高層建筑暖通設計中存在的問題與改進措施研究

盧潔

（山西省建筑設計研究院有限公司，山西太原 030000）

0 前言

新時代背景下，隨著高層建筑工程項目增多，以及綠色建筑理念在建筑工程中的實施與應用，使得暖通系統成為現階段高層建筑工程項目中，應用愈發廣泛的系統之一。但在高層建筑暖通設計過程中，仍存在諸多的問題與不足，影響到高層建筑的整體使用。而如何將此類問題在源頭處截流，改進和消除存在暖通設計與應用中的問題，就成為現階段高層建筑工程項目中，急待解決的關鍵性問題之一。因此，對于“高層建筑暖通設計中存在的問題與改進措施”研究，具有極大的應用價值和現實意義。

1 高層建筑暖通設計原則

1.1 綠色節能原則

暖通系統涵蓋供暖、通風，以及空氣調節等功能。尤其在綠色建筑理念廣泛應用的今天，高層建筑中暖通設計需符合綠色環保和節約能源原則。一方面，暖通設計應以居住者的安全與健康為基礎，在確保室內空氣流通性與情節性的前提下，避免有害氣體或污染物等排入室內；另一方面，節能降耗是現階段高層建筑工程項目的重要審核內容，而隨著太陽能技術、地暖技術等的普及，也使得現階段的暖通設計中，節約能源成為重要的設計因素之一。以再生能源替代非可再生能源的應用，也能在確保暖通系統穩定運行的基礎上，做到能源與資源的降耗。

1.2 空間利用原則

對于高層建筑而言，空間的節約與合理化應用，是提升暖通設計科學化與應用性的重要標準。尤其對于形式各異的高層建筑，暖通系統更應當因地制宜，結合建筑內部空間走勢來實施設計。既要做到確保建筑結構的穩定性與安全性，又要符合室內裝潢的實用度與美觀度。與此同時，對室內空間做到較少的占用率，也是暖通設計中的關鍵點。

1.3 減噪原則

暖通系統中不僅有供暖與通風等分系統，更包含空氣調節系統。而此類分系統在運行過程中，必然會產生不同程度的噪音。此類噪音又會對居住者的工作與生活，產生不同程度的干擾與影響。因此，在進行高層建筑暖通系統設計時，也應秉承減少噪音或隔離噪音的原則，即通過隔音裝置來阻礙暖通系統運行中的噪音污染。

2 高層建筑暖通設計中存在的問題

2.1 暖通設計計算書內容缺失

在進行高層建筑暖通設計過程中，常常會因大量的數據計算與核算，使得一些設計人員在工作中出現疏忽，進而導致計算書中所涵蓋內容存在缺失的現象。例如：在供暖空調系統設計階段，時而會出現計算書中僅包含耗熱量數據，而缺少散熱器型號的選取，以及水力平衡方面的數據。又如：一些高層建筑暖通設計的計算書中，通常會對夏季冷負荷數據加以列舉計算，但卻選擇性地忽略制冷空調設備、空調風系統等的規劃與計算。而有些計算書中更是忽視排煙環節，致使暖通系統在施工中成為工期與建筑質量的制約因素。與此同時，很多設計人員依舊沿用以往工程項目數據，對現有項目的數據指標進行生搬硬套，也導致暖通系統在實際施工環節中，會出現結構、位置、以及設備配型等方面的差異，從而影響到暖通系統的施工安裝與應用。除此之外，一些計算書中并未依照《民用建筑工程室內環境污染控制規范》的要求，進行各種污染物的規范，如表1 所示。

2.2 供暖熱負荷計算差異

現階段，我國建筑工程項目依然沿用2011 年住建部所頒布的《住宅設計規范》（以下簡稱《規范》）。其中，對于維護結果耗熱量，及其數據構成和所對應的計算問題等，都做出了明確的規定與說明，并要求在設計中存在不同程度的修正差異值。如東西各5%，北0%~10%，南15%~30%。而一些高層建筑暖通設計中，卻對朝向修正值進行了不依照《規范》要求的設定，使得朝向修正率會出現明顯的偏差。同時，依照《規范》中的要求，高層建筑暖通設計環節中涉及的冬季供暖系統熱負荷數據，不僅要對其進行常規化的計算，更要將加熱環節中門窗縫隙對室內滲入冷空氣涉及的耗熱量等數據加以計算和設定。甚至一些設計人員不考慮地區差異，對整體耗熱量設計中所產生的部分耗熱量數據，做選擇性添加處理，致使熱負荷計算差異極為明顯，并超出《規范》標準。

