高層建筑暖通空調設計要點探究

楊 林

(鹽城市鹽工建筑設計研究院有限公司，江蘇 鹽城 224000)

隨著城市化進程愈演愈烈，以酒店、地標建筑和高端寫字樓為主的高層建筑越發受到建筑行業的重視。除了要保證安全和提升質量，追求建筑的居住舒適度也尤為重要。暖通空調設計既能滿足建筑的基本需求，還符合現代人所追求的居住潮流，因此，成為了當今設計者們重點的研究對象。

1 高層建筑暖通空調類型及設計原則

1.1 高層建筑暖通空調類型

高層建筑暖通空調種類多樣，要根據建筑特點選用最合適的空調裝備。首先，全空氣系統，冷熱介質進入的空間只是空調機房，而經受處理的冷熱空氣對其他空調房間的冷熱負荷進行調節，多功能廳、大廳等容積較大的空間應用較多。其次，空氣一水系統，經受處理的空氣和冷熱介質被輸送到空調房間，前者能促使空氣在房間內外的流動，后者則調整房間冷熱負荷，目前應用于高層酒店。最后，直接蒸發系統，通過冷媒與空氣發生熱交換，減少了換熱所需要的時間，如VRV空調系統，不僅節能減排，而且結構簡單使用便捷，已經在高層建筑中得到普及。

1.2 高層建筑暖通空調的設計原則

1.2.1 方案的經濟性

經濟性是暖通空調設計需要遵循的設計理念，不僅要考慮器械、材料和安裝費用，還要注意暖通空調是否節能。要嚴格遵循相關部門在節能方面的規章制度，根據建筑物自身特點比較選擇，確定經濟、合理的設計方案。

1.2.2 方案的可行性

暖通空調設計一定要保證自身能夠正常運轉。所采用設備的指標要符合相關部門在此方面的要求，還要符合建筑的實際情況。在設置參數時需要有精確的數據作為支撐，這樣才能有條不紊地處理好難度較大、涉及環節較多的安裝空調工作，確保空調能夠平穩正常運行。

1.2.3 具有可調節性

根據調節范圍，暖通空調系統可以分為分區調節、過渡季節(部分負荷使用下的調節)、末端房間獨立啟停等內容。在調節規模和面積較大的空調系統時，要注意北區、南區、內區、外區分開獨立調節；在過渡季節，為了減少對電能的消耗，可以利用冷卻塔實現正常供冷、隨時開窗通風、可調新風或全新風的全空氣調節系統進行運轉或調制；在部分負荷使用的情況下，為達到節能減排的目的，可對冷熱源機組的臺數、容量配置、負荷性能IPLV指標進行審核、考察和密切關注，選取最合適的；末端房間的啟用或關閉都是獨立運行的，可減少不必要的能源浪費。

調節方式包括手動調節和自動調節。雖然自動調節費用較高，但使用時不要太多人工操作，且效果良好，逐漸受到行業的推崇。

2 高層建筑暖通空調設計存在的問題

首先，供暖問題。高層建筑的入水管和回水管應遵循相關指標安裝暖通設備，包括溫度表、壓力表和除污器等。一般情況下工作人員更重視入口處的熱力裝置設計，不重視入口裝置設計，所以設計方案中出現的紕漏會降低使用者的體驗。此外，冬天氣溫過低，防護不到位水管很容易出現上凍，嚴重時還可能直接凍裂，所以在設計時可以考慮用水管將樓梯間的散熱器連接起來，并在其支管上安置調節閥門，然而會破壞暖通空調的封閉性，一旦出現問題，會降低周邊的供暖效果。

其次，設計圖紙內容空缺。圖紙設計是一切工程項目的基礎，所有工作都要參考圖紙進行施工。高層建筑在安裝暖通空調時，如果圖紙內容出現空缺會不利于開展工程施工，甚至會對整體建筑的施工和設計產生不可預計的嚴重后果。最具代表性的是閥門的分環設計，施工環節復雜，難度較大，增加后續對系統修繕的難度，空調在使用過程中可能會面臨著很多技術性障礙；供水管和回水管上沒有把排氣閥安裝上，所以在使用空調系統時會留存較多空氣，不利于空調正常使用。

