高層建筑暖通空調設計要點分析

【摘要】高層建筑暖通空調系統(tǒng)的設計質量對于高層建筑的室內環(huán)境具有重要的影響，在高層建筑暖通空調設計中，只有保證了設計的完整性、統(tǒng)籌平衡性、有效性以及經(jīng)濟合理性才能設計出真正符合要求的高層建筑暖通空調，從而提高高層建筑的室內環(huán)境以及促進整個行業(yè)發(fā)展。本文對高層建筑暖通空調設計要點分析進行了探討。

【關鍵詞】高層建筑；暖通空調設計；要點

現(xiàn)今我國的社會經(jīng)濟和文化等各方面都有了飛速的進步，這也為高層建筑暖通空調的發(fā)展提供了舞臺。為保證暖通空調系統(tǒng)的質量和以后的順利使用，必須做好設計工作，并且在此期間工作者應對各個因素進行全面的考慮，按照規(guī)范統(tǒng)籌考慮，這樣才能使暖通空調系統(tǒng)有較高的使用價值和使用質量。

1、高層建筑暖通空調系統(tǒng)設計的原則

1.1 高層建筑暖通空調系統(tǒng)設計安全第一

任何一項設計和施工都要將安全擺在第一位，正所謂人命關天。高層建筑暖通空調系統(tǒng)并非是一般的系統(tǒng)，其系統(tǒng)的用料會涉及到很多易燃物品，所以設計的時候應該充分考慮火災的因素，否則一旦建筑遇到火災這些筑暖通空調系統(tǒng)將會增加很多額外風險。

1.2 高層建筑暖通空調系統(tǒng)設計環(huán)保原則

高層建筑暖通空調系統(tǒng)的施工用料很大，在人們環(huán)保觀念越來越強的今天，施工材料應盡可能的選取環(huán)保材料。此外，高層建筑暖通空調系統(tǒng)應該秉承節(jié)能的原則，即設計是否能夠充分的考慮到對自然冷熱源的利用，是否在實際中更多的體現(xiàn)節(jié)能的意識，是否在很多環(huán)節(jié)充分的使用環(huán)保設備，是否在設計的時候建立科學的模型計算，確保通風輸配系統(tǒng)最短路徑，這些都是保證高層建筑整體環(huán)保節(jié)能的關鍵所在。

1.3 高層建筑暖通空調系統(tǒng)設計的經(jīng)濟性

一個高層建筑的本身應當是盈利的這是一個基本要求，這也是要保證高層建筑安全和舒適度必不可少的因素。高層建筑暖通空調系統(tǒng)是否真的體現(xiàn)其經(jīng)濟性，是否能夠最大程度的降低施工的成本也是系統(tǒng)設計成敗的關鍵。理性的分析，高層建筑暖通空調系統(tǒng)非常重要所以在整個高層建筑工程預算中占據(jù)很大部分，因此高層建筑暖通空調系統(tǒng)的經(jīng)濟性設計也是施工成敗的關鍵。而對于系統(tǒng)設計的經(jīng)濟性就需要設計人員的素質達到要求，其專業(yè)技術非常過硬，才能夠充分的考慮各方面的因素，合理選擇系統(tǒng)，優(yōu)化布置設備和管線走向等。以達到利益最大化的目的。

2、高層建筑暖通空調設計要點分析

2.1空調水系統(tǒng)承壓

隨著建筑高度的增高，空調水系統(tǒng)承受壓力也隨之增大。設計時，計算各設備的承壓能力時，要考慮系統(tǒng)瞬間啟閉、事故狀態(tài)以及正常運行三種情況下的承壓能力，選擇最大的壓力作為設備和管件選型的依據(jù)。且根據(jù)豎向高度來判斷所選承壓設備是否進行高低分區(qū)。一般來說，冷水系統(tǒng)高度超過200m 的情況下，要考慮分為高、中、低三個系統(tǒng)。除此以外，循環(huán)水泵設置在冷水機組的出水端也可以降低機組的承壓。

