高層建筑暖通空調節能設計探析

尹航（天津中發機電工程有限公司300392）

高層建筑暖通空調節能設計探析

尹航
（天津中發機電工程有限公司300392）

隨著經濟的提高，科技水平不斷進步的今天，人們對于居住環境的要求也越來越高，對于舒適性的層面考慮，空調是能夠調節空氣溫度、濕度的首選方式。暖通空調的應用則極大程度地在降低能耗的同時滿足了人們對于居住環境中空氣和溫度的要求，為人們更加舒適的居住提供了保障。面對近年來國家提出的對于建筑和生活提出的節能方面的要求，如何更進一步進行高層建筑暖通空調的設計，是我們今天需要更加科學、慎重討論的話題。

高層建筑暖通空調；節能設計；可再生能源利用

1 高層建筑中暖通空調的基本類型

在高層建筑中，暖通空調作為建筑中空氣及溫度的核心調節系統，是應用大量科學成果的綜合產物。對于暖通空調的應用和建成手法的不同，暖通空調有著不同的分類方法以供人們在實際生活中進行選擇。

1.1 全空氣暖通空調系統

此類型的暖通空調系統主要針對的是以空氣為調節溫度的主要方式進行的空氣與溫度調節，將組合式空調機組作為主要的調節設備，通過空調機組對高層建筑中空氣的調節達到調節建筑內部溫度與濕度的目的。全空氣暖通空調系統優點是對于空氣的除濕能力較強、設備較集中易于管理、對于居住者的影響較小還有節約能耗等。缺點也較為明顯，因為“全空氣”的特點因此需要截面較大的空氣輸送系統，對于不同用戶的不同需求，滿足起來較為困難。此外對于設備發生故障的情況影響范圍較大，常常一個設備出現故障對正片區域都會造成影響。

1.2 空氣—水暖通空調系統

空氣—水暖通空調系統主要是采用水和空氣兩種介質來完成對空氣中熱量和濕度的搬運過程，此類系統通常結構較為簡單，維護和保養工作比較輕松，在對空氣進行轉換的過程中，除濕效果好，制冷迅速，已經成為越來越多的高層建筑的選擇。同時空氣一水暖通空調系統也存在著主動制熱效果差，對于單一用戶對空氣的設置反應較慢的弊病。

1.3 全水暖通空調系統

全水暖通空調系統主要依靠水為介質來調節室內空氣的溫度，對于高層建筑整體設計和施工的密閉性要求較高。通過冷水系統和熱水系統的交替使用，能夠靈活地控制室內的溫度。缺點在于由于對于空氣的濕度調節能力較差，施工成本較高，對于樓層中門窗的氣密性不佳的情況下會有較多的能源損耗。

1.4 地源熱泵系統下的暖通空調系統

地源熱泵系統，是將地源熱泵接入到暖通空調的制冷塔和供暖系統中。需要對建筑內溫度進行降溫處理時，通過地源熱泵吸收的地層的熱量作為能源提供個冷卻塔，對空氣中的熱量進行處理；在需要制熱時，地源熱泵的熱量直接連入建筑的供暖系統，將熱量直接供給建筑供暖使用。作為近幾年新興的可再生能源系統，地源熱泵具有高清潔、可再生、能源利用率高等優點，目前已經被國內越來越多的建筑設計所應用。盡管地源熱泵本身屬于清潔能源，但是在應用的過程中仍然存在著一定的問題：南北所需溫度情況不同，導致對土壤收放熱量有差異會形成土壤溫度的失衡影響到周邊的生態平衡，目前通過使用冷卻塔散熱的方式已經開始逐步解決對地層放熱的問題；在建筑過程中，地源熱泵本身會受到市場供求關系的影響，通常在地源熱泵建設的過程中需要大片的場地來完成地源熱泵系統的打井埋管工作，而越來越緊縮的施工場地也成了限制地源熱泵發展的一大因素。

2 高層建筑暖通空調的節能方面設計要點

2.1 節能方面

在節能方面要值得注意的是對于節能設計的實現，不能一味地關注節能層面的考慮而不將建筑本身舒適度等屬性進行參考，使建筑本身失去了原有的功能，反而得不償失。在實現高層建筑暖通空調節能化的設計中，最好是能將節能方面的考慮與居住的舒適度等方面進行結合，根據一定的比例調整這幾方面的關系，使得建筑在節能環保的基礎上更加具有適宜人們居住的舒適性。使得高層建筑中暖通空調更加具有人性化，能夠極大程度地便利人們的生活，使人們的生活更加舒適環保適宜居住。

