淺析暖通空調的前景發展與計算機的應用

摘要：中國建筑設計研究院副總工程師潘云鋼曾說，對于暖通空調這個設計行業而言，科研和技術力量尚不能完全滿足節能需求。有些不僅僅是中國的難題，同樣也是世界性的難題。文章對暖通空調的發展前景進行了探討。

關鍵詞：暖通空調；面臨問題；發展前景

中圖分類號：TU834 文獻標識碼：A

文章編號：1674-1145（2009）05-0015-02

一、“暖通”是建筑設計中工種的一個分類名稱

在我國的建筑行業，一直以“建筑設計院”牽頭。一個建筑項目確立之后，首先由某個建筑設計院進行總體設計。建筑的總體設計包括許多分項，一般如下：建筑設計，結構設計，基礎設計，電力（強、弱電）設計，給排水設計，暖通設計，配套園林綠化景觀設計，等等。

暖通設計（如果該項目需要）是指該項目中的所需要的“空氣調節系統”簡稱“空調系統”。一般“空調系統”包括制冷供暖系統，新風系統，排風（排油煙）系統等的綜合設計。

所以說“暖通”從功能上說是建筑的一個組成部分；從建筑設計來說，它是建筑設計的一個分項，并不是單指“空調”。

二、暖通空調的分類

暖通在學科分類中的全稱為供熱供燃氣通風及空調工程，本科階段為建筑環境與設備工程，同時暖通空調主要包括：采暖、通風、空氣調節這三個方面，縮寫HVAC這三個方面簡稱暖通空調。分類有以下幾種：

1．地源熱泵空調。土壤源熱泵系統的核心是土壤耦合地熱換熱器。土壤源熱泵是以大地為熱源對建筑進行空調的技術，冬季通過熱泵將大地中的低位熱能提高對建筑供暖，同時蓄存冷量，以備夏用；夏季通過熱泵將建筑物內的熱量轉移到地下對建筑進行降溫，同時蓄存熱量。土壤源熱泵系統因節能、節水而普遍受到美國、加拿大、歐洲各國等的關注。我國至今還未有應用實例，但已經有一些研究人員注意該系統。地下水熱泵系統分為開式、閉式兩種。

2.太陽能空調。太陽能空調所需的能源部分或全部來自太陽能。太陽能空調是利用太陽光輻射為能源進行制冷工作的空調系統。通過使用太陽能空調，不僅可以彌補供電缺口，還可以為創建環保模范城市做出貢獻。推廣使用太陽能空調，既沒有使用電空調所帶來的城市熱島效應，也由于不使用氟里昂等有害物質而不會破壞大氣環境。所以說太陽能空調是名副其實的綠色節能空調。目前太陽能空調的主要型式有：太陽能電制冷空調、太陽能熱制冷空調、太陽能熱泵、太陽能液體除濕空調等。

3. 低溫地板輻射采暖系統。低溫地板輻射采暖就是在地板中直接埋設熱水管來加熱地板，再由地面輻射熱來加熱室內空氣的采暖形式。這種采暖方式輻射體表面溫度不大于45℃，采暖介質常用熱水，其輻射體一般是其中埋設了加熱管的建筑物構件，如墻壁、頂棚或地板，其中以地面輻射采暖應用居多。

三、暖通空調在安裝調試時所發生的問題

1. 室內外空氣計算參數不符合規范要求。《設計規范》規定，冬季室內空氣計算參數，盥洗室、廁所不應低于12℃，浴室不應低于25℃。同時由于南北方的差異一些主要城市的室外氣象參數應按該《設計規范》附錄二采用為好。

2．供暖熱負荷計算有漏項和錯項。《設計規范》規定，冬季供暖系統的熱負荷應包括加熱由門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量。但有的工程在計算供暖熱負荷時卻未計算這部分耗熱量，致使供暖熱負荷出入較大。

3．樓梯間散熱器立、支管未單獨配置。《設計規范》規定，樓梯間或其他有凍結危險的場所，其散熱器應由單獨的立、支管供熱，且不得裝設調節閥。一旦供暖發生故障，可能影響鄰室的供暖效果，甚至凍裂散熱器。