2.2 冷熱源節(jié)能環(huán)保設計

建筑節(jié)能已經(jīng)成為國家和地方政府關注的焦點，設計者應保證在建筑功能完善的情況下，盡量提高能源的利用率，節(jié)約能源的消耗。冷熱源系統(tǒng)是整個暖通空調系統(tǒng)主要耗能部分，暖通空調冷熱源設備種類繁多，選用何種冷熱源設備對暖通空調系統(tǒng)投資成本和經(jīng)濟效益影響很大。中央空調冷熱源按照冷凝方式主要分為風冷和水冷。按照冷（熱）載體又可分為冷媒系統(tǒng)和水系統(tǒng)。高層建筑常用的空調設備類型主要有VRV、風冷熱泵螺桿機組、風冷熱泵模塊機組和水冷螺桿（離心）機組等。在制定冷熱源方案時候，因地制宜選擇可再生、天然能源和多種能源的優(yōu)化組合，客觀分析冷熱源方案的技術經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展對節(jié)能減排和環(huán)保意義重大。而中央空調常用的主要天然能源有天然地表水、太陽能、天然氣等。

2.3 新風供給設計

新風設計是否合理直接關系到室內空氣品質的好壞。新風一般分為全空氣系統(tǒng)集中處理或獨立新風的形式。獨立新風方案可根據(jù)建筑特點分為集中處理后經(jīng)井道分層輸送到各自房間和各房間單獨處理的方式。對于封閉的房間，應重點考慮門窗滲透量與新風量平衡的關系，考慮是否需要機械排風以保證室內外氣壓差的穩(wěn)定性。另外新風設計時應考慮機組壓頭，房間新風量和風口布置的合理性，以優(yōu)化室內氣流組織。

2.4 合理選擇供回水總管上的壓差旁通管以及旁通閥

為了可以很好的穩(wěn)定冷水機組中通過的水量，在冷水機組中的供回水管上應該安裝一個旁通道，并且需要設置一個合理的調節(jié)閥來控制壓差。當變流量以及泵系統(tǒng)采用冷水機組定流量方式時，旁通閥的設計流量宜取容量最大的單臺冷水機組的額定流量。當變流量一級泵采用冷水機組變流量變流量方式時，旁通閥的設計流量應取各臺冷水機組允許的最小流量中的最大值。通常情況下，旁通閥通常會選擇ZAPB 型或者ZAPC 型電動調節(jié)閥，假如末端設備管道阻力超過0.2MPa，一定要根據(jù)相關的管理規(guī)定確定合理的冷水機組旁通閥直徑。

2.5 節(jié)能設計

首先，設計人員需要嚴格把握暖通空調的節(jié)能設計要點，在建筑過程中合理使用保溫機制，選擇單位風量耗功率低的風機，當風機電機功率不小于7.5KW時或一級泵系統(tǒng)中單臺水泵功率不小于30kw時采用變頻技術，從而降低暖通空調在運行過程中的能源損耗，保證暖通空調系統(tǒng)的正常運行。其次，設計人員需要在設計過程中融入智能設計，并通過保溫測試對冷熱源輸送閥門進行設計，從而實現(xiàn)暖通空調的節(jié)能設計。最后，設計人員在進行暖通空調循環(huán)水泵選擇時，需要嚴格按照冷負荷的變化情況選擇合適的循環(huán)水泵，同時還需要對水泵的數(shù)量進行組控，保證暖通空調的循環(huán)水泵運行的科學合理性，從而進一步實現(xiàn)暖通空調的節(jié)能設計目標。

2.6 風口氣流組織合理性

空調的氣流組織合理性關鍵在于合理布置風口，使經(jīng)過空氣處理后的空氣形成均勻的氣流，保證室內的濕度、溫度、氣流速度的穩(wěn)定。室內冷熱源位置、風口位置、風口形式、送風口的射流參數(shù)（包括風量、風速和溫度）和房間的形狀都會影響室內氣流的分布。風口選型應以空調區(qū)域特征為依據(jù)，如室內高度、是否采用吊頂、吊頂形式、房間的形狀等來進行初步考慮。選型后校核風口的位置、數(shù)量是否滿足使用所要求的射程、溫度和流體速度、噪音等因素，避免氣流的短路、死角和使用者的吹風感。除以上外，設計者應協(xié)調內部裝修、家具布置情況來設計，對于復雜空調空間宜采用CFD 模型模擬計算。

綜上所述，高層建筑暖通空調設計是一項比較復雜的系統(tǒng)設計工作，在高層建筑中對暖通空調進行科學合理的設計不僅能夠提高人們的生活質量，還能夠給會社節(jié)約大量的能源資源。

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作者簡介：

晁聞，寧波市天一建筑設計有限公司，浙江寧波。