高层建筑暖通空调设计分析

摘要：暖通空调的设计不仅要有完善的设计细节，而且还要有较高的综合效益，这样才能提高暖通工程的质量，实现其经济效益和社会效益。本文主要阐述了暖通空调设计的主要原则，提出了高层建筑暖通空调设计中存在的问题，并以此为基础提出了一些新思路。

关键词：高层建筑；暖通空调；设计

中图分类号： TU97 文献标识码： A

引言：随着我国城市化进程的不断加快和人民生活化水平的不断提高，建筑业也得到了迅猛发展。目前，家用空调已经成了高层建筑的重要组成部分，并朝着商业化的趋势发展，但是，因为暖通空调的设计项目比较多，所以必须全方位的考虑其设计，因地制宜的选择资源，提升高层建筑用能系统的实际效率，运用科学合理的设计，降低对室内环境的不良影响。

1、暖通空调系统的类型

（1）全水系统：具有风机一盘管、组合通风装置或重力循环式室内末端的系统，没有经过调节的流通空气可以通过墙上的通风口渗入或送入。其优点就是可以适应许多建筑物对空气调节的要求，并且灵活地应用在空调系统的改造中。

（2）空气水系统：用冷水带走空调空间的大多数显热负荷，用空气提供通风以保证空气质量，还可以带走因为空间的潜热负荷造成的湿气。

（3）全空气系统：空调空间的所有要求(如加湿、加热、冷却及除湿等)都靠送风来满足。

2、暖通空调设计的原则

暖通空调在设计过程中，需要注意一下几点：

第一，设计人员首先要搞清楚暖通空调在整个建筑中的具置、附近建筑、周围供电、供水和供热等多方面管线的敷设方式，并将此作为整个建筑物供热入口的设计依据，准确的计算日照和风力，以免受到建筑负荷的影响。

第二，仔细观察建筑物，确定其层高和总高度是否符合高层建筑标准，如果为高层建筑，在设计过程中就应严格遵守相关的规范标准。

第三，对建筑物内工作人员的总数和工作时间进行核对，为计算负荷提供依据。同时还要做好防火、防烟分区的划分，合理规划防火墙设置及逃生路线。

3、高层建筑暖通空调系统设计中应注意的问题

3.1、空调循环水泵选型问题

我国空调循环水泵常见的问题就是循环水泵容量过大，造成资源浪费。空调循环水泵容量过大主要是因为，空调循环水泵设计时的对于冷负荷、净水压力、系统循环阻力的计算偏大，再加上系统水力平衡计算的准确性无法确保，而且空调循环水泵在正式投入使用前没有做必要的的调试，导致水力失调。在具体设计空调循环水泵时，必须确保冷负荷等在不同时刻都能满足不同条件下运行的要求，通过控制定速泵的台数和变频泵的速度达到节能的目的，防止不必要的资源浪费。

3.2、供暖方面问题

根据空气调节等相关贵的设计标准和采暖通风规范、热水采暖系统等对高层建筑暖通日寇入户进行安装，同时还应在热力入口的供回水总管设置除污器和压力表等装置。总之，设计人员在设计时，不但要考虑到入户热力装置的设置，还要考虑入口装置的设置，这样就能够防止在设计时出现失误。另外，还应该考虑开发商的后续管理，在方便其管理的基础上合理设计入口数量及室内供暖系统、室外管线的衔接。

如果要在楼梯间或者冻结场所设置暖通空调，就要给散热器设置独立的立支管进行供热，并且注意不能装设调节阀。如果在施工中公用一根立管，一端连接楼梯间散热器，一端连接邻室房间散热器的做法，不但不能保证系统的封闭性，而且还会由于产生故障而影响另一端的供暖效果。因此，在建筑内的公共空间设置暖通空调时。一定要设置独立的采暖系统和热计量装置。

3.3、空调通风方面

高层建筑的暖通空调在实际设计中，一定要做好通风系统的合理设计。空调装机容量如果偏大，就会导致空调通风方面不符合相关规范规定要求。根据相关调查结果得出，造成空调装机容量偏大的主要原因有：

第一，设计时要全方面考虑安全系数，使得单位空调面积的制冷机装机容量比相关规范中冷负荷概算大，甚至远远大于实际运行中单位空调面积峰值冷量。

第二，有些设计人员在具体设计时使用负荷指标估算方法，导致制冷机装机容量偏大。

4、节能空调系统设计新思路分析

4.1、方案设计

当前，比较好的空调设计方案是：在良好的室内环境和低能耗的前提下，设置结合冰蓄冷的低温送风系统、可调节风量的置换式送风系统、去湿空调系统、冷辐射吊顶系统。为确保室内的空气品质良好，在设置冷辐射吊顶系统时要结合置换式送风。为了能够使高层建筑中由于各种设备形成的辐射热量趋于平衡，应采取辐射形式的制冷方式。空调去湿系统的采用可以确保室内对空气的湿度的要求。