4. 供暖管道敷設坡度不符合規范要求。《設計規范》規定，供暖管道的敷設應有一定的坡度，對于熱水管坡度宜采用0.003，不得小于0.002。然而，有的工程供暖供回水管坡度只有0.001～0.0015。當然，如確因條件限

制，熱水管道甚至可無坡度敷設，但此時應保證管中的水流速不得小于0.25m/s。

四、工程設計中存在的問題

1. 供暖入口設置過多。設置供暖入口時，既要考慮室內供暖系統的合理性，又要考慮與室外管線銜接的合理性，不能只圖室內系統設計方便、省事，而不顧及室外管網系統。這樣不僅給外線施工造成麻煩，也給將來室內系統調節帶來不便。

2．供暖系統設計不合理。供暖系統設計存在不合理之處：（1）有的供暖系統由1條主立(干)管引進，分幾個環路，分環上不設閥門，給系統運行調節、維修管理造成不便。（2）有的供暖管道布置不合理，與建筑專業不易協調，或供暖立管直接立在窗子上，既影響使用，又不雅觀；或者供暖水平管道敷設在通道的地面上，既影響行走，又不便物品放置。（3）有的供、回水干管高點漏設排氣裝置，一旦集氣，難以排除，影響系統使用。（4）有的供暖系統為同程式，一個環路單程長300m，致使供、回水干管坡度很難達到規范規定的不小于0.002的要求。（5）有的供暖系統為雙側連接，兩側熱負荷及散熱器數量相差懸殊，而兩側散熱器供、回水支管卻取用相同管徑，兩側水力不平衡，難以按設計流量進行分配。

3．排風系統設計不合理。如某工程地下室的暗廁（衛生間）等若干個生活用房和設備用房設一排風系統，水平風管長60m，斷面只有200mm×200mm，風阻較大；選用屋頂風機排風，卻將風機安裝在外墻上，顯得很不協調。還有的工程的地下室設若干個包間（均為暗房），各包間均采用吊頂排氣扇，排風經數10m長的水平風管排出室外，風管斷面僅有150mm×150mm，阻力大，排風效果差。

４．空調系統的選擇不合理。如某工程設有指揮大廳、會議廳、計算機房等，此類性質的用房，理想的空調系統應是低速風道系統，而設計卻采用了風機盤管系統，且未設新風補給系統，顯然是不合理的。

五、計算機技術在我國暖通空調中的應用

1．空調負荷計算方法。常用的空調負荷計算方法有估算法、詳細計算方法和空調負荷神經網絡計算法等。估算法又可分為簡單估算法、度日法、全負荷當量運行小時數法、溫頻法、焓頻法、當量峰值小時數法等。估算法是在一定條件下對空調負荷的大致估計，對于不同類型不同形狀的建筑物所計算的結果就可能大相徑庭。詳細計算方法主要有傳遞函數法和諧波反應法，其計算結果相對準確，但這兩種計算方法在建模和推導過程中存在一些缺陷，如：它們均以典型房間為研究對象，而對于非典型房間，則選擇某個特征指標作插值計算；計算墻體傳熱采用一維或二維微分方程，而實際上計算墻體傳熱應該用三維微分方程。這些顯然都會導致計算結果與實際情況的誤差。目前我國有不少暖通空調專業人員正對提高詳細計算方法的計算準確性進行研究。

2．計算機輔助計算應用。計算機技術在20世紀60 年代初開始應用于HVAC冷熱負荷計算中。當時的計算程序特點是當已知條件（輸入）確定時，其結果（輸出）是唯一確定的，這是由于這類計算程序是按原有的手算過程

原封不動地編制而成。這樣的計算程序在本質上與原來的手算并無多大區別，并未真正體現出計算機的優點。

六、結語

暖通空調在當今社會的角色以非常重要。至于暖通空調專業做得是否理想，不需要有關標準的界定。而且還要從建筑行業中各專業的橫向比較來看，這樣你就會發現暖通空調在建筑節能領域走在了最前列，其發展前景可觀，將來計算機會在暖通空調領域發揮著不可估計的作用。

作者簡介：王振興（1982- ），男，河北滄州人，中鐵建工集團有限公司拉薩分公司助理工程師，研究方向：建筑環境與設備工程。