(陜西城際鐵路有限公司,陜西西安 710016)
暖通空調系統不斷排出建筑內部混濁的空氣,向建筑內部不斷輸出外界新鮮空氣,對建筑內部空氣的溫度、濕度、風速進行調節控制,為建筑內部的人們創造舒適的生活空間。因此,須重視暖通空調的設計問題與施工問題,采取必要的質量控制措施,提升暖通空調的設計質量與施工質量,提高建筑工程的舒適度。
為做好暖通空調設計,須詳細、認真地研究當地建筑熱工與空氣調節節能設計標準、采暖通風與空氣調節設計規范、民用建筑節能設計標準、建筑外窗保溫性能分級及其檢測方法、建筑外窗空氣滲透性能分級及其檢測方法等各項標準、規范,詳細研究建筑的朝向、建筑體形系數。空調房間朝向宜向陽,在冬季,空調房間朝向宜處于最大頻率風向下風一側,有利于減少空調的夏季制冷負荷與冬季的制熱負荷,從而起到節能效果,但許多建筑物的朝向并不好,增加了空調設計的難度。
建筑的體形系數越大,外表面積越大,越容易散熱。因此,應考慮不同季候分區的不同要求,降低建筑體形系數,提升暖通空調系統的制冷/制熱效果,實現節能。設計人員應研究建筑外門的朝向,若建筑外門正對冬季主導風向,須采取必要的防風措施。設計人員應研究建筑外窗的遮陽系數,若建筑位于溫帶、熱帶或亞熱帶地區,其外窗的遮陽系數須小于0.4;若建筑位于嚴寒地區,其外窗的遮陽系數須低于0.6。設計人員應研究建筑外窗的保溫性能,若建筑位于嚴寒地區,其外窗的保溫性能等級須低于Ⅱ級;若建筑位于寒冷地區,其外窗的保溫性能等級須低于Ⅲ級;若建筑位于溫帶地區、熱帶地區或亞熱帶地區,其外窗的保溫性能等級須低于Ⅳ級。此外,建筑外窗的氣密性、建筑外墻、屋頂的熱工性能必須符合相關規定。
暖通空調設計需要計算復雜、多樣的室外空氣參數。在計算冬季室外平均風速時,選取當地近十年逐月平均氣溫最低的3個月,計算各月風速的平均值。計算冬季室外最多風向的平均風速時,選取當地近十年最冷3個月的最多風向,計算各月風速的平均值。計算夏季室外平均風速時,選取當地近十年最熱(氣溫最高)3個月的最多風向,計算各月風速的平均值。計算冬季最多風向及其頻率時,選取當地近十年最冷3個月的最多風向計算平均頻率。計算夏季最多風向及其頻率時,選取當地近十年最熱3個月的最多風向計算平均頻率。計算冬季室外大氣壓力時,選取當地近十年最冷的3個月,計算大氣壓力的平均值。計算夏季室外大氣壓力時,選取當地近十年最熱的3個月,計算大氣壓力的平均值。
計算建筑夏季太陽輻射照度時,需根據《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》(GB 50736—2016)計算建筑各朝向垂直面上的太陽總輻射照度、建筑水平面上的太陽總輻射照度、建筑各朝向垂直面的直接輻射照度以及建筑水平面的直接輻射照度、散射輻射照度、地面反射輻射照度。
進行采暖系統設計時,需要計算建筑圍護結構內表面換熱系數、圍護結構外表面換熱系數、圍護結構各層材料厚度、圍護結構各層材料導熱系數、材料導熱系數修正系數、封閉空氣間層的熱阻值。不同材料、不同構造的圍護結構材料的導熱系數修正系數有所差異,因此,須注意其差異帶來的影響。
若圍護結構為實心墻體,材料為礦渣混凝土、爐渣混凝土、浮石混凝土、粉煤灰陶粒混凝土、加氣混凝土,導熱系數修正系數一般為1.15。
若材料為多孔保溫材料,如加氣混凝土、水泥膨脹珍珠巖、泡沫混凝土,且材料作為夾心層澆筑在混凝土墻體、屋面構件中,導熱系數修正系數一般為1.6。
若材料為多孔保溫材料,如泡沫混凝土、水泥膨脹珍珠巖、加氣混凝土、石灰爐渣等,且材料鋪設在密閉屋面中,導熱系數修正系數一般為1.2。
計算封閉空氣間層的熱阻值時,需要詳細研究封閉空氣間層的厚度及熱流的具體方向。
進行冷源設計時,主要根據建筑的制冷負荷選擇冷水機組。目前,常用的冷水機組主要有往復式冷水機組、螺桿式冷水機組、離心式冷水機組、蒸汽型溴化鋰吸收式冷(熱)水機組、直燃型溴化鋰吸收式冷(熱)水機組。
