高层建筑暖通空调设计要点研究

(整期优先)网络出版时间:2021-02-24
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高层建筑暖通空调设计要点研究

聂英武

青矩工程顾问有限公司

摘要:近年来,随着人们生活水平的提高,对高层建筑的要求也越来越高。随着新时代的到来,人们的生活质量得到了相应的改善,而在这种发展环境下,人们越加注重自己的生活舒适感,与此同时,也加大了自己对暖通空调的需求量。换句话说,暖通空调设计的好坏,将直接影响着人们的生活质量。因此,在高层民用建筑上应用暖通空调,一定要深入思考空调的设计标准,制定科学合理的设计方案,处理好相应的问题和矛盾,确保方案的可实施性,为暖通空调更好地施工提供了便利的条件。

关键词:高层建筑;暖通空调;设计要点研究

引言

对于高层建筑来说,由于建筑高度较高,因此暖通空调的设计也相对复杂,若设计不当就会造成暖通空调出现质量问题,从而影响建筑功能,甚至引发安全事故。其常见问题包括计算供暖负荷时容易出现遗漏,造成系统投产使用后预估值以及实际温度偏差过大。由于高层建筑风口管道多,如果设计人员没能考虑到项目的实际情况,规划设计时缺乏可靠依据,就会容易发生漏风现象。因此要重视暖通空调的每一个设计环节,严格控制设计要点。

1高层民用建筑暖通空调设计存在的问题

相信大家都很清楚,在建筑行业的施工过程中,所需能源和材料较多,这不仅仅会浪费能源材料,还会对环境造成一定程度的污染。这就需要设计者,在设计在高层民用建筑时,对节约能源这一问题加以重视,并综合考虑各方面的因素,再去进行建筑施工。如果设计者忽略了这一问题,就很容易影响生态平衡,并且不能实现资源的合理利用。所以,高层民用建筑暖通空调的设计者,一定要具备良好的环保意识,在暖通空调的设计过程中,融入自己的环保理念,避免产生能源消耗等问题。社会环境是我们所有人的生存空间,那么,在开展任何工作时,都要以保护环境为基础。一些高层建筑,在进行暖通空调设计时,都需要综合多方面因素去考虑,室内的供暖系统,既要求美观性、实用性,还要保障室内外各个线路连接的合理性。假如高层建筑有较多的使用入口,则需要设置很多环路,这种状态下,就很可能忽视了建筑内外的连接。这就会严重影响到整个建筑系统的供热环境,造成能量的大量损耗,导致整个高层建筑的供暖质量降低。高层民用建筑在施工之前,都需要设计人员先进行图纸的绘制,这是对暖通工程的运行保障,同时也是保障其正常施工的关键因素。但是,一般暖通工程的岗位较多,同样,需要人才的数量也会随之增多,那么,有很多设计人员设计的并不标准,就会导致一些比较复杂的工程,出现设计不够合理的情况。到了正式施工时,这些不合理的地方,就会凸显出一定的问题。所以,设计人员在画图过程中,也应和实际施工情况相互结合,只有这样才能完美发挥自己的设计理念,避免再次出现施工质量不合格等问题。

2高层建筑暖通空调的设计原则

2.1保证实用性

在暖通空调设计上,项目存在“一刀切”的问题。设计人员要根据工程实际条件进行设计,应考虑到工程所在地的气候条件,提高建筑宜居性。设计单位提高机组容量,保证建筑工程使用负荷得到满足,虽然这一设计思路前期投资成本高,但项目性能和后期运维压力能得到缓解,便于建筑后期的管理。目前暖通空调系统自动化水平逐渐提高,设计人员要积极组建空调系统和建筑移动网络,为自动化功能奠定基础,以便于暖通空调出现内部故障时,可利用数字控制系统进行筛查和检修,提高暖通工程的实用性功能。

2.2安全性

暖通空调作为高层建筑的组成部分,其安全性也是影响高层建筑安全的重要因素。总体来讲,高层建筑安全包括五个方面,一是防火、二是环境、三是系统设备、四是人员、五是重要设备物品环境,暖通空调是高层建筑的重要系统,需要保障其运行安全以及所处环境的安全,因此,在设计过程中要以安全为基本前提选择合适的位置、设计合适的系统构成。

