刍议高层民用建筑暖通空调设计

摘要：随着暖通空调行业日益不断的发展，暖通空调设计规范也在逐步更新完善。由一开始最基本的传统技术开始，慢慢向外扩展了很多新型的技术，随之，也产生了许多相应的新兴专业词汇，比如：毛细管网辐射系统、户式燃气炉等。这些词汇都在新的暖通空调设计问题中有所体现，以便为设计中出现的问题做详细的专业解释说明及相应的指引。

关键词：暖通空调；设计规范；空调水系统；通风管道

0引言

由于暖通空调的主要功能包括：采暖、通风和空气调节这三个方面，取这三个功能的综合简称，即为暖通空调。暖通空调系统提供通风功能，减少空气渗透，维持室内外或不同房间之间的压力关系， 空气流进或流出房间的特性称作室内空气分布。在现代的建筑中，上述机能（包括其控制系统，及系统的设计及安装）会整合在一个或多个的暖通空调系统中。针对小型的建筑，承包商会直接依需求选择暖通空调系统及设备。若是大型的建筑，会由建筑设计者及机械、结构等工程师共同分析、设计并选定暖通空调系统，再由专业的机械承包商来安装。

1暖通空调设计的原则

1.1 安全性原则

高层建筑物暖通空调系统的安全性的提高是要通过对设备多方面改善来达到的。笔者认为，应当从“设计—研发—管理—规范”的过程入手，从五个方面来提高安全性：人员环境安全、系统设备运行安全、物品摆放安全、物品防火环境安全、重要设备防火环境安全。

在一些易燃易爆工程中，通风空调系统必须严格按照安全标准设计，设计人员不仅要考虑实用性，最重要的是要考虑安全性。否则暖通空调在运行中，一旦发生可燃性气体、液体泄漏，后果将不堪设想。应按照有关防火设计规范来考虑防火安全问题，设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全等。因此，在设计一些燃油燃气锅炉房过程中，应采取科学严谨的防爆技术。其次，报警系统也是设计方案中的必要部分。

1.2生态指令的首要目标

生态指令希望通过推动能效产品的使用而减少CO2整体排放。由于对全球暖通空调行业的高效和安全制冷剂的使用采取了不必要的和未经证实的限制措施，这个目标的实现可能会受到影响。我们都知道，暖通空调产品包括制冷剂的环保性能都应该在初步研究的基础上进行评估，但是，我们并不支持将制冷剂的类型作为生态设计的基本需求。

1.3能效和安全

暖通空调产品的性能和能效不单单与所充灌制冷剂的GWP值有关，也与设计参数有着千丝万缕的联系，因此仅对其中的某个因素进行限制势必将影响产品的优化性能。另外，对于低GWP值制冷剂的任何激励措施都可能促使该类制冷剂的应用，但也可能增加了设备的能耗。以CO2制冷剂在商用制冷设备中的应用为例，在北欧和中欧将看到非常好的能效性能，但在气候比较热的南欧，这可能导致能耗的增加。最后，由于低GWP值制冷剂的物理化学特性，该类制冷剂在整个生命周期的使用，包括维护和报废等，可能产生一些安全风险。

2高层民用建筑暖通空调设计中存在的问题

2.1空调暖通工程施工不合理

规范对暖通空调设计做了明确规定.有的是空调安装人员在对空调箱安装吊顶式新风机箱前，没有认真阅读厂家提供的产品样本及安装使用说明书。并忽视机组的进出风方向、进出水方向、过滤器的抽出方向等。在进行落地式组合式空调箱安装时，施工人员往往忽视空调箱操作面及外接管一侧应留有充分空间以方便操作、维修使用，从而造成维修作业的困难。

2.2空调暖通设计不合理

系统总风量调试结果与设计风量的偏差不应大于10%；空调冷热水、冷却水总流量测试结果与设计流量的偏差不应大于10%。防排烟系统联合试运行与调试的结果（风量及正压），必须符合设计与消防的规定。系统联动试运转中，设备及主要部件的联动必须符合设计要求协调、正确，无异常现象。系统经过平衡调整后，各风口或吸风罩的风量与设计风量的允许偏差不应大于15%；各空调机组的水流量应符合设计要求，允许偏差为20%。