往復式冷水機組單機組最大制冷量為1 160 kW,適用于一般的空調小系統,過去較為常用,現在較少采用往復式冷水機。螺桿式冷水機組制冷量范圍為700~1 000 kW。離心式冷水機組單機制冷量超過1 000 kW,適用于大型、超大型建筑。蒸汽型溴化鋰吸收式冷(熱)水機組單機組最大制冷量為1 050 kW。直燃型溴化鋰吸收式冷(熱)水機組單機組最大制冷量為1 100 kW。
設計人員應根據建筑的具體情況、空調項目投資、建筑的總制冷負荷靈活選擇適宜的冷水機組。冷水機組臺數不宜超過4臺,通常為2~3臺,可以節約投資,可根據制冷負荷的變化開啟所需的機組,促使空調設備高效率運轉,減少能耗。冷水機組可輪換使用,并互為備用,在確保空調系統正常運轉的前提下,可提高設備的使用壽命。
設計空調水系統時,需要計算空調水輸送系數,空調供冷水輸送系數須超過30,供暖水輸送系數須超過150。對空調水系統進行分區時,可按空調水系統的承壓能力進行分區或按用戶的負荷特性進行分區。計算冷卻水泵揚程時,需要計算冷卻水管路系統總的沿程阻力和局部阻力、冷凝器冷卻水側阻力、冷卻塔中水的提升高度、冷卻塔布水器噴頭的噴霧壓力。
施工材料是構成暖通空調系統的實體,是提升暖通空調施工質量的首要步驟,應對施工材料質量進行嚴格把關。當前,國內暖通空調施工材料市場上存在質量優劣摻雜的現象,因此,有必要對施工材料質量進行嚴格把關。組織兩組精干、有責任心的質量檢測員,對管材、鋼管管件、析材、型鋼、連接件等材料分別進行兩次嚴格的質量檢測,兩次質量檢測均合格才能允許材料進場。針對鋼制管接頭,應嚴格檢查其公稱直徑、管螺紋、質量是否達標。針對壓制彎頭,應嚴格檢查其公稱直徑、外徑、彎曲半徑、結構長度、壁厚是否達標。針對圓鋼、角鋼,應嚴格檢查其截面面積、外表面積、質量是否達標。
施工開始前,技術人員須認真研究施工圖,檢查管道、通風、電氣線路、空調的敷設位置和走向是否存在沖突,水管、電線、氣管、風管道在安裝施工中的銜接部位和施工順序是否明確。審圖結束后,技術人員應向施工人員進行技術交底,詳細交代設計意圖、施工注意事項、關鍵部位的特殊要求。進行技術交底時,技術人員應對施工人員進行答疑解惑,須突出施工技術的可操作性、實用性。
連接管道可采用螺紋連接或法蘭連接。若采用螺紋連接,施工人員應先用手將螺紋擰入2圈或3圈,再用管鉗將螺紋擰緊。若采用法蘭連接,應檢查管口端面傾斜尺寸、法蘭的垂直度、法蘭連接的平行偏差尺寸(不能超過法蘭外徑的1.5%),法蘭平面與墻面的距離應超過20 cm,擰緊法蘭后,螺栓露出螺紋的長度應超過2 mm。高層建筑采用中央式空調,管道較長,連接管道時需要進行電焊,應該根據管道管壁厚度選擇焊條直徑、控制焊接層數與焊條電流,電焊方式宜采用平焊。
安裝風管前,應對風管位置、標高、走向進行測量、定位、放線及技術復核,建筑結構上為風孔預留的孔洞半徑應大于風管外邊尺寸100 mm。施工人員在搬運風管時,應防止碰、撬、摔,避免風管受到機械損傷。施工人員安裝風管前,應對風管外觀進行質量檢查,并清除其內外表面粉塵及管內雜物。在安裝過程中不宜停頓,若必須停頓時,施工人員應將風管端口暫時封閉。風管接口不得安裝在墻內或樓板內,風管距墻面的距離必須超過200 mm,距樓板的距離必須超過150 mm。風管與建筑結構風道的連接接口應順氣流方向插入,并采取密封措施。
安裝空調管道系統前,須檢查支架、吊架的型鋼材料,確認其尺寸、規格均符合設計要求。在安裝固定件時,可采用膨脹螺栓進行固定。
安裝風管系統支架、吊架時,應注意支架、吊架不能設置在風口、檢查口附近,不能靠近閥門或自控機構。
安裝水管系統的支架、吊架時,應平整、牢固安裝吊架,確保支架、吊架與管道緊密連接。安裝完畢后,需要檢查支架、吊架是否達到設計標高。
隨著生活水平的提高,人們越來越重視生活質量,做好暖通空調的設計與施工,可提升人們的生活質量。因此,須研究暖通空調設計與施工中的各個細節,并采取有效措施提升暖通空調的設計質量與施工質量。