淺談高層建筑暖通設計中存在的問題及改進策略

郝婧宇

太原市建筑設計研究院（030002）

高層建筑暖通設計中的問題較多，會影響人們的日常生活，所以設計人員務必高度重視技術的研發與創新，并采取更為有效的改進和優化措施，改善高層建筑暖通設計水平，滿足人們的供暖需求。

1 暖通設計概述

暖通設計是房屋建筑中的重點環節，高層建筑暖通設計的難度較大。暖通設計主要分為采暖、供熱和通風設計三個方面。采暖主要是建筑物從外部設備中獲得熱量的過程，是暖通設計中十分重要的內容。供熱在暖通設計中發揮著關鍵作用，可在煤炭燃燒的過程中為建筑物提供充足熱量。通風設計則是通風、供暖設施，需做好通風處理，降低室內燃燒的二氧化碳濃度，優化居民的居住環境。暖通設計主要分為設計、建造和設施三個階段，是暖通設計中的重要環節，關乎建筑整體性能[1]。

2 高層建筑暖通設計的特點

首先，在空調循環系統選型設計過程中，不同條件對于負荷及調試要求也會存在明顯差異，設計人員要加強對該方面的考量，作到科學選擇，以保證暖通系統的運行質量。具體設計中，需重點控制循環水泵配置及變頻速度，堅持因地制宜的基本原則，作到合理規劃及處理，提高循環的暢通性，避免制冷及水循環等結構運行中產生問題。

其次，在高層建筑暖通設計中，應重點設計的內容為供水、回水管路的處理，總壓力表的設置，溫度測量，除污設備的合理選擇和應用等方面。這些設計在落實和完善中，要根據高層建筑結構特點及功能要求進行全面分析，準確檢測相關數據內容，以保證日后的正常供暖。

最后，開展通風與防火結構的設置，避免暖通空調系統因故障或外界因素影響而產生爆炸等危險事故。設計人員需要根據建筑結構特點進行優化布置和科學處理，尤其要對防火閥門的選擇、通風管路的設置加以嚴格把控，以避免意外問題的出現，增強通風效果，有效控制危險事故的發生[2]。

3 高層建筑暖通設計的主要內容

3.1 防排煙系統設計

結合國家建筑防火的規定和標準要求，在國家一類公共建筑中，建筑高度在100 m 以下的居住建筑，可采取打開挖創的方式實現排煙功能。不能自動排煙的樓梯間和防煙前室、消防電梯前室或合用前室、避難層等均需設置獨立運行的機械加壓送風系統。建筑中，無法滿足自然排煙要求的內走道、商場、房間和地下車庫均需依據防煙分區設置機械排煙，采取有效的補風措施，防排煙分區不能跨越防火分區。

排煙系統的內走道、房間和商場的防煙分區面積控制在500 m2以內。排煙風機排煙量需取最大防排煙分區的面積，且每平方米以120 m3/h 計算。地下車庫要依據防排煙分區的要求，獨立設置機械排煙和排風系統，防煙分區面積控制在2 000 m2以內，排煙量必須滿足規定要求。機械補風系統的補風量控制在排煙量的50%以上[3]。

3.2 通風系統設計

建筑物通風需以自然通風為首選，如自然通風無法滿足規定要求，或無法實現自然通風時，可設置機械通風。對重點區域設置事故通風系統，事故通風系統的排風量和換氣次數需在12 次/h 以上。事故通風要結合放散物的類型設置檢測報警和控制系統，在室內外設置通風機手動控制裝置和系統。

3.3 采暖空調系統設計

3.3.1 冷熱源設計

項目所處的地區市政集中供熱及空調形式，采用地源熱泵、風冷熱泵還是多機聯動系統均是設計中的重點。勘察建筑周邊的地形條件及自然環境。結合建筑物的功能、應用要求和運行費用選取冷熱源，做好設計工作。

3.3.2 水系統和風系統設計

建筑高度超過50 m 時，采暖系統要設置在不同的區域，如建筑高度超過100 m，則建筑空調系統應采取分區設置的方式。住宅取暖需采用分戶計量的雙管同程式系統。季節性空調要落實兩管制。季節和標準要求較為嚴格的采暖設施可以四管制供暖方式維持供暖效果。在中央空調式的小型辦公室、酒店客房，可使用風機盤+獨立新風系統，商業、餐廳和多功能廳等高大的空間可設置空調系統和熱帶回收新風換氣系統。

4 高層建筑暖通設計中的問題

高層建筑設計具有復雜性，影響因素較多。所以在高層建筑暖通系統設計中，設計人員必須認真分析現有問題，確定問題成因，從而改善建筑暖通設計的整體水平。

4.1 不重視節能環保

建筑行業是典型的高能耗產業，如某個細節把控不嚴，則會增加材料及能源消耗，甚至產生嚴重的環境污染。所以建筑設計中，應樹立環保意識，融入節能環保理念，降低能耗，減輕工程建設對周邊環境的負面影響。高層建筑暖通設計是建筑設計中十分重要的一環。設計人員要樹立正確的環保觀念，基于資源配置、環境保護的視角明確設計的主要內容，加強建筑節能的整體效果，提高高層建筑利用率。但是基于當前實際，設計人員并未樹立較強的環保意識，暖通設計中忽視了環境保護和節能減排。即便建筑符合暖通設計的使用要求，也會受到高能耗的影響，降低建筑的環保性[4]。

