高層建筑暖通空調設計要點分析

覃虎 蒙蓉

在進行高層建筑設計時，暖通空調屬于非常重要一項內容，設計人員要嚴格遵循設計原則，對空調系統運行期間可能出現的問題進行預測，并且制定針對性解決措施。設計人員還要從綜合層面上，對空調安裝位置進行合理布設，并構建智慧管理系統，要在滿足建筑物功能發展需求基礎上，進一步提高系統運行控制水平。設計人員還要對居住人員需求進行全面了解，在此基礎上對空調系統功能進行完善和優化。本文就高層建筑暖通空調設計要點進行相關分析和探討。

在當前科技背景下，信息化技術及相應產品已經融合到建筑設計過程中，提高了建筑物智能化運行水平。但在對暖通空調進行優化設計時，各項理念尚不完善，實際設計措施也存在較多問題。設計人員需要積極積累經驗，引進最新設計思維和方法，并且提高自身能力水平，才能降低空調系統故障問題發生幾率。在開展設計工作時，設計人員可以借助智能軟件，對現有設計內容進行模擬分析，從而對設計缺陷問題進行及時發現，并制定針對性修改措施，確保方案內容更加科學合理。

一、暖通空調主要類型

目前在進行暖通空調系統設計時，主要包括全空氣暖通空調和全水暖通空調等類型。全空氣暖通空調應用范圍比較廣，一些大型商業建筑中多數采用了這項空調系統，這種空調系統是通過對室內環境空氣進行調節，實現溫度調節目的，系統運行原理是通過氣壓機設備對空氣進行調節。全水暖通空調系統與全空氣暖通空調系統功能存在一定相似之處，可以通過水源熱能進行空氣調節，這種系統在使用時具備較多優勢，可以滿足大多數居住人員應用需求。與其他類型空調系統相比較，空調系統操作形式更加靈活，后續在對系統進行改造時，各項工作開展也比較方便，不需要投入較多人力和物力資源，就能實現各項操作。

二、高層建筑暖通空調設計問題

1. 設計方案存在不足之處

一些設計人員在對暖通工程進行設計時，受到傳統理念影響，沒有深入到現場對區域內環境情況以及氣候特點、水文狀況進行全面了解，在開展設計工作時也沒有嚴格遵循設計原則，導致設計方案內容不夠合理，增加了投資成本，還會引發安全性問題。例如在對地源熱泵系統進行設計時，設計人員沒有對各方面影響因素進行全面考慮，系統在運行期間無法滿足同一水層回灌需求，也無法將制冷調節劑控制在合理流量范圍內，導致室內環境容量負荷過大，引發了安全事故問題。在開展設計工作時，設計人員也沒有對各項設備參數進行合理設置，一旦管道體積過大，就會增加暖通空調安裝難度，還會引發空間浪費問題。設計人員沒有做好實地考察，盲目開展設計工作，導致設計方案內容與實際情況存在較大差異，無法為系統安裝和調試工作開展提供有效支持。設計人員沒有對不同類型暖通空調系統特點全面了解，也沒有根據室內外環境特征，對空調系統運行期間可能出現的問題預測分析，就難以借助設計方案，為后期空調安裝以及維護工作開展提供有效支持，這也會對系統運行產生較大影響。

2. 設備選擇存在問題

目前在進行高層建筑設計時，樓層數比較多，且整體體量過大，內部結構更加復雜。在對空調系統進行設計時，如果設計人員沒有從多個角度對影響因素進行全方位考慮，也沒有制定針對性防火措施，就會導致系統在運行期間存在較多安全隱患。在對設備進行選擇時，設計人員沒有根據各方面要求，對設備規格和型號進行具體選擇，更沒有從綜合層面上對設備安裝位置進行合理布設，設計人員也沒有制定合理保護措施，對設備進行全面防護，設備運行存在較多問題，會對系統使用產生較大影響。例如在進行循環水泵選擇時，水泵型號不符合系統運行需求，設計人員也沒有根據建筑實際運行情況，對水泵容量進行科學選擇，水泵體積過大會導致熱負荷數值計算不夠精確。在開展計算工作時，要將靜水壓力數值納入到阻力數值中，如果水泵容量過大，會導致提取的參數不夠精確，會引發計算誤差等問題。因為當前市場上可供選擇的設備類型比較多，且設備更新速度比較快。設計人員在對設備選擇期間，沒有對各方面要求充分考慮，一旦選擇的設備自身存在缺陷問題，就會對空調系統運行產生較大影響。實際上設備運行環境也會對設備功能發揮產生影響，如果選定設備之后，設計人員沒有根據設備結構特點對環境優化，會降低設備運行效率。

