與住宅采用共用系統(tǒng)，都將對以后使用后引起不必要的麻煩。采用共用立管系統(tǒng)的高層住宅，設計中要根據(jù)系統(tǒng)水力平衡、承壓能力、散熱設備及化學管材的特性等因素對供暖系統(tǒng)及共用立管進行豎向分區(qū)設置，并應考慮管道熱補償問題。工程上忽略伸縮器設置、未認真校核熱膨脹量以決定補償器的位置、在補償器上下的位置安裝固定支架消弱補償器作用等會因立管的熱脹伸縮拉裂了支管的現(xiàn)象。  3、空調(diào)通風系統(tǒng)防火、防煙閥的設置問題。防火閥與排煙防火閥不同，不能將這兩種不同功能的閥門混合使用，防火閥一般設在通風空調(diào)管路穿越防火分區(qū)或變形縫處，平時開啟，火災時，當煙氣溫度達到７０℃時．閥體內(nèi)的易熔片熔斷，從而切斷煙、火沿通風管道向其他防火分區(qū)蔓延．高規(guī)中規(guī)定。風管應在穿過防火墻處設防火閥；穿過變形縫時，應在兩側(cè)設防火閥。然而，有的設計在風管穿防火墻處未設防火閥，有的風管穿過變形縫時僅在一側(cè)設有防火閥，而另一側(cè)則未設。另外，有些工程防火閥的位置設置不當。按要求防火閥應緊靠防火墻位置，且連接防火閥的穿墻風道厚度＆≥１．６，防火墻兩側(cè)各２ｍ范圍內(nèi)的風道應采用不燃材料保溫。但有些工程通風空調(diào)風管上的防火閥隨意設置．遠離防火墻，其間的風管既來說明加厚，亦未采取任何保護措施，而捧煙防火閥是設在專用排煙風道或兼用風道上，排煙閥體上加裝２８０℃熔斷的溫度熔斷器，當排煙溫度高達２８０℃時溫度熔斷器動作，閥門關(guān)閉，停止排煙。  四、空調(diào)系統(tǒng)設計新思路分析  1、方案設計?，F(xiàn)在非常流行的空調(diào)設計方案是：在低能耗，高室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)的前提下，風量可調(diào)的置換式送風系統(tǒng)、冷輻射吊頂系統(tǒng)、結(jié)合冰蓄冷的低溫送風系統(tǒng)以及去濕空調(diào)系統(tǒng)。為了平衡高層辦公樓中設備、照明等主要熱源形成的輻射熱量采用輻射形式供冷。冷輻射吊項應結(jié)合置換式送風，將新風采用下送風方式送入室內(nèi)，既保證室內(nèi)空氣品質(zhì)，又保證良好的室內(nèi)熱環(huán)境。而采用空調(diào)去濕方案，首先可以保證室內(nèi)空氣品質(zhì)；其次采用去濕保證了綠色建筑對室內(nèi)濕度控制在６０％以下的要求。  2、具備良好的通風系統(tǒng)。新風的作用某些建筑由于裝修材料含有揮發(fā)性有害物質(zhì)造成室內(nèi)空氣污染。因此，綠色建筑中的暖通空調(diào)應該具備良好的通風系統(tǒng)，實現(xiàn)合理的自然通風，因為新風在室內(nèi)的流動對健康是必不可少的。  3、蒸發(fā)冷卻技術(shù)。蒸發(fā)冷卻空調(diào)技術(shù)是一種綠色仿生空調(diào)技術(shù)，包括間接蒸發(fā)冷卻（ｉｅｃ）和直接蒸發(fā)冷卻（ｄｅｃ）。該系統(tǒng)采用水作為制冷劑，實現(xiàn)空調(diào)運行對環(huán)境無污染，另外，蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的ｃｏｐ值比機械制冷大得多，且它的制冷不消耗壓縮功，它是一種節(jié)能環(huán)保型綠色空調(diào)技術(shù)。  4、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是利用土壤、地下水或江河湖水作為冷熱源的一種高效空調(diào)方式。土壤是一種很適宜的熱源，其溫度適宜、穩(wěn)定，蓄熱性能好且到處都有。地源熱泵全年運行工況穩(wěn)定，不需要其他輔助熱源及冷卻設備即可實現(xiàn)冬季供熱夏季供冷。地源熱泵的ｃｏｐ值可達４．０以上。對于采用深井回灌方式的水源熱泵，由于地下水抽出后經(jīng)過換熱器回灌至地下，屬全封閉方式。因此不使用任何水資源，也不會污染地下水源。  五、結(jié)語  總之，合理設計創(chuàng)造舒適的室內(nèi)環(huán)境而同時盡可能減少對室外環(huán)境的負面影響，是高層建筑暖通空調(diào)設計中必須解決的問題。暖通空調(diào)工程設計員必須對設計方案中涉及到的種種因素進行綜合考慮，在此基礎(chǔ)上進行科學設計，以尋找到符合最大經(jīng)濟效益和功能要求的暖通空調(diào)工程設計方案。  參考文獻  ［１］褚占彪，郭洪海．淺談在暖通空調(diào)設計中容易出現(xiàn)的一些問題及解決辦法［ｊ］．沈陽建筑，２００９  注：文章內(nèi)所有公式及圖表請用pdf形式查看。