3高层建筑暖通空调设计要点

3.1合理进行负荷计算、水力计算

空调和制冷技术手册、空调制冷手册等提出办公类冷负荷指标为94-163w/m2;商场类建筑夏季冷荷载概算指标为210-240w/m2。不过,实际设计时经常出现空调装机容量较大的问题,这个是因为各种安全参数影响导致单位空调面积的制冷机装机容量大于手册冷负荷概算,超出运行中单位空调面积峰值冷量。同时,设计师以负荷指标估算方法为主导致制冷机装机容量过大,初期经济投入过高。水泵扬程选择不合理也是主要问题,由于设计差别较大导致参差不齐,比如:某项目冷却塔在90m高房顶,冷却水为闭式循环系统,设计师稳选择水泵扬程过程中错误的将高程加进了水泵扬程内,造成水泵扬程达到95m。

3.2完善空调控制系统

完善暖通空调系统的网络控制系统,空调自动控制系统采用DDC系统(直接数字控制系统),并把空调DDC系统纳入大楼BAS系统中,用DDC现场控制器代替常规仪表,计算机语言模拟实现常规仪表的控制功能,并与中央电脑通讯。DDC系统可控制设备启停(如冷水机组、水泵、风机、冷却塔等的启停),可对设备状态进行监视(如通过水流开关、风压差开关、电气接触器来监视),可对各种参数进行监测及控制(如温度、湿度、风道静压、水压等),可对冷热量及耗电量的瞬时值及累计值进行记录及显示。从监测与控制上为后期运行及维护带来巨大的方便,以获得可观的管理效益或节能效益。

3.3节能设计

在建筑能耗中,空调系统是一个高能耗系统(约占建筑能耗的60%),高层建筑暖通空调系统在运行的过程中会产生大量的能耗,这种情况会提升高层建筑运行成本,同时,建筑能耗的增加会加剧我国的能源压力,对社会的可持续性发展尤其不利。针对我国当前的能源紧缺现状,建筑能耗的降低势在必行,在当代的高层建筑暖通空调设计过程中,除了要保证暖通空调系统功能可以正常发挥之外,还需要融入节能理念,注重暖通空调系统运行过程中产生的能耗,实现节能性的暖通空调设计。

3.3.1围护结构节能设计

高层建筑空调负荷中,通过维护结构传热产生的冷负荷约占标准层或办公室总负荷的50%,故建筑被动节能设计对空调系统尤为重要,我们要尽可能的与建筑师沟通提升外围护结构的隔热性。

3.3.2室内设计参数的选择

有研究表示,在供热时房间设计温度若高于所需舒适温度(如室内20℃,室外-10℃)1K将引起的能耗增加约占供热季节热源机组侧能耗的9%左右,在供冷时房间设计温度若低于所需舒适温度(如室内23℃,室外35℃)1K将引起的能耗增加约占供冷季节冷源机组侧能耗的16%左右。所以,合理选择室内设计参数至关重要,不能一味追求“效果”。

3.3.3设备的选择

一个完整的空调系统一般包括冷热源设备、输送设备、热交换设备、末端空调设备、能力回收设备及自动控制设备等,为了减少能量消耗,在经济合理的情况下,应尽可能选用效率高、技术先进、负荷调节性能好的设备。如水泵在供冷时约占制冷机组侧平均能耗的15%左右,在50%设计负荷时:采用定速水泵的水泵能耗约为满负荷时的77%,采用变频水泵的水泵能耗则约为满负荷时的59%,采用变频水泵减少了水泵输送费用,节能约18%。所以,合理采用变频水泵有较好的节能意义。另根据项目所在地气候条件及能源情况选择合适的冷热源系统均严重影响空调系统的能耗。

3.3.4系统及控制的选择

我们在设计空调系统的过程中,根据实际情况,可考虑如大温差送水、变水量系统、设二次泵等形式来减少水系统输送能耗,可考虑采用大温差送风、低速送风、变风量送风、利用回风消除室内照明散热等方式来减少末端能耗,可考虑使用CO2浓度监测控制室外新风量来减少新风负荷。上述系统设置后需达到理想效果需要配备的自控系统,目前由电脑进行数字程序控制的方法已被广泛采用。

结语

由上可知,高层民用建筑对空调的需求较大,所以,存在的注意事项也就比较多。在设计过程中,应与民用建筑的实际情况相结合,提高设计人员的技术水平,保证其设计标准,使设计方案更具规范性,从而满足高层居民建筑的实际需求。

参考文献

[1]董金虎.高层民用建筑暖通空调设计注意事项解析[J].建材发展导向,2019,017(002):131-132.

[2]谢永军.绿色民用建筑暖通空调设计技术分析[J].山西建筑,2019,045(007):151-152.