4.2 空氣參數不合理

暖通設計規范中明確了室內空氣溫度標準，實際暖通設計并未達到既定的參數標準。如某高層建筑冬季測定室內溫度時發現，規范要求室內溫度超過25 ℃，實測溫度則為20 ℃。廚房規定溫度在15℃以上，實測的溫度僅為5 ℃。上述參數充分證明建筑暖通設計中，在空氣參數選擇方面存在著明顯問題。

4.3 通風系統設計有待完善

通風系統在暖通設計中也存在著較為明顯的問題。如某38 層辦公建筑中，風管防火閥的數量不足，部分防火閥僅采用單側設計形式。保溫材料選擇不合理也是較為明顯的問題。該辦公建筑主要采用低溫送風模式。設計人員依然按照過往經驗進行送風設計，這增加了風管的冷負荷損失。應用冷負荷指標預估設備負荷，與實際消耗的負荷產生了較大差異，暖通能耗也隨之增加。

4.4 系統管路配置亟待優化

高層建筑的功能模塊較多，暖通系統管路較長，同時在建筑內部的分布也相對復雜。暖通管理存在著明顯的配置問題。該類問題主要集中于立管和支管兩個部分。散熱器配置的立管和支管需要獨立設計。很多高層建筑工程建設的過程中，為嚴格把控工程工期，相鄰散熱器共同使用一根立管，最終管路配置的過程中出現了交叉問題，削弱了管理的有效性。

4.5 設計圖深度有待提高

高層建筑暖通設計中，雖然國家對設計內容給出了較為詳細的規定，但是在日常工作中，部分企業出現了很多并未嚴格按照規定要求設計的現象。如供暖系統圖、通風空調平面圖和供暖平面圖等。這些圖紙均未按照規定要求詳細標注，且立管也并未采取編號處理。部分企業甚至未完成圖紙設計。上述現象均不能滿足工程建設和施工的各項要求，對高層建筑暖通工程的施工質量也產生了較大的影響。

5 解決高層建筑暖通設計問題的對策

在高層建筑暖通設計的過程中，需要應對的問題尤為復雜。為最大限度地減少設計問題對環境的負面影響，設計人員需要依據設計中存在的主要問題，采取切實可行的應對和處理措施。

5.1 重視暖通設計節能減排

暖通設計損耗較大是十分常見的問題，一方面會阻礙高層建筑的穩定運行，另一方面也會浪費大量的能源，不符合低碳環保的建設要求。所以，高層建筑暖通設計中，應結合節能減排的基本理念和原則，基于節能視角展開深度分析，選擇更為科學合理的設計結構及技術設備，從而為暖通系統的平穩運行奠定堅實的基礎，提高能源利用率。由于高層建筑暖通工程具有復雜性和系統性，所以要求設計人員將節能問題作為關注的焦點，保證能源消耗與工程經濟性高度吻合。也就是說，在高層建筑暖通設計中，務必嚴格按照規定要求，提高設計水平，最大限度地解決能耗問題[5]。

5.2 合理設置空氣參數

高層建筑的樓層較多，面積較大，在暖通空氣參數設計的過程中需要全方位考量諸多因素的影響，如墻體保溫性能、熱供應能力等。當地供電概況也會對暖通系統運行能力產生較為顯著的影響。暖通系統在高層建筑運行的過程中，空氣參數必須全方位滿足規定要求。為此，設計人員先要開展技術分析，之后進行參數設計，深度探究高層建筑的暖通系統空氣參數設計的科學性與合理性。如低溫范圍為30～40 ℃，熱煤需在65 ℃以下。水溫差設計的范圍控制在10～17 ℃，系統壓力不得大于0.8 MPa。供熱管道與建筑外墻間的距離控制在70～100 mm。供熱管路的間距為150～300 mm。地暖系統設計的地面設計厚度控制在80 mm 以上。

5.3 提升通風系統設計水平

暖通系統設計中，通風系統占據重要位置，設計人員既要保證通風系統設計水平，又要高度關注通風系統與其他系統間的默契配合。通風設計的過程中，務必嚴格按照實踐原則展開作業，不得出現預估和計算不準確等問題。此外，依據通風系統設計方法組織各項工作。認真評估通風系統設計的綜合效益，保障通風系統設計的科學性與合理性。

5.4 優化系統管路配置

在高層建筑暖通設計的過程中，要高度重視管路間的優化配置，依據規范要求，合理分配管路，嚴格按照系統的規范和要求，不得出現混接和交叉等不符合規范的設計形式，確定支路和管理設計的具體方式，按照暖通設計和運行功能，改善管路的配置及控制能力，增強管路配置的科學性與規范性。

5.5 完善暖通設計

若想提升高層建筑暖通設計水平，應該完善暖通設計，確保暖通設計的整體效果。高層建筑暖通設計一方面要遵循工程的建設要求，另一方面需確保暖通設計具有充足的依據，預測未來可能出現的變化，保證設計圖的深度。如果無法按照標準開展暖通設計，企業則需要在設計中明確設計參數，以加強工作的準確性，防止發生不必要的資源損耗。

6 結語

高層建筑暖通設計尤為復雜，設計中應全面分析常見問題，提出切實可行的解決對策，合理設置空氣參數，注重暖通設計的節能減排，提高通風系統設計水平，為住戶打造更加安全、舒適和宜居的環境。將節能環保理念融入暖通設計當中，從而推動綠色節約型建筑的順利發展，加快環境友好型社會的前進腳步。