在具体的设计时要注意对参考方案间的经济性能进行比较。高层建筑暖通空调设计中应较多的对其经济性考虑，因此，设计人员要综合考虑其因素，确定科学合理的方案。现阶段，投资者关心的是高层建筑暖通空调装置是否属于一次性投资，所以要对其进行全面、准确的计算。在暖通空调设计方案时，材料、管道、设备、配电控制、安装调试、室外管线、机房土建、工程管理等给方面的的投资费用等都是一次性投资所包含的内容。此外，空调的运行费用和能耗也是暖通空调经济性的重要体现。

4.2、良好的通风系统设计

良好的通风系统可以避免建筑物装修材料中的挥发性有害物质对室内空气的污染。良好的通风系统是衡量建筑是否舒适的标准之一，因此，高层建筑中的暖通空调应具备良好的通风系统，实现合理的自然通风，保证室流动新风的健康性。

4.3、提高暖通空调的使用安全性能

高层建筑暖通空调系统的安全性能主要包括防火安全、放置设备物品环境安全、放置易燃品易爆品安全、人员环境安全、系统设备运行安全等。这一系列内容的安全性主要是从工程设计、设备研制、运行管理、加强规范技术等方面来实现的。比如，设计燃油燃气锅炉房时，必须要充分考虑到可燃性液体及气体的泄露产生的安全问题，并针对这个极有可能发生的问题设置可燃性气体泄漏的报警系统与事故通风系统。如果建筑内存在易燃易爆工程，应采取相关防爆技术方案与措施，确保空调应用安全。而防火安全问题则要根据，有关规定的防火设计标准执行保证设备运行的安全性、稳定性和可靠性。

4.4、注重节能环保

我国建筑业的迅猛发展，使得建筑能耗也持续升高，在社会总能耗中占有27%以上，个别地区甚至接近40%，已成为环境保护中不容忽视的问题。现有的高层建筑暖通空调系统中应用的能源多是高品位的不可再生能源，其中电能占据较大比例。因此，暖通空调设计人员在选用空调设备时，要特别注意各种氟利昂制冷剂替代的进程要求，不能选用已经或即将禁用的制冷剂为冷媒的空调产品，同时还要考虑建设方和用户的经济承受能力，综合考虑暖通空调设备的废水、废气、废渣、噪音等污染治理费用，避免增加经济负担。

高层建筑暖通空调具有一定的多样性和复杂性，其方案设计质量与系统的能耗和经济运行有着直接的关系，一定要进一步进行优化设计，推动暖通空调的发展。

节能空调系统设计新技术

5.1、蒸发冷却技术

蒸发冷却技术包括直接蒸发冷却（ＤＥＣ）和间接蒸发冷却（ＩＥＣ）。主要采用了水作为制冷剂，实现对环境无污染的方法，此外，蒸发冷却系统的制冷不消耗压缩功能，是一种节能环保型绿色空调技术。

5.2、免费供冷空调系统

免费供冷技术指的是通过水系统来利用自然冷源，是一种节能降耗的系统形式。其实现方式是：当室外空气湿度温度下降到某值以下时关闭冷水机组，以流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统供冷，提供建筑空调所需要的冷负荷。冷水机组在空调系统中的能耗占有很高比例，运用冷却塔供冷技术就可以少开或不开冷水机组，其节能效果非常显著。

5.3、地源热泵空调系统

地源热泵空调系统是利用土壤、地下水或江河湖水作为冷热源的一种高效空调方式。土壤温度适宜、稳定，蓄热性能好而且随处可见。地源热泵全年运行工况稳定，ＣＯＰ值可达４．０以上，不需要其他辅助热源及冷却设备就能够实现冬季供热夏季供冷。对于采用深井回灌方式的水源热泵，因为地下水抽出后经过换热器回灌至地下，属全封闭方式。不但不使用任何水资源，也不会污染地下水源。

6、结束语

总之，在高层建筑的各个项目中，暖通空调设计直接影响到项目的经济效益和社会效益，因此，设计人员必须综合考虑其涉及因素，注重方案的比较，确保图纸质量，在此基础上寻求符合最大经济效益和功能要求的暖通空调工程设计方案。

参考文献：

[1]谢飞武.魏平.浅析高层建筑暖通空调设计[J].知识经济.2011

[2]史少杨.关于高层建筑暖通空调设计的研究[J].价值工程.2013