3. 設計方法比較落后

雖然大多數設計人員在對高層建筑暖通空調系統設計期間，已經提高了對這項工作重視程度，也積極學習了新型設計知識和技術。但因為實際設計期間，會受到各種因素影響，容易出現設計缺陷問題。如果設計人員沒有拓展設計思路，也沒有根據設計目標要求，對現有設計方案內容持續更新和優化，就無法從根本上提高設計方案應用可行性，還會對空調安裝作業開展產生一定影響。設計人員在對現有設計方案檢驗和分析時，沒有積極引進信息化技術構建數據模型，難以通過可視化展現以及仿真模擬，對設計缺陷問題及時發現和解決，會在一定程度上降低設計方案應用效果。在對現有設計技術更新時，設計單位沒有加大資金投入力度，導致現有的設計水平落后于建筑工程發展速度。尤其是在對線路布設時，如果設計人員沒有深入到現場，并根據勘查數據對設計方案內容持續調整，就無法從整體層面上提高線路鋪設合理性，還會導致設備安裝位置出現誤差。線路和設備運行期間一旦出現交叉碰撞問題，就會對暖通空調系統功能發揮產生影響，還會引發系統損壞問題。設計人員在對暖通系統運行情況監測時，也沒有積極引進信息化技術構建在線監控系統，無法及時發現系統運行期間存在的各項問題，難以為系統功能優化提供數據支持。

三、高層建筑暖通空調設計要點

1. 嚴格遵循設計原則

設計人員在開展工作時，首先要嚴格遵循節能性原則，因為暖通空調功能比較繁雜，在運行期間能源消耗總量較多。設計人員要在保證暖通空調功能正常發揮基礎上，最大限度降低設備運行能耗，才能提高建筑物節能運行效果。設計人員需要對現有節能設計理念進行積極探索和實踐，在開展暖通空調設計工作時，需要對線路敷設長度進行嚴格控制，減少線路浪費。設計人員要使用不可再生能源，替代可再生能源，并且構建高效熱回收系統，通過引進地源熱泵節能技術以及變頻技術等節能技術，提高系統環保運行效果。設計人員還要嚴格遵循經濟性原則，在對暖通工程進行設計時，不僅要提高工作開展質量，還要對各方面建設成本進行充分考慮。例如人員可以對市場以上一些新型綠色材料和設備進行重點關注，在對各項物料進行選擇時，需要貨比三家，從中選擇性價比更高的物料。設計人員要嚴格遵循可調節性原則，因為暖通空調建設成本比較高，后期在對各項設備進行更換時具備一定難度，所有設備更換都會增加投資成本。因此設計人員在初次設計時需要嚴格遵循可調節性原則，要為后期改造和擴建預留充足空間。

設計人員可以根據建筑物施工地區環境特點和氣候特征以及負荷要求，對空調功能進行全面調節，可以設置人工調節和自動調節兩種方式。自動調節運行成本比較高，但控制效果更好，人工調節建設成本比較低，但可能會出現一定失誤問題。設計人員可以根據暖通空調系統用途以及設計要求、投資成本，對空調功能進行科學設計，并且選擇匹配度最高調節方式。設計人員在開展這項工作時，還要嚴格遵循規范性原則，設計人員要根據建筑設計規范，對系統進行定性分析，可以按照建筑結構特點以及樓層結構類型等因素，對建筑性質進行科學判斷，在此基礎上制定針對性設計方案。設計人員還要對居住人群個性化要求進行深入研究，要根據建筑物內部用戶數量和不同季節、不同時段空調設備使用頻率進行系統需要分析，在此基礎上制定相對應設計方案，要保證空調系統在使用時更加規范合理。設計人員也要嚴格遵循安全性原則，因為高層建筑與常規建筑設計內容存在一定差異，高層建筑存在較多安全隱患，在對系統進行設計時，要將安全性能作為核心設計內容。

