高層綜合建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設計與節(jié)能的探討

黃健敏

摘要：隨著高層綜合建筑的快速發(fā)展，暖通空調(diào)系統(tǒng)對于提升高層建筑的空氣質量起著重要的意義。同時暖通空調(diào)節(jié)能設計也是人們關注的重點。本文根據(jù)實際工作經(jīng)驗，對高層綜合建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設計與節(jié)能措施作進一步的探討。

關鍵詞：高層綜合建筑；暖通系統(tǒng)設計；節(jié)能

1高層綜合建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設計原則

（1）生活舒適原則

具有舒適的生活環(huán)境，是人們選擇建筑的主要因素之一，同時，光、色、聲也是選擇生活環(huán)境的重要因素。為此，設計人員在設計暖通空調(diào)系統(tǒng)的時候，必須予以充分考慮，讓人們可以在心理上感覺到舒適，增加一些暖色設計，適當降低室內(nèi)溫度，減少能耗。

（2）整體局部原則

一般而言，集體供暖效應要遠遠大于個人供暖。集體供暖不僅可以有效提升每個房間的溫度，還可以實現(xiàn)能源節(jié)約。為此，在選擇建筑的時候，集體供暖也是一項重要的考慮因素。然而，需要注意的是，每個房間的溫度是能夠自由調(diào)配與控制，不可以出現(xiàn)“一把抓”的現(xiàn)象。

（3）節(jié)能原則

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源、環(huán)境問題越來越突出，建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設計受到了人們的高度重視。所以，在設計暖通空調(diào)系統(tǒng)的時候，設計人員必須重視管路系統(tǒng)的設計，達到簡單化、科學化的標準，減少管材使用量，降低設計成本。除此之外，設計人員也可以加強對濕度、溫度、風速、勞動強度等方面的控制，制定適合的比例，實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能目標。

（4）合理利用室內(nèi)通風量原則

在暖通空調(diào)系統(tǒng)設計中，合理利用室內(nèi)通風量，是改善室內(nèi)空氣品質的重要手段。室內(nèi)通風不僅可以凈化室內(nèi)空氣，還可以排出空氣中存在的塵埃、雜質等，有效改善了人們的生活環(huán)境，對環(huán)保節(jié)能目標的實現(xiàn)有著積極意義。

2高層綜合暖通空調(diào)設計的難點

高層綜合暖通空調(diào)設計需要考慮多方面的影響因素，其主要的技術難點如下：

2.1在建筑居住環(huán)境中，供暖供熱等方面的需求是必不可少，因此必須采用單獨的熱源來滿足多方面的需求。同時，由于空間分配緊張，需要在屋頂或者地下室中建設鍋爐房，這樣就需要仔細考慮建筑環(huán)境中熱源的布局問題。

2.2通常情況下，高層綜合建筑對高度要求較高，這也加大了供暖體系在縱向上的設計難度。并且整個供暖系統(tǒng)不同于多層建筑的設計方式，系統(tǒng)的水靜壓力更大，需要重新部署室外管網(wǎng)的施工設計，加大了設計難度。

2.3由于高層綜合建筑空間高大，室內(nèi)空氣上下溫度差別較大，應結合建筑的裝修布局方式對送風方式進行合理設計，通過調(diào)節(jié)空調(diào)風速和送風量，確保室內(nèi)溫度適宜。

3空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設計

近年來，隨著經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，綜合高層建筑的需求越來越大，而對建筑中空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化設計也越來越重要。空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)熱能力高，如果無法及時將產(chǎn)生的熱量排出到建筑外，就會嚴重影響到空調(diào)系統(tǒng)的運行。因此應對空調(diào)系統(tǒng)進行合理設計，通常的做法是利用水環(huán)熱泵空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)將熱量轉移，這種方法成本低且散熱效果好。此外，空調(diào)系統(tǒng)分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)兩種，開式系統(tǒng)中水與外界環(huán)境有接觸，容易造成熱量流失，并且造價費用高；閉式系統(tǒng)不與外界空氣接觸，不會讓外界釋放能量，在設計空調(diào)系統(tǒng)時充分考慮二者的利弊與自身需求，選擇合適的系統(tǒng)。并且，由于大空間建筑面積大，空調(diào)系統(tǒng)的覆蓋面積也相應增大，對空調(diào)系統(tǒng)管徑回路的設計直接決定了運行成本，因此可以采用雙級泵系統(tǒng)降低系統(tǒng)成本。

4高層綜合建筑暖通空調(diào)設計與節(jié)能

在節(jié)能型建筑中，空調(diào)的自身耗能在建筑耗能中的比例是比較大的，使空調(diào)的自身能耗降低是建筑暖通設計中重要的環(huán)節(jié)。由于在較大面積的建筑主體中，空調(diào)和空調(diào)系統(tǒng)的服務半徑相對較大，因此，減少空調(diào)自身能耗對于節(jié)能的作用是十分大的。由于空調(diào)系統(tǒng)可以分為冷熱源、空調(diào)風系統(tǒng)和水系統(tǒng)三個方面。因此，空調(diào)的節(jié)能降耗可以從這三個方面入手。

