高層建筑暖通設計創新研究

王 康 成

(山西省建筑設計研究院，山西 太原 030013)

高層建筑暖通設計創新研究

王 康 成

(山西省建筑設計研究院，山西 太原 030013)

論述了高層建筑的基本特點，針對當前暖通設計中存在的問題進行了分析，并提出了一些創新暖通設計的策略，以期對高層建筑暖通設計工作起到積極地促進作用。

高層建筑，暖通設計，設計理念

高層建筑已經成為建筑行業的未來趨勢，高層建筑的規模大，系統更復雜，這就給暖通設計帶來較大的困難。所以，在設計暖通的過程中，必須充分考量高層建筑的基本特點，不斷創新暖通設計。

1 高層建筑和暖通設計

1)高層建筑。

對于高層建筑在不同的國家有不同的規定。在美國，7層以上或是24 m以上的建筑就被稱為高層建筑，日本是將8層或31 m以上的建筑稱為高層建筑，我國是將10層或28 m以上的建筑稱為高層建筑。高層建筑隨著高度增加，設計的難度就會相應增大，其設計要點主要包括三個方面，一是建筑設計，二是結構設計，三是設備和電氣設計。在建筑設計方面，其核心在于防火間距處理、統一標準化布局、交通方式設計以及安全設計等。結構設計主要是對風力和地震進行考慮、合理設計高寬比、加強剛度和質量的均勻性、控制沉降和安全施工。在設備和電氣的設計方面，主要涉及到暖通空調設計、給排水設計、消防設計以及電路設計等方面。

2)暖通設計。

暖通設計所包含的內容較多，其在設計中主要涉及到采暖、通風和調節空氣這三個方面的功能，其不僅是提升建筑整體質量的關鍵，也是滿足普通消費者的切身需求。采暖又可以稱為供暖，就是按照建筑物的冷負荷，對其進行適當熱力的供給，確保建筑內部的溫度能夠滿足消費者的需求。通風主要是向房間送入空氣和從房間排除空氣，其核心原理就是利用建筑外部的新鮮空氣置換建筑內部的空氣，一般又可以分為機械通風和自然通風。調節空氣主要是對建筑內部的濕度、溫度、空氣流速和潔凈度等進行調節。所以，暖通設計就是對這三個方面的基本功能進行設計，根據高層建筑對暖通的切實需求以及其自身存在的特點，將這三個方面的功能通過一個系統進行實現，即所謂的暖通設計。

2 高層建筑暖通設計存在的問題

1)圖紙設計不規范。

在進行高層建筑的暖通設計工作時，圖紙是一個很重要的載體，其是暖通設計思想的直接反映。從設計圖紙中不僅可以直接看出高層建筑暖通系統的具體設計方案，還可以對不同的設計圖紙進行對比，發現其中可以繼續改進的地方，有利于暖通設計不斷完善。因此，這就要求圖紙設計必須規范，嚴格按照相關設計標準進行設計。但是，根據目前的實際情況來說，在圖紙設計方面，不規范的問題比較突出，尤其是不同的設計圖紙之間存在對應關系不明確的問題，尤其是平面圖、剖面圖的尺寸標注、位置關系對應不上的問題比較突出，這就給暖通施工造成了很大的困擾，最后可能導致實際施工和圖紙設計出現不符的情況。

2)暖通設計和實際需求不符。

對高層建筑而言，暖通系統是其功能系統的一個重要組成部分，是高層建筑實際需求的根本反映，因此，暖通設計必須要和建筑功能需求相符。但是，暖通設計和高層建筑實際需求不符的情況屢屢出現，不僅造成了暖通工程的成本增加，還導致其效益降低。具體來說，暖通設計和實際不符的情況主要表現在和實際存在差距以及超出實際需求太多這兩個方面。和實際存在差值，暖通系統就無法完全滿足高層建筑的基本需求，不僅會導致暖通系統的運轉負荷較大，還會導致建筑的功能降低。而超出實際過多的問題，會導致暖通系統的部分性能被限制，不能發揮出作用，導致這部分成本出現浪費。

3)工程參數設計不合理。

進行暖通設計時，各項工程參數是必不可少的參考。對于不同的高層建筑而言，其工程參數存在較大的區別，這也是不同建筑之間功能差異的具體反映。所以，在暖通設計中，必須對工程參數加強設計，對其形成全面控制。但是，在目前的暖通設計中，對工程參數的控制并不合理。許多項目都只是簡單地對工程參數進行了設定，沒有對其進行精準控制，結果導致濕度、溫度和空氣質量沒有達到高層建筑的具體要求。這不僅對高層建筑的使用造成了很大的不便，還影響了暖通系統的正常運行。

