高層建筑暖通設計中存在的問題分析

馬建云

（中鐵十二局集團有限公司勘測設計分公司，山西太原 030024）

隨著人們的生活水平日益增長，越來越注重生活環境的舒適性，因此也對部分高層建筑的暖通設計工作提出了更高的要求。然而目前高層建筑的暖通設計工作很容易受到如造價、設備、環境等多方面因素的影響，使高層建筑暖通設計工作面臨著多種問題。其中既有施工人員專業技術能力不足的原因，也有施工人員缺乏工作責任心，施工過程中敷衍了事的原因。如何分析這些問題并且有效的避免成為當前施工技術人員面臨的一個難題。

1 高層建筑暖通設計中常見問題及有效的解決途徑

1.1 高層建筑暖通設計常見問題

1.1.1 經濟性

相關調查數據顯示，造成高層建筑暖通設計過程中的經濟性問題主要有以下幾點原因：①由于設計軟件對負荷的計算不夠精準，導致建筑冷熱負荷設計容量過大；②冷熱源選擇不合理。通常表現在以下幾個方面：a.設計人員沒有充分掌握工程項目當地的能源結構及能源價格；b.設計人員沒有事先了解工程項目當地的地理環境；c.設計人員沒有充分掌握暖通空調的使用特點及部分限制條件；d.受到設計周期的影響，無法分析比較多種設計方案[1]；③暖通設備管道布置不合理。充分掌握暖通空調設備的運行原理、構造及管道材質的特性等是設計人員必備的基礎技能，同時隨著科學技術的發展設計人員應當積極學習先進的技術，以符合工程項目的需要。

1.1.2 空調系統選擇不合理

空調系統的選擇是暖通設計工程中非常關鍵的一個環節之一，空調形式選擇是否科學合理可以影響到整體設計方案的質量。但是目前很多高層暖通設計的空調形式選擇均不合理[2]，主要體現在系統的管道布置不合理、分區不合理、冷熱源選擇不合理等。

1.1.3 設計圖紙不合理

①目前很多高層建筑暖通工程中都沒有嚴格按照我國相關施工規范進行設計，致使出現很多施工設計圖中缺乏對設備的標注及編號等問題；②通常情況下，設計人員在對高層建筑進行暖通設計時，一定要確保其平面圖、剖面圖及系統圖中設備及尺寸的一致，如果發生較大的偏差會給后續施工帶來很大的困難，甚至出現返工的現象，影響建筑公司的經濟效益并且還會帶來一定的安全隱患。數據顯示目前很多高層建筑暖通設計實際過程中，經常發生供回水管的平面圖及系統圖不一致的現象時有發生，十分影響后續的施工。

1.2 高層建筑暖通設計中相關問題的解決辦法

（1）比較設計方案的經濟性。設計人員在進行暖通工程設計方案工作時應重視經濟比較工作。在進行此項工作時應當確保經濟比較工作基準的一致性，確保設計方案滿足要求的前提下，比較不同空調設備的性能、價格等方面的優劣性。同時還要考慮設備的不同使用壽命，綜合考慮設備耗損、檢修維護費用等方面的因素，不能僅僅考慮到價格[3]。

（2）確保暖通設計方案的科學性。科學進行暖通方案的設計是確保建筑暖通工程的關鍵原因之一，其設計方案必須要符合相關法律條文，符合環境保護、節能減排等方面的規定，同時對于相關條件的長期變化要做好數據的記錄及整理，確保其設計的可行性[4]。

（3）合理選擇空調形式。設計人員在前期選擇空調系統時，需要首先其是否具有良好的調節功能，是否可以滿足當地全年氣候的需要。對于性能較好的空調形式，設計人員應當認識到雖然其一次性投資較高，但是后期檢修成本低，因此需要綜合的考慮多方面因素選擇空調系統形式。

嚴格按照相關規范進行設計：

目前很多工程項目在設計時普遍存在著執行力差、缺乏標準規范等現象，有的還有違反國家強制規定的。因此在進行工程設計之前，設計人員應當提高對現行相關法律條文規定的了解程度，同時定期考核并予以獎勵及懲罰[5]。

2 保證高層建筑暖通設計質量的有效辦法

2.1 確保暖通設計符合相關規定

通過對上述問題的分析了解得出，暖通設計在建筑工程設計中的地位非常之高，因此在進行建筑暖通工程設計時，就要綜合考慮到工程各方面的因素，確保暖通設計滿足使用需求和施工要求，同時想要確保暖通設計符合相關規定，就要做到以下幾點：

2.1.1 合理設置供暖入口

設計人員在設計供暖入口的時候既要考慮是否與室內供暖系統相協調，也要考慮建筑的采暖系統分區，同時也要確保供暖系統室內與室外管線的有效連接，不能一味的只求室內方便而忽略了室外的設施。

