發(fā)布時(shí)間：2021-11-30所屬分類：建筑師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：隨著人們對(duì)建筑環(huán)境的要求不斷提升，暖通空調(diào)系統(tǒng)已成為高層建筑的必備部分，而設(shè)計(jì)方案是暖通空調(diào)系統(tǒng)施工與應(yīng)用的關(guān)鍵。以高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)為研究對(duì)象，分析其存在的問(wèn)題，并結(jié)合工作實(shí)例，給出了相應(yīng)的解決措施，以期提高暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)水平，為建筑用戶
摘 要：隨著人們對(duì)建筑環(huán)境的要求不斷提升，暖通空調(diào)系統(tǒng)已成為高層建筑的必備部分，而設(shè)計(jì)方案是暖通空調(diào)系統(tǒng)施工與應(yīng)用的關(guān)鍵。以高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)為研究對(duì)象，分析其存在的問(wèn)題，并結(jié)合工作實(shí)例，給出了相應(yīng)的解決措施，以期提高暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)水平，為建筑用戶提供更舒適的建筑環(huán)境。
關(guān)鍵詞：高層建筑;暖通空調(diào);消防;排煙設(shè)計(jì)
0 引言
在高層建筑中，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的內(nèi)容相對(duì)復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員需結(jié)合高層建筑結(jié)構(gòu)特征，正確計(jì)算空調(diào)及供暖負(fù)荷，合理配置空調(diào)系統(tǒng)的各部分設(shè)備。在該過(guò)程中，還需考慮暖通空調(diào)的能耗、可操作性及經(jīng)濟(jì)效益等，由于該過(guò)程易出現(xiàn)設(shè)計(jì)失誤，影響暖通空調(diào)的安全可靠運(yùn)行，所以需設(shè)計(jì)人員提高重視。
1 高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題
暖通空調(diào)設(shè)計(jì)是指對(duì)高層建筑空調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行全面綜合設(shè)計(jì)，包括送風(fēng)系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)等。在建筑領(lǐng)域，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性較強(qiáng)，涉及制冷技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)及工程熱力學(xué)等多個(gè)學(xué)科。與普通建筑相比，高層建筑的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，其暖通空調(diào)設(shè)計(jì)難度更大，主要存在以下問(wèn)題。
1.1 可行性不足
在高層建筑施工中，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案為指導(dǎo)性文件，其可行性不足直接影響暖通空調(diào)的正常運(yùn)行。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，普遍存在可行性不足的問(wèn)題，出現(xiàn)該問(wèn)題的原因在于設(shè)計(jì)人員對(duì)相關(guān)政策規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)及工程要求的認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致暖通系統(tǒng)不符合高層建筑供水、供熱、供電要求。同時(shí)，部分設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行暖通空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)，未考慮區(qū)域氣候條件、不同季節(jié)的負(fù)荷及地下水源等因素的影響，導(dǎo)致暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的可行性不足。另外，在高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員通常按照全年中最不利的氣候參數(shù)來(lái)計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)，以確保暖通空調(diào)具備調(diào)節(jié)功能。但在實(shí)際工作中，由于部分設(shè)計(jì)人員缺乏重視，導(dǎo)致暖通空調(diào)的調(diào)節(jié)性不足，難以發(fā)揮其調(diào)節(jié)建筑內(nèi)環(huán)境溫濕度的作用。
1.2 安全性不足
在高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需注重設(shè)計(jì)方案的安全性，避免暖通空調(diào)存在安全隱患。部分設(shè)計(jì)人員缺乏對(duì)防火安全、設(shè)備安全、人員安全、系統(tǒng)安全及環(huán)境安全的重視，導(dǎo)致暖通空調(diào)存在火災(zāi)隱患。例如，某設(shè)計(jì)人員因未考慮高層建筑中資料庫(kù)、檔案室等區(qū)域?qū)Νh(huán)境的特殊要求，導(dǎo)致暖通空調(diào)的消防排煙設(shè)計(jì)不到位，一旦發(fā)生火災(zāi)，將造成難以挽回的損失。
1.3 節(jié)能性不足
在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)下，建筑行業(yè)發(fā)展迅速，特別是高層建筑在城市建筑中占比較大，且建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大。在高層建筑發(fā)展的同時(shí)，建筑施工引發(fā)的能耗問(wèn)題突出。相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)建筑能源消耗在社會(huì)總能耗中占比超過(guò) 30%，而在建筑能耗中，暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗占比最高，節(jié)能性不足。