4)經濟性考量不科學。

經濟性是進行暖通設計時所必須加強重點考慮的一個關鍵環節，只有一個經濟性的暖通設計方案，才能在確保基礎功能實現的基礎上，為施工單位創造更大的經濟效益。但是，目前在暖通設計中，對經濟性的考量不甚合理，導致出現了各種各樣的問題。首先，某些施工單位過分追求經濟利益，進行暖通設計時眼光短淺，沒有對暖通系統的長遠作出全面考量，導致暖通設計的功能具有暫時性，無法長遠發揮作用。其次，某些暖通設計中對經濟性又缺乏考量，對質量和性能的追求過重，導致暖通設計功能超出實際，造成成本上升和不必要的浪費，致使經濟效益下降。

3 高層建筑暖通設計的創新策略

1)創新設計理念。在高層建筑的暖通設計中，設計理念是最應當實現創新的，這是因為設計理念對設計方案和方案效果具有直接的影響，只有不斷創新設計理念，才能促進暖通設計不斷創新。

首先，必須對高層建筑的暖通設計加強規范化和標準化。所謂創新并不是跳出標準規范進行設計，而是在規范和標準的約束下實現暖通設計的進步和發展。所以，對暖通設計進行創新，必須在現有的基礎上進行，而不能另起爐灶從頭開始。

其次，實現暖通設計的綜合性和一體化。對于高層建筑而言，在一系列信息技術和智能技術的運用下，各個功能系統的綜合性與一體化程度不斷提升。因此，暖通設計也必須加強綜合性和一體化的設計，不斷提升暖通系統的整體性，從更高層次對待暖通設計，摒棄以往的獨立設計思想。只有從整體角度進行綜合性的暖通設計，才能切實保證其功能和高層建筑的實際需求相符。

最后，需要加強動態性設計，通過流體力學、動態荷載分析等手段對高層建筑的暖通設計進行強化完善，以此規避靜態設計存在的一些不合實際的問題。

2)提升系統效率。對高層建筑的暖通系統而言，其也是由多個部分組成，能量在這些不同的部分之間進行逐漸傳遞。根據能量傳遞的相關理論，能量在從上一級傳遞到下一級的過程中，必定會發生一定的損失，發生損失的多少取決于兩級之間的能量轉換效率，效率越高能量損失就越少。不僅如此，能量傳遞的級數越多，發生的能量損失越大，因此需要對級數進行控制，盡可能減少能量發生損失的環節。基于此，在設計暖通系統時，就應該對各級子系統進行優化，減少不同部分之間的銜接級數，使其控制在合理范圍內。不僅如此，還應當對不同環節之間的能量轉換效率加強考量，提升其轉換效率，從而實現提升暖通系統整體效率的目的，減少能耗。

3)創新圖紙審查機制。圖紙是暖通設計的一個重要方面，由于圖紙審查不嚴導致的各類問題數不勝數。因此，必須對圖紙審查機制進行創新，確保暖通設計圖紙不會出現問題。首先，應該加強設計人員對設計圖紙一致性的重視，使其在設計過程中嚴格按照相關標準規范進行設計。其次，創新圖紙審查機制，可以交由其他設計部門或是第三方設計機構對設計圖紙進行審查，確保設計圖紙能夠得到更加客觀公正的查驗，及時發現其中存在的問題并予以解決。最后，對圖紙審查發現的問題，必須及時進行糾正，盡快將圖紙完善。

4)加強經濟性設計。經濟性是暖通設計的關鍵，尤其是高層建筑對暖通系統的功能需求較大，只有實現經濟性的設計，才能在暖通系統的施工和運行環節盡可能的降低成本，確保經濟效益。首先，對暖通設計方案進行整體優化，削減不必要的環節，將整個系統做到最簡化。其次，對暖通設備的考慮必須更加全面。不同設備的功能、價格都存在差異，選用相關設備時應該考慮暖通系統的性能和壽命等指標，選擇最為合理的設備。最后，對短期利益和長遠利益加強對比考慮。不同的暖通設計方案在短期利益和長期利益這兩個方面存在顯著差別，因此需要結合高層建筑的使用情況，合理選擇短期利益或是長期利益的方案，實現利益最大化。

4 結語

高層建筑中，暖通設計的工作十分重要。由于當前的暖通設計在不少方面都還存在一定的不足之處，因此，必須結合其表現出的問題，針對性地通過設計理念、系統效率、圖紙審查等方面進行創新，才能促進高層建筑的暖通設計不斷進步。

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Study on creative high-rise building HVAC design

Wang Kangcheng

(ShanxiAcademyofBuildingDesign,Taiyuan030013,China)

The paper discusses basic features of high-rise buildings,analyzes problems existing in current HVAC design,and puts forward some creative HVAC design strategies,with a view to play positive role in high-rise building HVAC design.

high-rise building,HVAC design,design concept

2015-10-13

王康成(1980- )，男，工程師

1009-6825(2015)36-0124-02

TU831 < class="emphasis_bold">文獻標識碼：A

A