2.1.2 合理設計供暖系統

①需要在供暖系統的主管道和分支路上設置閥門以便于后期對暖通系統的檢修及保養；②合理布置暖通管道，要確保其與建筑整體相協調，如有的供暖管設在窗戶上，不僅有礙其正常使用同時也不美觀。因此需要工程設計人員通過實地考察項目周圍的地理環境及建筑構造，合理排布暖通管道；③一定要注意暖通系統中供水及回水管排氣裝置的設立，可以有效避免其因集氣難以排除的情況出現；④高層建筑的采暖系統豎向分區要合理，管道布置要充分考慮各支路的水力平衡，防止散熱器及支管水力不平衡的情況出現[6]，造成部分房間過熱或者過冷的情況發生。

2.1.3 房間設計新風系統

如今隨著人們生活水平及生活品質的日益增長，對于舒適性要求也再不斷提高。房間既要溫度適宜，同時也要有良好的空氣環境。對此就需要設計人員在進行空調系統設計時考慮新風系統，給人員提供適宜工作和生活環境。

2.1.4 優化冷熱源的設計

目前很多鍋爐房、換熱站和制冷機房的設計圖紙過于粗糙，施工人員無法把握設計人員的真正意圖，施工的成果難以達到預定的設計效果。因此暖通工程設計人員要積極強化冷熱源的設計方案，詳細的制定平面圖、剖面圖及系統圖，合理選用設備，尤其要注重其細節的設計，使其符合我國相關規定及實際工程的需求[7]。

2.1.5 設計人員要加強學習

設計人員應當積極學習提高自身的專業技術能力，不斷學習我國現行的設計規范及規定，及時參加新發布的規范的宣講，并且要貫徹落實，提高自身設計自覺性及設計規范能力。

2.2 選擇適合的暖通系統冷熱源

設計人員在選擇冷熱源時需要充分考慮系統的需求，確保冷熱源與系統相匹配。同時由于冷熱源種類繁多、且功能各不相同，因此需要設計人員充分掌握工程項目的實際情況，選擇最為合適的冷熱源形式。熱泵、太陽能燈作為高節能型的熱源可以作為優先考慮的目標，在當前的暖通設計中已被廣泛應用。

此外傳統的冷熱源則較之于熱泵而言相對普通，比如熱電站等，但是其優點在于能夠達到很高的熱能轉化率，有效降低熱能散失，達到更好的供暖效果。所以設計人員在選擇冷熱源時應當考慮到是否符合工程需求，及其環保性、實用性、經濟性。

2.3 注重系統的水力平衡設計

2.3.1 前期準備

設計人員在進行高層建筑暖通系統水力平衡設計前要充分做好以下幾點準備工作：①核實水系統中熱水及空調冷水流量是否符合要求；②明確冷熱源及水泵等設備的阻力損失；③明確空調設備、散熱器以及管道閥門的阻力損失；④收集整理各種設備、水泵、平衡閥門等樣本，確保設備的參數準確。

2.3.2 水力平衡設備的設置

針對系統水力失調的情況，需要設置水力平衡設備，比如靜態平衡閥、流量平衡閥、壓差調節閥等。對于末端的定流量系統而言其內部沒有動態閥門，通常采用節流元件、定流量閥等等，達到有效調整管路流量及阻力的目的。對于變流量系統，很多的末端設備都設置了調節閥，循環水泵也多采用變頻的方式，隨之也設置了配套的壓差調節閥等，通過設置這些調節閥確保系統中每個環路的流量符合設計流量標準。

2.4 注重變頻技術的使用

變頻技術在當今的暖通項目工程設計中應用十分廣泛，其可以有效降低暖通空調的能耗，同時也可以根據是實際需要靈活改變運行模式，達到節能減排的目的，其次也可以有效的優化暖通空調系統的性能。充分利用變頻技術可以有效彌補空調系統工藝上的缺陷，可以有效避免因空調按照額定功率運行且負載低的情況下，浪費能源的問題。此外，變頻技術的應用可以有效實現設備的輸出功率隨著負荷變化而自行調節，達到節能減排的目的。另一方面可以有效利用空調的末端裝置補償室內負荷，根據需要調整送風量，確保室內最適宜的溫度[8]。

3 結束語

綜上所述可知暖通工程作為建筑行業重要的組成部分，其面臨的技術問題及要求也越來越高，同時暖通系統也已經成為我國高層建筑中耗能非常大的系統，因此要十分注重暖通系統的節能及節材工作，盡可能為業主提供最舒適的生活環境及最優異的取暖效果，實現我國建筑行業和諧有序的發展。因此設計人員必須要重視暖通系統的設計工作，通過勘察建筑構造及周圍環境，制定出一套最為科學合理的高層建筑暖通設計方案，積極響應國家節能減排的號召。