2.2 科學合理

這是針對設計的整體而言，在一個建筑中進行的高層建筑暖通空調的節能設計絕不僅僅是針對于暖通空調本身對于建筑中其他因素的設計也要對節能這一理念充分地配合，才能做到真正有效地節能。例如門窗的密閉性設計，對于熱量的保持方式，能否實現溫度的自我調節和合理保持等都是在進行高層建筑暖通空調設計中需要重視的因素。同時還要注意對于新科技的引入，只有不斷完善的系統才能在人們對于居住條件要求越來越高的今天得到更好的應用。

2.3 安全方面

安全性是高層建筑暖通空調系統設計時首先需要遵循的原則。建筑安全是人們普遍關注和重視的話題，特別是對于高層建筑而言，隨著建筑高度的不斷增加，建筑火災事故發生之后所造成的損失和傷亡也更加巨大。為此，在高層建筑暖通空調系統設計過程中，必須要遵循安全性原則，減少火災隱患。安全性主要體現在環境安全、線路安全以及運行安全。環境安全，是指暖通空調施工過程中，必須要遠離易燃易爆物品，特別是在某些庫房等場所安裝暖通空調系統時，應該盡量將易燃易爆物品挪開，并且在系統中添加一定的防火措施，防止火災事故的發生。線路安全，是指暖通空調系統進行設計過程中，必須要注重線路的敷設和線路的走勢，避免由于線路敷設問題所造成的安全隱患。這就要求設計人員必須要深入了解高層建筑的施工設計圖紙，了解電源線路、燃氣管道等線路的敷設情況，以更好的規避相關線路，避免安全問題的發生。運行安全，則是指在暖通空調系統設計過程中，加強對空調運行過程中相關問題的研究和評估，并采取一定的措施來提升安全系數。暖通空調系統是一個較為復雜的系統，暖通空調系統動力區域必須要加強管理，并且需要設計一定的安全報警系統和通風系統，并設計一定的人員管理和檢測系統，以充分規避運行過程中的安全隱患。

3 高層建筑暖通空調的設計過程中存在的問題

3.1 節能意識不強

一些設計工作者不思進取，,缺乏節能意識。暖通設計師直接影響系統的節能效果在設計上將的概念,但設計師在設計工作來維持傳統的設計理念,與設計的準確性和可行性標準的節能和環境保護的要求,追求環境保護與節約能源意識,責任意識的缺乏,這使得暖通空調設計的建筑節能效果很難保證。

3.2 規劃設計不夠嚴格

暖通空調系統設計，缺乏嚴謹科學的計劃，這成為了節能設計的致命點。這設計不符合相關的法律規范和節能和環境保護的需求。空調系統的選擇沒有嚴格的意圖,沒有壓力的競爭環境下,設計人員缺乏晉升的空間。缺乏科學的選擇設計比較,節能效果的設計方案應該大大減少。

3.3 對于可再生能源的應用較少

選擇空調系統的可再生能源在能源消費可以減少,但實際的設計過程中,我們都會無意的輕視這方面的使用，尤其是可再生能源的利用率非常低。相關的研究和開發部門探索可再生能源短缺,在有限范圍的暖通空調設計的選擇,另一方面提高技術是緩慢的,因此可再生能源的使用,完全沒有得到技術的支持,很難得到有效的能源回收,造成能源浪費,實現暖通空調設計的節能效果的影響。

3.4 設計人員素質有限

但在實際的操作中也需要相當的經驗。但是一些設計師設計質量難以滿足要求,他們只是理論知識,可以對施工上的發生的問題進行處理,可是設計錯誤的話,就需要重新的加工。節能的設計理念不強,對節能的設計理念應用不夠熟稔,從而導致節能成效不佳。

[1]劉超，李自強.高層建筑暖通空調節能設計探析[J].城市建設理論研究：電子版,2014(8).

[2]胡勛.關于高層建筑暖通空調節能設計的探析[J].工程技術：全文版,2016(9)

[3]于海鯤.高層建筑中暖通空調節能設計分析[J].建筑工程技術與設計，2015(23).