高层建筑暖通设计的问题及改进措施研究

摘要：随着社会发展的不断进步，人们对房屋需求的不断增加，高层建筑已经成为当前建筑的主流。人们为了提高居住的舒适度，使得高层建筑中暖通的设计十分重要。本文对高层建筑暖通设计须遵循的原则、高层建筑暖通设计存在的问题、建筑暖通空调工程的节能减排设计方案进行了探讨，并就针对高层建筑暖通空调设计中存在的问题提出的相关改进建议。

关键词：高层 建筑 暖通 设计 问题 措施

中图分类号：TU208文献标识码： A

正文：

高层建筑以其复杂的建筑结构为暖通设计带来了很大的难度，同时在高层建筑暖通设计的过程中会受到设备配置和建筑结构的影响，因此需要对暖通设计进一步优化，以提高居住的舒适度。

1 高层建筑暖通设计须遵循的原则

1) 经济性原则。进行暖通设计施工首先要考虑的问题就是经济性。在项目建设的整个过程中，经费的投入是项目顺利进行的主要保证。因此，在开始设计施工之前，就要对整个工程的建设作出详细的、全面的预算。以经济性的原则作为指导选择合理的设计和施工方案。如果在建筑工程设计的时候，不考虑经济性原则，在施工过程中很有可能由于资金短缺而使工程中断，难以开展下去。与此同时，还要考虑投资和运行的费用和设备的使用寿命，选择合适的空调设备，合理的冷热系统和相应的管道。2) 节能性原则。随着能源的匮乏，节能减排、绿色环保已经成为了建筑工程的重要目的。因此，在进行高层建筑设计的时候也要坚持节能原则。

2 高层建筑暖通设计存在的问题

2． 1 概念混淆，专业知识不扎实

暖通设计是一项十分严肃复杂的系统性工作，更应该注意相似的概念区分以及计算等诸多问题。但是，有的设计师由于专业知识的不扎实，造成问题频发。比如在设计的过程中，对一些概念的用途发生混淆，把防烟分区的排风量与排烟风机的风量混淆，致使排烟风机的风量过小，不能符合使用中的防火要求。还有把防烟楼梯间的前室送风口的风量当作前室总风量和建筑层数的比值，这样的计算也会造成风口的风量过小。

2．2 设计过程中存在的问题

1) 温度参数设计问题。我国暖通设计要求冬天厕所里的温度不小于 12 ℃，浴室温度不小于 25 ℃，但是在实际设计中，常常会出现这样两个问题: 第一，没有考虑到地方温度差异，不同的地域，气候不一样，因而设计参数也应该不同。第二，对耗热量计算不够精确，暖通设计在冬季供热还应考虑到透过门窗的冷空气对室温会造成影响这一因素。2) 冷水箱设计问题。冷水箱是暖通设施中一个重要组成部分，这部分设计存在的问题有: 忽略了冷水箱正常工作时最小的淹没深度这一问题; 无法绝对保证冷水箱中的冷却水循环泵始终有水。3) 立、支管设计问题。在实际的高层暖通设计中，很多设计者会因为某种原因，倾向于邻边的两个房间之间只用一根立管，比如，通过双侧连接这种方式，将浴室和邻室连接，更有甚者直接把阀门设置在散热器支管上，如此虽带来了便捷，但是也给日后的维修造成了很大的困难，不符合有关的高层建筑暖通设计规范。

2．3 暖通设计的经济性问题

造成高层建筑暖通设计不经济的原因主要有以下几项: 1) 系统主机的设计容量太大，产生这种问题的原因是对负荷的计算不准确。2) 对于冷热系统的挑选不科学。主要表现在: a． 设计人员没有对当地的能源结构和能源的价钱进行前期的调查了解。b．在制定冷热源系统方案的选择之前，设计人员没对工程当地的水、气候等自然条件进行前期的调研了解。c． 设计人员没有对各类型的空调系统特点和使用的限制做出明确的了解。d． 由于受到周期限制等多种原因，没有进行多种方案的比较分析就确定了方案。总而言之，在进行暖通冷热源系统的选择的时候，设计人员不但要具有很强的专业技能，还要对整个方案设计具有统筹协调的能力。