1.4 經(jīng)濟(jì)性不足
在高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)工作中，普遍存在經(jīng)濟(jì)性不足的問(wèn)題。部分設(shè)計(jì)人員雖然有方案對(duì)比意識(shí)，根據(jù)高層建筑特征設(shè)計(jì)多項(xiàng)方案，但受專業(yè)理念影響，其對(duì)比的設(shè)計(jì)方案并未制定統(tǒng)一的基準(zhǔn)條件。例如，將供應(yīng)新風(fēng)的方案與不供應(yīng)新風(fēng)的方案對(duì)比，對(duì)比結(jié)果缺乏說(shuō)服力，不能選出經(jīng)濟(jì)效益最高的方案，需要改進(jìn)。
2 高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)問(wèn)題的解決措施
針對(duì)高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員需結(jié)合工程實(shí)際，采取針對(duì)性的解決措施，優(yōu)化暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案，為高層建筑暖通空調(diào)施工提供指導(dǎo)。本文以某超高層建筑為例，分析暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的具體措施。該高層建筑共 40 層;地下 1~3 層為停車場(chǎng);地上 1~4 層為裙樓，用作商業(yè)區(qū)、電影院線;地上 5 層以上為主樓，用作辦公區(qū)。
2.1 注重暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的可行性
針對(duì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)存在的可行性不足問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員需遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，強(qiáng)化暖通空調(diào)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的執(zhí)行力度。對(duì)于暖通空調(diào)中的特殊部分，設(shè)計(jì)人員需結(jié)合區(qū)域氣候條件，分析暖通空調(diào)全年條件下的運(yùn)行工況，明確適用于不同外界環(huán)境的暖通空調(diào)參數(shù);對(duì)于難以配置標(biāo)準(zhǔn)暖通設(shè)備的狀況，設(shè)計(jì)人員需結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，明確設(shè)備的參數(shù)要求，并根據(jù)高層建筑的氣候條件、地質(zhì)條件及建筑參數(shù)，選擇最佳設(shè)備，提高設(shè)計(jì)方案的可行性。
如在某超高層建筑中，設(shè)計(jì)人員根據(jù)工程特點(diǎn)，設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)機(jī)組中央空調(diào)系統(tǒng)，并在電影院線區(qū)域設(shè)計(jì)多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)。建筑裙樓和主樓分別設(shè)置夏季冷源，冬季共同熱源。其中，裙樓的夏季冷源選用離心式冷水機(jī)組及螺桿式冷水機(jī)組，制冷量分別為 2 813kW 和 1 406kW，可為建筑提供 7℃ 或 12℃的冷水;主樓的冷源選用電制冷機(jī)及冰蓄冷設(shè)備，制冷量分別為 2 989kW 和 2 005kW。在建筑中配置不同數(shù)量的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)冷媒供水溫度的有效控制。冬季熱源選用常壓真空熱水機(jī)組，制熱量為 3.489MW，可為建筑提供 65℃或 85℃的熱水，并在裙樓和主樓各配置 1 套換熱機(jī)組，為建筑提供不同溫度的熱水，滿足用戶需求。在上述案例中，設(shè)計(jì)人員結(jié)合高層建筑的特點(diǎn)及參數(shù)需求，考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件，選擇相應(yīng)參數(shù)的空調(diào)設(shè)備，使暖通空調(diào)系統(tǒng)符合高層建筑需求。
2.2 做好消防排煙設(shè)計(jì)
為保障暖通空調(diào)的安全可靠運(yùn)行，設(shè)計(jì)人員需做好消防排煙設(shè)計(jì)，根據(jù)高層建筑的不同運(yùn)行要求，采取相應(yīng)的安全措施。
1)合理劃分防煙分區(qū)及設(shè)置擋煙垂壁 高層建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部管路分布緊密有序。設(shè)置擋煙垂壁時(shí)，應(yīng)在滿足規(guī)范的前提下盡量減少擋煙垂壁的設(shè)置。根據(jù)目前的常規(guī)高層建筑層高考慮，受清晰高度與單個(gè)排煙口排煙量的影響，儲(chǔ)煙倉(cāng)厚度一般較大，擋煙垂壁距地面較近，采用卷簾式電動(dòng)擋煙垂壁較合理。封閉吊頂，直接在吊頂板上方貼臨位置設(shè)置卷簾盒，暗裝于吊頂內(nèi)，或結(jié)合精裝設(shè)置于吊頂外;不封閉吊頂或不吊頂時(shí)，在管線經(jīng)過(guò)的位置或不封閉吊頂上方應(yīng)采用固定擋煙垂壁，以便于管線的穿越，再在固定擋煙垂壁下方設(shè)置電動(dòng)擋煙垂壁，以滿足火災(zāi)時(shí)對(duì)儲(chǔ)煙倉(cāng)厚度的要求。
2)合理布置排煙口 與空氣相比，火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣更輕，大多聚集在建筑上方。針對(duì)該特點(diǎn)，在進(jìn)行排煙口設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員將其設(shè)計(jì)在較高位置，在滿足設(shè)計(jì)需求時(shí)，排煙口盡量設(shè)置在風(fēng)管側(cè)向或頂端，以增加風(fēng)口距儲(chǔ)煙倉(cāng)底部的高度，減少風(fēng)口數(shù)量，且排煙口的風(fēng)速不應(yīng)大于 10m/s。風(fēng)管頂部設(shè)置排煙口時(shí)，排煙口距離樓板不能過(guò)近，應(yīng)考慮不小于 2 倍風(fēng)口當(dāng)量直徑的距離，否則排煙口排煙能力將折半。