4.1冷源和熱源方案。在空調(diào)系統(tǒng)中，冷熱源的選取主要是根據(jù)建筑的自身結構和所處的地理位置來確定的。在高層綜合建筑中，冷熱源一般采用電力型或是燃氣型壓縮式的制冷機，或者是吸收式以及直燃式冷熱水機組。對冷熱源方案進行確定時，需要充分考慮建筑周圍的環(huán)境，若建筑所在的地區(qū)已經(jīng)有足夠多的供冷或供熱設施時，就需要相應的減少冷熱源的建設數(shù)量，保證冷熱源建設的經(jīng)濟性。此外，還需要對建筑自身的結構特點進行分析，保使冷熱源的建設不會對建筑的整體造成損害，保證冷熱源方案的安全性。

4.2空調(diào)風系統(tǒng)。由于在冬季，空調(diào)服務內(nèi)外分區(qū)的冷熱溫度一般差別較大，針對此問題，可以將空調(diào)的服務區(qū)域劃分為供冷的內(nèi)區(qū)和進行供熱的周邊區(qū)兩個區(qū)域。充分利用冬天室外溫度較低，可以很好地作為冷源來給內(nèi)區(qū)供冷，在保證空調(diào)供冷效果的同時，節(jié)省了空調(diào)的運行費用和能源消耗。另一方面，針對空調(diào)風系統(tǒng)的特點，可以采用變頻風機來減少電能的損耗。通過變頻風機將風門完全開啟，使空調(diào)的運行轉速降低，減少運轉速度過快對設備的沖擊。從而在減少電費支出的同時，可以減少空調(diào)的損耗和維修費用。同時變頻風機的應用還可以很好地滿足空調(diào)機組對于風機高穩(wěn)定性和安全性的要求，增強空調(diào)使用的安全性和持久性。空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化和節(jié)能除了上述兩個方面以外，還可以采用獨立送新風系統(tǒng)，在過渡季節(jié)對自然風進行充分的利用。由于自然風具有較高的空氣品質，同時自然風送風系統(tǒng)的應用還可以減少空調(diào)主機運行時間，延長空調(diào)壽命。在過渡季節(jié)，制冷主機不開啟情況下，調(diào)節(jié)風閥，控制新風量，控制加濕量使用戶得到舒適的環(huán)境，降低過渡季節(jié)空調(diào)系統(tǒng)運行費用。

4.3空調(diào)水系統(tǒng)。針對空調(diào)水系統(tǒng)，首先要將水系統(tǒng)進行分區(qū)，一般情況下分區(qū)的方式有兩種，一種是根據(jù)水系統(tǒng)承受的壓力來分區(qū)，另一種是按照按承壓能力分區(qū)來進行的水系統(tǒng)分區(qū)。在對水系統(tǒng)進行分區(qū)時，需要綜合考慮空調(diào)制冷設備以及管道和附件的承載能力，避免系統(tǒng)壓力超過了承載范圍，而導致系統(tǒng)泄漏現(xiàn)象的發(fā)生。此外，為了進一步減少空調(diào)自身耗能，可以采用變頻技術，使空調(diào)水系統(tǒng)根據(jù)動態(tài)負荷變化規(guī)律來對水量進行調(diào)節(jié)。由于在空調(diào)系統(tǒng)中，水泵的耗能占到了總耗能的百分之二十，因此，采取變頻技術可以大大降低水泵的耗能，從而減少空調(diào)的整體耗能，達到節(jié)約資源的目的。

4.4其他措施。由于暖通空調(diào)的能耗中有很大的比例是由空調(diào)冷熱負荷以及系統(tǒng)配置所決定的，因此，對空調(diào)的負荷進行確定是暖通空調(diào)節(jié)能的關鍵環(huán)節(jié)。針對此問題，需要在大空間建筑中對建筑的位置以及內(nèi)部的墻面、門窗等進行良好的布置，包括建筑材料等。同時對建筑圍護結構熱工相關的性能進行提升，將建筑物和周圍環(huán)境作為一個整體進行綜合考慮。在空調(diào)系統(tǒng)線路設計方面要做到簡便科學，在保證空調(diào)系統(tǒng)性能的同時，盡量的減少材料損耗，以達到節(jié)約能源的目的。

5結語

總之，高層綜合建筑暖通設計直接關系到建筑設計的成敗，也直接影響建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)建設的質量。因此，在設計暖通空調(diào)系統(tǒng)過程中，一定要對建筑使用功能進行充分考慮，并采取有效的設計、管理措施，實現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)設計的合理性、科學性，提高建筑使用的社會、經(jīng)濟效益，并進一步實現(xiàn)節(jié)能工作。

參考文獻：

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