高层建筑暖通空调设计要点浅析

高层建筑暖通空调设计要点浅析

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摘要:高层建筑是建筑行业不可或缺的重要组成部分,作为暖通专业的设计人员,我们必须在设计阶段就要积极做好本专业的设计工作,不断地完善并提高设计水平和质量,采用先进的技术理念,科学的方案设计,并积极响应、贯彻落实国家节能环保、绿色建筑等一系列政策,为人们提供更为舒适、健康的办公和居住环境。

关键词:高层建筑;暖通空调设计;要点

引言

随着我国建筑工程行业的深入发展,高层民用建筑也成为当前较为主要的建筑工程形式,这也为暖通空调设计行业的发展提供了更多的发展机遇。然而在当前,我国高层民用建筑暖通空调专业在设计之中还存在着一定的问题,导致暖通空调体系无法发挥其应有的作用。这就要求设计人员能够明晰暖通空调设计的关键所在,不断地对设计方法进行完善和优化,提升暖通空调的设计质量,确保暖通空调设计能够在高层民用建筑之中发挥其根本的效力,促进我国建筑工程行业的深入发展。

1暖通空调类型

虽然暖通空调有着繁多的种类和模式,但大致可以按作用对象、空调设备的设置情况以及输送介质分为三大类。按作用对象分为舒适性空调和工艺性空调。其中,舒适性空调以人为服务对象,主要控制室内的温度、湿度和风速;而工艺性空调则是为了满足工艺需求的目的,主要控制室内的温度、湿度、洁净度、风速、噪音等。按空调设备的设置情况分为集中式空调系统、半集中式空调系统和全分散式空调系统,各系统根据空气处理设备、冷热源设备和风机的设置位置进行分类。按负担室内空调负荷所用的介质分类,又包括全水系统、空气–水系统、全空气系统、以及制冷剂系统。其中,全水系统指的是室内的热、湿负荷全部依靠水作为介质来负担的系统,当然有些空调系统还搭载了重力循环室内末端系统。由于全水系统不能解决室内通风换气的问题,在使用中难免受到一定的局限性,一般不单独使用。空气–水系统是指室内的热、湿负荷同时由经过处理的空气和水来负担的系统,利用冷水带走空调多余的热负荷,利用空气完成通风,净化了空气质量,减少了室内空气中的湿热,此外空气还具备提供额外冷却显热的能力。全空气系统则是室内热、湿负荷全部由经过集中处理的空气来负担的一种系统,在运行的过程中,人们对空调的所有要求即除湿、冷却、加湿、加热全都可以用送风的方式来满足。制冷剂系统也称多联机式空调系统,是利用放在室内的蒸发器吸收余热余湿的一种调节系统,由一台室外机通过制冷剂管路向若干室内机输送制冷剂的液体或气体,通过调节制冷剂的流量,来满足室内冷、热负荷的要求。

2暖通系统设计原则

2.1可行性与可靠性

设计人员须将空调系统能否满足通风与采暖的要求当做是首要考虑的问题。方案不但须满足国家对高层建筑空调系统的现行规范和标准,还应当满足当地有关部门的相关规定,如环保、绿建等要求。此外设计方案还要考虑与空调系统相关方面的要求,如供热、供水、供气、供电等项目,兼容这些条件的变化和使用周期。另外对于有着较高温、湿度要求或是特殊工艺要求的暖通空调项目,还要根据全年工况,包括室外气候条件适应性等进行分析。对于无法用标准方案、标准设备的情况,应提出更为详细和明确的参数资料,确保参数的合理性与科学性。当然机房面积是否合理同样是评判方案可行性、合理性的重要因素,特别是对于那些建筑面积紧张的改造工程而言,更是如此。

2.2经济性

这一问题是绝大多数高层建筑在设计暖通空调时都必须着重考虑的问题。方案设计者必须要慎重考虑,在同等条件下分析和比较,以便确保所选方案有着更为严谨的合理性及科学性。一般来说,一次性投资往往是投资方关注度最高的问题。因此一次性投资的计算必须要保障不缺项漏项,尽量做到严格且精准。一次性投资内容包括工程安装、工程管理、施工管道投资、材料投资、设备投资、水处理投资、配电控制投资、室外管线费用、机房土建的投资等。因为不同厂家所生产的同规格型号的设备价格不尽相同,所以在确定方案的时候还要深入的分析,在对比和计算的过程中尽量采取更合理的价格。