2．4 设备管道的配置不合理

对空调设备的运行原理和结构功能以及使用场地等方面进行全面掌握，是暖通设计人员应该具备的专业素质之一。随着科技更新速度的加快，暖通专业技术也在快速地发生着变化，在实际的设计过程中，会遇到很多书本上面没有接触到的问题，这就给设计人员提出了挑战。设计人员要具有学习的意识，不断加强对设计技术的创新和应用，多和生产的企业和专业人士进行交流和学习。这是解决设备管道配置不合理的最佳途径。

3 建筑暖通空调工程的节能减排设计方案

1) 加强暖通工程的管理，提升暖通空调系统的合理性。暖通空调的设计是一个细致而又庞大的工程，说它细致是因为它的技术性非常强; 说它庞大是因为它是一项公共工程，它关系着广大用户的居住环境。所以在设计的时候，往往把空调的最大的负荷放在考虑问题的首位，即所谓的最大负荷原则。但是，这一般都是在理论的状态下。在实际的运行中，暖通空调不可能达到最大的负荷，因为当达到最大的负荷时，室内的温度是不利于人的正常居住的，它将会给人的健康带来较大的损害。所以，在暖通工程的设计时，应该充分的考虑到这种实际的情况，不要使暖通空调设计在负荷上能够达到最大的要求却不能符合实际的需要，这样，不仅不能达到节能的目的，反而会增加空调的耗能。

2) 增强围护结构的保温性能。为了达到节能的目的，必须使得墙体围护结构的保温性能良好，这样空调系统的负荷就不用太高。因此，空调系统负荷的大小与墙体围护结构的保温性能有很紧密的关系，而且有可能在对于供暖需求很低的地区直接取代暖通工程的应用。

3) 热回收技术的应用。机组在运行过程中，回收机组产生的冷凝废热，提高机组的能效比，节能高效。从环境角度，回收了空调对环境的排热，有效避免了“热岛效应”。对用户来讲，可一机多用，制冷，制热，提供生活热水。全面满足了客户对空调和热水的需求。

通常把COP 系数来作为考量热泵的能量消耗效率的经济指标。目前热泵技术在暖通空调方面的应用，COP 系数在 3 ～4 左右，也有更新技术能使 COP 系数达到 6 ～8 左右。因此，我们可以看出，如果这些数值能得到进一步普及，能源将达到更加有效的利用，而将得益于热泵技术在暖通空调业的大力普及。热泵在暖通空调的应用中，热回收应用相当广泛。在现代的大型建筑中，往往可分为内区和外区。在内区是任何时候都需要供冷的，即使是在冬季。除此之外，排风系统也可以向周围传递热量。我们通常应用热泵技术将这部分热量加以利用，真正做到能源的合理有效地利用，才是真正意义的节能。

4 针对高层建筑暖通空调设计中存在的问题提出的相关改进建议

1) 进一步完善设计说明内容。设计说明中的内容应该对以下几个方面做出明确的规定: 室内外设计参数; 供暖热负荷以及热量消耗指标; 热源冷源参数; 热媒冷媒参数; 暖通空调冷热负荷、风管材料与管道材料的选择、安装上的相关标准; 系统总阻力以及系统试压要求等等，这对于确保高品质、无差错的暖通空调设计方案十分关键和重要。

2) 恰当、科学选择水泵扬程，对供暖设计加以完善。根据设计的不同水系统扬程有所不同，差异十分明显。譬如某暖通空调工程冷却塔安放在约 80 m 高度的屋顶，冷却水为封闭式循环系统，但是设计者在进行水泵选择的过程中误把高程也加入到了水泵的扬程里，这就直接导致水泵扬程的高度达到 95 m。更有甚者是在进行冷冻水泵选择的时候完全没有考虑到夏天和冬天在流量与温度上的差别，而正确的方法是夏天和冬天的冷水泵与热水泵应该有所区别和设置，共用一台是不明智的。而对于使用立管系统的高层住宅而言，设计师要切实按照系统水力平衡、散热设备、承压能力以及化学管材的种种特征对采暖系统设置竖向分区，同时还不得忽视管道热补偿等因素。

5 结语

在高层建筑的暖通设计过程中我们要不断的转变设计理念，采用新的科学技术应用到暖通的设计过程中，要提高暖通设计的节能理念，在同等条件下节约资源，降低资源浪费，实现高层建筑暖通设计方案的最优。

参考文献:

［1］ 王志平． 高层建筑暖通设计中出现的问题研究［J］． 城市建设理论研究，2012( 10) :14-15．

［2］ 王敏希． 浅析高层建筑暖通空调设计［J］． 城市建设理论研究，2012( 11) :33-34．