表1 住宅室內污染物控制限值

2.3 空調通風設計缺乏合理性

雖然高層建筑暖通空調系統在設計與施工等方面，都具有嚴格的規定指標，但在實際安裝環節中，卻會因空調通風系統設計缺乏合理性，而導致經濟成本的增加與資源的無端損耗。例如：通常情況下，高層建筑所選用的空調裝機容量普遍偏大，且需要經過精確的冷負荷值核算，才能最終確定空調系統的應用標準與采購需求[1]。一些設計人員在進行空調通風系統設計時，未能對各項設備的冷負荷值進行集中核算，又缺少對各項安全系數的精確結合，就會導致所選擇的空調制冷裝機，在容量上低于設計標準的冷負荷值。由此也會引發空調系統出現超出額定范疇現象，造成空調系統損壞。除此之外，此種情況也會導致很多資源的無端消耗，造成制冷機運行效率低下。

3 高層建筑暖通設計的改進措施

3.1 嚴格遵循設計規范

暖通系統設計過程中，需要嚴格遵循設計規范。首先，明確方案。在進行多種方案的比較后，選取適宜該高層建筑工程項目的暖通設計方案。其中涵蓋冷源、熱源、末端采暖、空調等。隨后，需依照各項系統設備來進行負荷值的精細核算。其次，按照所計算出的熱負荷值與冷負荷值等數據，來對設備和機房等進行建筑結構中合理位置的設定[2]。如制冷站位置、換熱站位置、空調機房位置，以及新風機房位置等。最后，根據所選定的設備與機房位置，再進行暖通平面圖形的規劃。而后，在對水力進行計算后，再進行水泵與機房位置的設定，并由此畫出剖面圖和大樣圖等。在這一過程中，涉及人員需遵守設計規范，確保設計內容符合規范標準和實際應用標準，并要對設計圖紙做出反復審核，以此確保暖通設計符合高層建筑的實際應用標準。

3.2 提升暖通設計的可行性

在進行暖通供暖系統設計時，設計人員不僅要對涉及的熱負荷值進行精確核算，也要在系統設計中進行溫度表、除污器、以及壓力表等暖通設備的設定。如高層建筑工程項目對供暖系統要求標準較高，則需要進行熱計量儀的安裝，以此確保暖通系統在應用環節中數據的精確性與系統的安全性。在進行暖通空調系統供暖入口數量時，要以高層建筑的實際需求做出合理性設定，而供暖入口數量的設定，也能使高層建筑暖通系統的功能性更為科學地分布，并可促進其便捷性能提升[3]。與此同時，也可通過對評估指標加以改進的方式，來減少或消除暖通設計過程中存在的熱負荷計算差異問題。對于采用共用立管系統的高層建筑，在進行暖通設計階段，要對多項性能指標進行結合性分析。如承壓水平、散熱設備的選取、系統水力的穩定性、以及所采用的化學材料等做出綜合分析，并要針對供暖系統及立管系統，在結合管道熱補償數據進行分區性設計。

3.3 空調系統的科學化選取

空調系統對于溫度的調節性能極為優良，但涉及的負荷值變化也更為明顯。因此，在進行高層建筑暖通系統中空調系統的選取時，要做到科學化選擇。設計人員在選取空調系統過程中，應使其功率符合并超出實際負荷值標準，以此才能確保空調系統在應用時具備相應的效果。當所設計的空調系統應用于高層辦公區域時，則進行溫度的調節時段多為白天，則在夜間就可對空調系統進行低耗運行或關閉。這就需要設計人員在設計前，對高層建筑的實際應用環境做出更為細致的分析，以此確保空調系統的科學化選取與應用。除此之外，在進行高層建筑空調通風系統設計時，也要盡量減少估算數據，并清晰估算方法與結果的不穩定性。這樣將會避免空調裝機容量出現過大現象，也會適當降低初期的經濟投入比例。

4 結語

綜上所述，暖通系統的設計情況，直接關系居住者對高層建筑的實際應用情況，更是保障居民安居樂業的設施基礎。針對現階段高層建筑暖通設計過程中存在的諸多問題，設計人員不僅要做到針對建筑結構、應用地區，以及應用范疇等，進行有針對性的系統設備選取，還要做出精確性的計算與核算。唯有如此，才能確保高層建筑暖通系統符合規范標準，也才能為高層建筑的質量與安全，奠定堅實的基礎。