2.3操作性与调节性

确定高层建筑空调容量的依据为气象条件,也就是说空调系统必须具备良好的调节能力,以便满足与适应各种负荷变化的需求。空调管理是否方便和自动控制级别、系统有很大关联,在设计的过程中必须根据实际要求与情况来确定。空调系统应当利用自动控制系统、智能系统来减少操作人员拟合管理人员劳动强度和数量,在降低人工管理、操作费用基础上,保障空调管理效率。但随之带来的问题便是一次性投资会急剧增加,且对管理者和操作者提出了更高的水平和要求。所以暖通空调系统的设计,不但要保障工程项目科学合理,更要兼顾自动控制能力,当然系统应在满足应用要求的基础上尽量简化,这样才能够不违背系统可靠性和经济性的要求。

3高层建筑暖通空调设计要点

3.1暖通空调体系的规划设计

所谓的暖通空调规划设计,即是指相应的技术人员,根据工程项目的实际情况和建筑使用者的实际需求,对于暖通空调的设计进行相应的优化,使其能够全面满足建筑使用者的根本需求。比如说,高层建筑物室内能源消耗量较低,环境较好,那就需要设计人员将风量调节能力较强的送风系统与除湿系统设计到暖通空调系统之中,同时按照相应的需求,对于设备散发的热量进行全面的平衡。在冷辐射吊顶系统的设计过程之中,需要对送风系统进行全面设计,使室内的空气质量能够达到我国现行的相关标准与规范要求,进而确保能够为建筑物的使用者提供一个良好、安全的居住环境。此外,在进行设计的过程之中,设计人员应该能够在设计方案完成后,进行方案的优化和调整,确保设计方案有着较高的实用性和经济性。尤其是电气专业在进行配电系统设计时,要综合考虑到线路布置的实际情况、资金使用情况以及后期运行管理费用的投入情况,采取有效的调整措施对暖通空调的施工成本进行有效的管控,尽可能减少经济浪费的情况发生。同时,在规划设计的过程之中,设计人员也要综合考虑到暖通空调设计的环境效益与节能效益,提升多种资源的利用效率,使高层民用建筑的暖通空调设计更具可行性和合理性。

3.2暖通空调体系的热源设计

在高层民用建筑之中,暖通空调的热源应该与建筑物之内的其它设备、设施相匹配,防止出现个别相互影响的情况。对于暖通空调的热源来说,最关键的一点在于热源泵的选择。设计人员在选择热源泵时应该参考类似工程中实际应用的情况,选择市场上较为常见的规格与性能优良的设备,进而达到节能降耗的根本要求。对于暖通空调的热源系统而言,较为常用的热源泵有地热源泵、空气源热泵和水源热泵。地源热泵的节能效果较好,系统维护费用低,但是容易造成“土壤热不平衡”,影响周围生态,对于地源热泵的应用是有局限性的。在当前可持续性发展战略的不断部署之下,空气源热泵等热泵形式的应用逐渐增多,这种热泵的要点在于对于大自然能量的吸收,同时在热量供应的过程之中不会产生污染物,有着较高的环保效益,然而缺陷在于其热转换的效率较低。水源热泵虽然克服了空气源热泵因供热量随着室外气温降低而减少和结霜的不足,且运行可靠稳定,高效节能,环境效益显著,但却受到水源条件和投资经济性的限制。设计人员应该根据建筑物和使用功能的负荷需求,进行详细的调研,进而选择符合需求的热源形式进行设计,从而提升设计方案的科学性和合理性。

3.3暖通空调的节能设计

节能设计是当前高层建筑暖通空调设计的核心内容。在当前社会经济不断发展的大环境之下,高层建筑也在不断地高速发展。高层建筑的建筑规模不断增大,楼层也越来越高,整个建筑物内暖通空调体系正常运行需要的能耗也越来越大。这也就需要设计人员在设计暖通空调时,选择更加节能环保的设计方案,考虑到热量输送过程之中的能量损耗,提升热源的利用效率。同时,在设计之中,采用相应的温度控制设计,使用智能化的温度调节系统,控制热源输送过程之中的相应阀门,不断的对动力传输装置进行优化设计,进而提升暖通空调节能设计的质量。

结束语

随着城市现代化进程的日益加快,高层建筑得到了空前的发展,比如地标建筑、酒店以及高级写字楼等都是以高层建筑为主。高层建筑不仅需要保证其质量和安全,还必须要实现高层建筑工程的功能性和舒适性,做好暖通空调设计能够实现高层建筑的基本功能,最终促进高层建筑的可持续性发展。

参考文献:

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[4]赵青学.高层建筑暖通空调设计要点分析[J].居舍,2018(25):127.

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