再次，水系統的分區、壓力設計不科學，空調循環水泵的型號不符合應用標準。水系統的分區、壓力設計不夠科學會導致水力失去平衡、管道設備泄露及選用偏大水泵等問題，所以有必要合理對水系統進行劃分、豎向系統分區且進行嚴密和精確的計算。當選用的空調循環水泵型號不符合使用標準時，水泵的容量會遠遠高出實際的需求量，嚴重時會超過兩倍多。水泵容量過大會增加使用成本開支，在日常維護和安裝方面會有更多的成本花費，產生不必要的經濟投入。設計者在調試空調系統時，可能會無法正確計算水力平衡的數據，由此致使空調系統的水力不能平衡運行。甚至在計算暖通空調的實際負荷時會混淆井水壓力和循環阻力。

最后，空調通風設計不完善。高層建筑在安裝暖通空調時會有非常明確且嚴格的指標規定，然而在實際安裝時，由于設計者會把各種安全系數糅雜在一起測算，選用的空調制冷器的容量遠遠大于正常的冷負荷數值，此外設計者在估測符合標準時沒有依據規定的指標進行測算，結果出現誤差，最后測出的結果與真實結果脫節，由此導致高層建筑空調裝機的容量高于正常值。該問題導致的突出后果就是對于電能、水能等資源的浪費相當嚴重，由此加大經濟投入，成本高昂，同時也會降低制冷機的使用效率，加大負荷量，加快零部件的磨損，縮短使用壽命。

在對碧桂園華東總部大樓空調系統進行設計時，首先全方位多角度梳理建筑的各項功能，合理劃分空調的水系統，強化使用性能，提升空調工程的設計水平。要發揮設計軟件在分析空調系統中的作用，進行精確的負荷計算、水力計算，根據計算的結果對系統進行合理的改良和優化，由此保證空調系統能夠充分滿足建筑的基本功能需求，還能削減系統的承受壓力，確保空調工程能夠在正常情況下使用最少的成本獲得最大的效果。

3 高層建筑暖通空調設計的要點

3.1 設計需具有規劃性

在高層建筑暖通空調系統的設計中，需要使各個系統之間相互配合。各個系統之間相互配合，能夠合理利用能源，這也是符合當今的發展規律的。一般來說，在室內環境正常運轉的形勢下采用輻射制冷技術，使各個系統之間相互配合，確保冷空氣在室內運行。在具體的實踐中，如果系統設計滿足了各項功能，還需要考慮成本，盡可能減少各個環節的費用。經濟，高效，節能是當今暖通空調系統所追求的目標，也是設計者在設計過程中所要達到的要求。

3.2 合理計算空調負荷

設計一個功能完善舒適安全的暖通空調系統，各方面設計都要考慮到，而在整個設計過程中，合理計算空調負荷則是重中之重。冷熱負荷體系是整個空調暖通系統運行的核心，如果設計不合理，就會影響暖通空調系統運行的穩定性，如果不能持續維穩，那么在使用的過程中，會陸續出現很多問題，后續的維護成本也會相應增加。

3.3 科學設置水力平衡裝置

想要水利平衡裝置達成更好的效果，就必須將以下事情落實到位。(1)選用科學的管理方式，確保系統間處于平衡狀態，這是水利平衡裝置達成更好效果的前提條件和重點；(2)設計系統時要將更替方案做好，但是有特殊要求的位置不適用這樣的方案；(3)在設計時要將系統的調節、計算環節作為重點，水利平衡裝置需設定于熱力入口上。上述事情若是落實到位，就可以確保系統的平衡。

3.4 科學設計通風系統

安裝暖通空調系統時，現實容量和計劃通常差異都不小，發生這種事情的重要緣由是，暖通空調系統設計時未曾將建筑全階段安全系數納入考慮之中。若是暖通空調系統設計出現了不科學的情況，那么容量必然會發生負荷情況，使得部分容量損耗。此外一個經常出現的情況是設計師設計系統時偏愛負荷估算方式，這樣的估算和實際容量總是會存在差異，頻繁發生制冷劑容量較大，使得成本開支無形之中增加不少。

4 結 語

高層建筑暖通空調設計質量對高層建筑設計有著重要影響，也關系到高層建筑人員入住后的生活品質。高層建筑暖通空調系統設計需要將人放在首位，設計科學的系統構架，提升設計水準，讓設計單位在建筑行業更受歡迎，給人們營造更為適宜的居住工作環境。