建筑項目暖通空調系統設計

廣東省都市建筑規劃設計有限公司

摘要：暖通系統是伴隨建筑整個生命過程中必不可缺的一個組成部分，暖通系統的節能設計是在建筑工程施工中至關重要的環節，合理的節能設計不但能為建筑節省一大筆費用，還是減少資源浪費和環境污染。因此，在暖通系統的節能設計中，設計員應該給予足夠的重視，利用科學的方法，結合工程的實際情況，設計出合理、可操作的設計方案，以實現暖通空調的節能設計經濟、節能、安全等目的，促進中國建筑行業的健康發展以及能源的可持續發展。

關鍵詞：建筑工程；項目；暖通空調；設計

在我國城市化建設的不斷發展下，對建筑的舒適度要求越來越高，暖通空調已經成為現代建筑中非常重要的設施。在民用建筑暖通空調設計的過程中，如何進行空調負荷的設計，如何選擇空調水泵，如何對能源進行選擇利用，以提高能源的使用效率，如何在創造出舒適的室內環境時避免對室外環境造成過多的不良影響，已成為設計中需要重點解決的問題。

1 設計前的準備工作

1.1 分析建筑物外部環境和內部環境

在進行暖通空調設計前，要對建筑周圍的外部環境和基礎設施的埋設方式進行全面分析，以設計合理的供熱入口；在設計空調負荷時，要綜合考慮高度、日照、風力等外部環境因素，結合室內人員、設備、照明等內部環境因素，按照設計步驟逐步計算，最終得到切合建筑物實際負荷特性的空調設計負荷。

1.2 分析建筑物內部使用情況

要對建筑物的基本使用情況、人員居住的具體數量、廢氣排放基本情況等進行考慮，在充分了解建筑內部的相關情況后，通過計算得出各不同區域實際的運轉負荷，以便對暖通空調系統進行合理分區。

1.3 劃分防煙區和防火區

由于建筑的樓層數量比較多，一旦發生火災，如果不能及時對居民進行疏散，會造成嚴重的安全事故。因此在設計時，要劃分具體的防煙區和防火區，要對防火區、防火墻、防煙區進行合理的設計，確保有火災發生時，人們可以在最短的時間內逃離事故現場。

2 設計中的幾個關鍵點

2.1 空調負荷設計

在《采暖空調制冷手冊》和《制冷與空調技術手冊》中指出，商用建筑夏季的冷負荷概算指標為210w/m2 ～ 240w/m2，旅館辦公類的冷負荷指標為94w/m2 ～ 163w/m2。但是在具體的設計過程中，會由于一些問題導致空調裝機容量增加，導致空調系統初期的投資金額增加。一是在設計空調系統時，個別設計人員只是使用負荷指標估算的方法進行計算，導致制冷機的裝機容量增加，造成了不必要的投資浪費，嚴重時會對部分負荷下的冷機效率造成影響；二是在設計的過程中，考慮各種安全系數，導致空調單位制冷面積超出手冊中冷負荷概算，超過了實際運行過程中單位空調面積的峰值冷量。從全年的角度來看，建筑負荷真正處于峰值的時間并不長，因此在大多數時間段，冷機負荷率是處于一種比較低的狀態，COP 并不高。根據經驗，一般辦公室單位冷負荷指標取70W/m2 ～ 90W/m2，商場單位冷負荷指標取100w/m2 ～ 150w/m2 之間就可以達到日常使用要求（均指建筑面積）。

2.2 選擇空調循環水泵

空調循環水泵容量偏大是當前存在的主要問題。通常情況下，設計空調水泵容量會超出實際需求量的兩倍左右，造成運行費用和投資費用的極大浪費。出現這種情況主要是因為冷負荷設計偏大、系統的循環阻力計算結果過高、靜水壓力計算錯誤、系統水力平衡計算不正確等問題引起的。還有的設計在進行冷水泵的選擇時，對夏季流量和冬季流量的差異性不夠重視，比如，某工程冬季需要溫度為55℃的熱水每小時循環水流量200m3，夏季需要溫度為10℃的冷凍水每小時400m3，冬季的循環水流量要遠低于夏季，因此要分開設計冬季的熱水泵和夏季的冷水泵，如果共用一臺，勢必造成不必要的能源浪費。因此，在實際的設計過程中，要根據不同時間段中揚程的變化和冷負荷的變化對設計進行校準，通過控制變頻泵的速度以及定速泵的數量，保證各種條件下持續處于最佳運行狀態。使用這種方法進行設計，具有良好的節能效果。水泵揚程的選擇也是暖通空調設計過程中一個關鍵點。例如，某工程的冷卻塔放在高度為80m 的屋頂，使用閉式循環系統，在設計的過程中，設計人員錯誤的將高程也加入到了水泵的揚程中，導致選擇水泵的揚程在93m 以上。在選擇水泵時，要根據具體的手冊系數、計算方法選擇需要的水泵；要提高對中央空調水循環流量變化情況的重視度，由于循環水流量是不恒定的，要保證選擇水泵的水量變化范圍處于高效區；當冬季和夏季水量有比較大的變化時，為了保證系統的穩定運行，冷水泵和熱水泵要分別設置。

2.3 選擇供回水總管上的壓差旁通閥和旁通管

為了使經過冷水機組的水量處于恒定的狀態，在冷水機組的供回水總管上要設置一條旁通管，并安裝控制壓差的調節閥。根據一部冷水機組的冷凍水量確定旁通管道的最大設計流量，旁通管的直徑根據冷凍水管的最大允許流速進行確定，不允許不經計算就確定管道直徑，使用ZAPC、ZAPB 型電動調節閥作為旁通閥，當末端設備管道的阻力為0.2MPa 時，可以根據表1進行冷水機組旁通閥通徑的選擇。

2.4 供暖方面的設計

在進行供暖設計時，設計人員往往只是對戶內供暖進行設計計算，對戶外供暖不夠重視，導致設計供熱負荷與實際負荷出現誤差，供暖效果不理想。在設計供暖系統時，除了要對室內因素進行考慮，還要對公共部分的供暖進行設計；在設計樓梯管道時，需要對溫度變化時引起的凍結問題予以考慮；對于商務建筑，要單獨設置熱計量。而這些問題都是在實際設計過程中經常忽視的問題，對后期管理和運行造成了不必要的麻煩。比如，共同使用立管系統的高層住宅，在設計過程中，要根據承載能力、水力平衡、散熱設備、化學管材等因素進行設計，并考慮管道熱補償問題，為了防止管道熱脹冷縮出現支管被拉裂的情況，要對熱膨脹量進行校核，確定補償器規格型號及具體位置。

3、結語

我國未來在暖通空調工程的節能方面將投入更多的關注，因為暖通空調工程的節能設計是影響我國建筑工程整體節能效率的主要環節。在暖通空調系統的節能設計中，我們需要在已有的暖通空調節能建設經驗的基礎上，結合實際工程的具體情況，確定各種優化策略，降低暖通空調工程是能量消耗，從而促進我國可持續發展戰略的持續開展。

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