3民用高层建筑空调系统的设计

3.1民用高层建筑新风供给方式

3.1.1无组织的依靠窗缝渗透或开小气窗进入新鲜空气来达到换气的目的

这种方式存在以下问题： ①新风量很难保证，时有时无，时多时少；②破坏了客房温度的均匀性，并且湿度很不好控制；③室外大气污染严重时，不经过滤而渗入室内的新风，影响室内空气洁净度。

3.1.2每层楼设一新风机组

新鲜空气经过新风机组进行处理，有组织不间断地进入客房，大多数有一定档次的高层饭店、宾馆都采用这种方式，其好处如下：

①保证室内一定的正压，防止室外空气渗入而破坏室内温度的均匀性，并可以保证室内的卫生条件； ②通过不断向室内送入新风，可使前一批旅客的气味不影响到下一批； ③新风可以负担一定的冷量。

3.1.3分散吸取新风

如某高层大厦的写字楼、会议室、办公室等房间，通过天井或外墙的小型新风管直接接至风机盘管或吊装式变风量空调机组的回风箱。这种就地取新风的方式，适用在少数灵活的地方，但选用盘管与空调机组时要放大处理新风部分的冷、热量。

3.2民用高层建筑排风系统的设计

在高层宾馆空调房间内，为防止污染空气进入室内，卫生间的换气次数一般按5～8 h - 1计算。为防止室外空气的渗透，送入室内的新风量应大于排风量的20 %；排风系统按其规模可以分为小系统与大系统两种。一般都是利用竖风管（或竖井砖风道） 由下往上排风，风管布置在与客房卫生间相邻的竖井内，小系统的竖风管， 一直延伸到屋面与屋顶风机相接；大系统一般利用中间某层或顶层吊顶空间（层高需特殊加高） 布置水平排风干管，将竖风管的排风汇集起来，通过竖井与顶层机房离心风机相接排出室外。

3.3民用高层建筑消防正压送风与排烟设计

高层建筑防排烟的设计原则是根据建筑平面，防烟楼梯、消防电梯及其前室的布局，全面考虑系统的布置，楼梯间、电梯间及其前室为正压区（机械增压区） ，走道为负压区（排烟区） ，楼梯间压力> 前室压力>走道压力。不管楼梯间及其前室是否靠外墙或有无外窗，非敞开式楼梯不能作为自然或机械排烟通道，而应设置正压送风系统，以使疏散通道不被烟气污染。

3.3.1正压值的确定

正压值的取值是沿着着火房间、走道、前室、防烟楼梯间顺次递增，当着火间及走道采用负压排烟，而前室、防烟楼梯间采用机械加压送风时，正压值走道为8 Pa ，前室内维持25 Pa ，防烟楼梯间内维持50 Pa ，以保证烟气不致侵入上述疏散通道。火灾发生时着火层应立即疏散，其上、下两个邻层也须及时疏散，送风系统的送风量应按同时开启3层门时门断面的总面积计算，这也是选择风机风量的依据。但有外窗的疏散楼梯间及前室，因漏风缝隙增多，故选风机时风量应乘以1. 2～1.3 的漏风系数。

3.3.2正压送风口的设置

楼梯间根据总风量每1～2 层设置一个敞开的多叶送风口，前室设常闭风口，即每层设置一个电动开启、手动或电动复位的多叶送风口，接至消防控制中心。风口断面风速按7m/s确定。

结束语

能够满足高层建筑通风采暖的使用要求是方案可行性应考虑的首要问题。设计方案应符合国家和当地政府有关和规范的要求，包括有关环境保护的要求。在暖通空调工程施工管理中，施工管理人员要根据国家标准和规范，了解设计图纸，编制施工组织设计，抓住控制要点，做好各项管理工作，保证材料的质量和工程安全，以更低的成本和规范的施工队伍获得更好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 周邦宁.中央空调设备造型手册.中国建筑工业出版社.2002.61

[2]马最良，姚杨主编.《民用建筑空调设计》.化学工业出版社 2003.23

[3]采暖通风与空气调节设计规范.北京：中国计划出版社.2004.3

作者简介

党卫民（1970年-） 男 大专 国家注册暖通工程师 主要从事人防工程暖通设计及人防施工图审查工作.