2. 選擇合適設備

在對各項設備進行選擇時，設計人員必須嚴格按照系統運行需求，對設備規格和型號進行具體選擇，還要制定針對性防護措施，確保設備在使用時更加安全穩定。例如設計人員要對空調負荷進行科學計算，在此基礎上對設備容量進行適當調整。在對系統負荷進行計算時，設計人員首先要對施工現場外部環境和內部環境的特點進行全面了解，因為民用建筑類型比較多，冷負荷參數設置存在一定差異，設計人員需要根據空調系統實際裝機容量，對各項參數進行全面提取，避免在設計期間出現失誤問題。設計人員可以對單位建筑面積容量負荷指標進行全面提取，將其作為采暖冷熱負荷計算依據，在開展計算工作時。還要對各項數據進行全面記錄，確保最終計算結果更加正確全面。

一旦在開展計算工作時出現數據誤差等問題，就會導致系統制冷機裝機容量比正常數值過高，引發負荷估算偏大等問題，會增加系統投入成本，還會引發資源浪費等問題。設計人員在進行參數設置時，需要對建筑物內部所有情況進行綜合考慮，要保證空調系統單位制冷面積符合設計規范，還要借助智能化軟件，對各項數據進行全面提取和計算，避免出現數據誤差等問題。空調系統運行期間單位制冷面積中產生的冷風量，一旦出現超標問題，就會對設備險情產生不良影響。因此設計人員需要根據建筑負荷持續峰值，對冷機負荷率進行科學計算，還要明確cop數值。在開展暖通空調負荷計算工作時，需要保證各項工作在開展時更加規范合理，才能提高最終計算結果準確性，并將其作為設備選型主要依據。

3. 創新設計方法

在開展設計工作時，設計人員還要根據各方面要求，對現有設計形式進行創新和優化，才能提高空調系統運行安全性和穩定性。在對空調線路進行設計時，設計人員可以從綜合層面上對線路進行科學布設，借助線路實現設備之間串聯連接。設計人員還要根據建筑空調型號和負荷數值，對電纜材料進行科學選擇，要保證電纜材料在使用時，能夠發揮更大作用。在對系統設備和管道標高進行規劃時，需要保證標高數值更加合理，還要促進設備穩定運行，避免引發短路等問題，因此要盡可能避免出現線路交叉等設計缺陷。設計人員在對系統功能進行優化設計時，需要從各個層面對安全隱患問題進行全面預防。設計人員要對系統安全性系數進行全面分析，還要定期對系統功能進行升級，確保系統能夠始終處于穩定運行狀態，在對系統顯性故障問題和隱性故障問題進行處理時，需要制定應急預案，一旦發現系統出現問題，要立即對影響范圍進行全面控制。

因為暖通空調系統內部結構比較復雜，如果無法對故障問題進行及時發現和處理，會引發設備損毀等問題，還會增加資源浪費問題發生幾率。因此設計人員在初期開展設計工作時，就要借助BIM技術構建數據模型，要對現有設計信息進行整合應用和高效共享，為各個專業設計工作開展提供有效支持。各個專業設計人員也要互相配合，在對現有設計參數進行更改時，需要借助模型對所有存在關聯的信息進行及時更新。設計人員還要借助模型開展可視化模擬操作，要對系統運行效果進行分析，如果發現系統運行存在缺陷問題，要對其進行及時調整。設計人員要做好系統運行環境控制，要保證系統能夠始終處于安全運行環境中，還要消除各方面潛在危險因素。例如外界環境溫度和樓道寬度，都會對系統運行產生一定影響，設計人員需要對各方面影響進行全面消除。

四、結語

綜上所述，在對高層建筑暖通空調進行設計時，對設計人員能力提出了較高要求，設計人員需要與時俱進，積極學習一些新型設計知識和技術，提高設計工作開展質量和效率。設計人員要深入到現場，對區域內情況進行全面了解，在此基礎上對現有設計內容進行適當調整，確保設計方案在應用時，具備更高可行性，還要在保證設計質量基礎上，盡可能降低整體投資成本，為智能建筑規范化運行提供有效支持。設計人員要將節能環保理念融合到設計工作各個環節中，降低建筑運行對周邊環境破壞和污染。