高層住宅建筑室內采暖設計的探討

摘 要：暖通空調設計是高層建筑必不可缺少的工程設計之一，關系到居民的冬天的取暖和夏天的降溫。本文根據多年的事件經驗闡述了高層建筑暖通空調設計的方案和設計遵循的原則，同時分析了暖通空調方案設計中需要注意的問題。

關鍵詞：高層建筑；暖通空調；設計分析

1 暖通空調系統的類型

暖通空調系統有好多種類型，但是其基本的設計安裝原理是相同的。最為常見的空調系統類型為：全水系統、全空氣系統、空氣一水系統、熱泵系統、分散式供冷或供暖等。全空氣系統的空調空間所有加濕、冷卻和加熱工作都是通過送風的方式完成的。空氣-水系統是通過冷水帶走空調間的顯熱負荷，通過通風保證空氣質量并帶走空調機中的潛熱負荷造成的濕氣，達到調整溫度的作用。全水系統是具有風機一盤管、組合通風裝置或重力循環式室內末端的系統，未流通的空氣通過風口輸出或者滲入，其系統最大的優點是能夠滿足許多建筑物的調溫，并且可以對這種系統進行改造。

2 方案設計要統籌解決設計中的問題

（1）可靠性與可行性。高層建筑通風采暖系統的設計首先是方案的可靠性和可行性。方案設計要遵循國家有關標準規范，特別是環保的要求。設計方案要滿足系統的供電、供水、供熱和供氣要求，能夠適應天氣的突變。對于一些溫濕度參數比較高或者設計工藝比較復雜的空調設計，要經過全年的測試，以便確保系統能夠適應各種氣候的變化。

（2）經濟性比較。經濟性是高層建筑暖通空調方案設計考慮的一個重要問題，設計方案要結合實際，設計結果具有科學性和合理性。暖通空調設計方案包括材料、設備、管道、安裝、調試和管理成本等。由于設備的不同生產廠家的價格不同，在設計中要考慮經濟適用。暖通設備運行的各種費用是暖通空調設計中關注的一個問題。運行耗能的計算必須要考慮到設備的成本，輔助設備的能耗，計算時必須考慮全年氣候的變化，設備的非標準化運行等。由于存在著各種不確定因素，準確計算建筑物暖通空調設備的運行費用和能耗是至今無法解決的技術難題。

（3）調節性與操作性。關于高層暖通空調系統容量的設置主要依據全年最壞的氣象條件，才能調節好空調適應全年各種氣候的變化。

調節性能比較好的系統方案，應該考慮投資比例和運行成本。此外，空調系統的自動化控制決定著系統管理的方便性，應該根據實際的要求和經濟性確定空調控制的自動化設置。空調的自動化設置可以減少人力成本，降低管理費用，實現操作的簡單化，但是對管理人員的素質較高。因此，在暖通空調自動化設計中，系統要盡可能的簡化，提高系統運行單位經濟性和可靠性。

（4）安全性問題。高層建筑物暖通空調系統的安全性主要是環境安全、防火安全、設備安全和系統運行安全。空調系統安全的提高途徑是設備研發、工程設計、運行管理、技術規范等方面的管理。例如，煤礦、化學實驗室、火藥廠等易燃易爆的地方設計通風空調系統時，將安全行作為重點考慮，采取一些防護措施技術。在設計鍋爐房的空調裝置時，應該考慮可燃性氣體和液體可能造成的危險，應該在鍋爐房設置報警系統和事故疏散系統。

3 高層建筑暖通空調系統設計中應注意的問題

（1）空調循環水泵的選型問題。循環水泵容量過大是普遍存在的問題，容量過大必然會造成投資和運行費用的增加，其原因主要是：①設計冷負荷偏大；②系統循環阻力計算結果偏大；③凈水壓力問題；④系統水力平衡計算問題。水力平衡計算不精確，正式投入使用前又沒進行全面的調試，會造成水力失調。在具體的設計過程中，應該隨不同時刻冷負荷及揚程的變化而變化，能夠滿足不同條件下優化運行的要求，通過對定速泵的臺數控制及變頻泵的速度調節達到節能的目的，控制方法簡單，節能效果明顯。

（2）供暖方面。高層建筑暖通入口入戶裝置根據采暖通風與空氣調節設計規范規定，熱水采暖系統，應在熱力入口的供回水總管上設置溫度計、壓力表及除污器和熱量計裝置。入口數量問題應考慮開發商后續管理方便的基礎上，設計人員不僅要考慮室內供暖系統的合理性，又要考慮室外管線銜接的合理性。規范規定樓梯間或其他有凍結危險的場所，散熱器應由獨立的立支管供熱，且不得裝設調節閥。帶有底層商鋪的住宅設計規范明確規定，對建筑內的公共用房和公用空間，應單獨設置采暖系統和熱計量裝置。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，都將對以后使用后引起不必要的麻煩。采用共用立管系統的高層住宅，設計中要根據系統水力平衡、承壓能力、散熱設備及化學管材的特性等因素對供暖系統及共用立管進行豎向分區設置，并應考慮管道熱補償問題。

（3）空調通風方面。空調與制冷技術手冊、采暖空調制冷手冊等明確給出的旅館辦公類的冷負荷指標為94w/m2～163w/m2，商場類建筑夏季冷負荷的概算指標應為210w/m2～240w/m2。但在實際設計過程中，一般存在兩種問題致使空調裝機容量偏大。一是由于設計時考慮各種各樣的安全系數，從而使單位空調面積的制冷機裝機容量大比手冊中冷負荷概算偏大，遠大于實際運行中單位空調面積峰值冷量。二是目前在空調系統設計過程中，部分設計人員采用負荷指標估算方法，使得制冷機裝機容量普遍偏大，也明顯造成初投資的大量浪費，甚至影響部分負荷下的冷機效率。水泵揚程選擇不當也是暖通空調中比較常見的一個問題。水系統揚程選擇因設計差異而存在較大差異。

4 結 論

暖通空調設計方案的選擇是一個直接關系到暖通空調工程項目的成敗和經濟效益優劣的重要問題，而施工圖設計各個細節處理的是否完善也是關乎整個暖通空調設計的成敗，兩者缺一不可。應重視多方案比較，作出合理的設計。圖紙審查不嚴、流于形式。應堅持三審（自審、審核、審定）制，確保設計質量，減少出錯。因此，一個優秀的暖通空調工程設計，不僅要有綜合效益最高的方案設計，還要有設計細節完善的施工圖設計。

參考文獻

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