3)避難層設(shè)置固定外窗 在超高層建筑中，樓梯間的分段設(shè)置導(dǎo)致避難層交通核內(nèi)部樓梯間無(wú)法滿足規(guī)范要求，在頂層設(shè)置 1.0m2 的固定窗，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可考慮在避難層設(shè)置夾層，將 1.0m2 的固定外窗與內(nèi)部樓梯間連通，或設(shè)置滿足耐火極限等級(jí)的風(fēng)管，將 1.0m2 的固定外窗與樓梯間連通。
2.3 引進(jìn)先進(jìn)節(jié)能技術(shù)
為強(qiáng)化高層建筑暖通空調(diào)的節(jié)能效果，設(shè)計(jì)人員應(yīng)堅(jiān)持節(jié)能減排的理念，控制暖通空調(diào)的能源損耗，提高高層建筑的環(huán)保效益。在項(xiàng)目條件允許的前提下，采用如下節(jié)能技術(shù)，降低暖通空調(diào)能耗。
1)蓄能空調(diào) 在建筑領(lǐng)域，蓄能空調(diào)的使用與建筑內(nèi)電能的應(yīng)用相互配合，并非直接實(shí)現(xiàn)節(jié)能，而是移峰填谷，提高發(fā)電廠的一次性能源使用效率，進(jìn)而降低發(fā)電廠的能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。
蓄能空調(diào)技術(shù)并非從高層建筑本身入手節(jié)約其能耗，而是從整體入手降低區(qū)域內(nèi)的能耗，推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在高層建筑的高區(qū)水系統(tǒng)中，傳統(tǒng)板換方式屬于閉式循環(huán)，會(huì)損失能量品位，且多次換熱后高區(qū)冷凍水的溫度較高，空調(diào)溫度調(diào)節(jié)效果降低。針對(duì)該問(wèn)題，該超高層建筑引入冰蓄冷技術(shù)，通過(guò)低溫冷水替代換熱方式，但該技術(shù)會(huì)引入乙二醇供冷及放冷系統(tǒng)，加大能耗，投入成本較高。該高層建筑在應(yīng)用冰蓄冷技術(shù)的同時(shí)，進(jìn)行溫濕度獨(dú)立控制設(shè)計(jì)，應(yīng)用新風(fēng)獨(dú)立除濕加干式風(fēng)機(jī)盤管的暖通系統(tǒng)，降低冰蓄冷技術(shù)帶來(lái)的輸配能耗，避免暖通空調(diào)系統(tǒng)的溫濕度調(diào)節(jié)效果受層高影響。
2)智慧控制 與家用空調(diào)設(shè)備或小型中央空調(diào)相比，高層建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng)更復(fù)雜，采用先進(jìn)的智慧控制技術(shù)可協(xié)調(diào)空調(diào)的用冷、送冷及制冷等子系統(tǒng)，最大限度地降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗。例如，該超高層建筑選用 SIEMENS PLC 自控系統(tǒng)，在暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通過(guò)送風(fēng)量的變化實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫濕度的調(diào)節(jié)，將空調(diào)系統(tǒng)末端的靜壓箱、軟管及出風(fēng)口等結(jié)構(gòu)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)軟管的布局、敷設(shè)方向和長(zhǎng)度等參數(shù)，確保不同出風(fēng)口的風(fēng)量差異低于 10%，并根據(jù)室內(nèi) CO2 濃度，調(diào)節(jié)新風(fēng)風(fēng)量，使暖通系統(tǒng)控制更靈活，減少設(shè)備能耗。
2.4 對(duì)比多項(xiàng)設(shè)計(jì)方案
在開(kāi)展高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需注重工程的經(jīng)濟(jì)效益，按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)提出多種設(shè)計(jì)方案，保障設(shè)計(jì)方案的可行性、可操作性及安全性，計(jì)算出不同設(shè)計(jì)方案的成本，對(duì)比設(shè)計(jì)方案的能源價(jià)格、舒適性、暖通空調(diào)設(shè)備的性能及使用壽命、暖通空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用等要素，選出綜合效益最高的設(shè)計(jì)方案，為工程施工提供保障與指導(dǎo)。在該超高層建筑中，設(shè)計(jì)人員為驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性，應(yīng)用 BIM 技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的仿真模擬，根據(jù)仿真模擬的結(jié)果，計(jì)算設(shè)計(jì)方案的成本，選出最佳設(shè)計(jì)方案。
另外，在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)，BIM 技術(shù)可用于管路的碰撞檢查，輸入相應(yīng)的標(biāo)高設(shè)計(jì)，明確系統(tǒng)管道的配置狀況，使設(shè)計(jì)人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的不足，為設(shè)計(jì)人員優(yōu)化設(shè)計(jì)方案提供技術(shù)幫助。在該超高層建筑施工中，設(shè)計(jì)人員將暖通空調(diào)系統(tǒng)和其他分項(xiàng)工程管路進(jìn)行碰撞檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)管路存在交叉現(xiàn)象，及時(shí)修改設(shè)計(jì)方案中的相應(yīng)部分，提高設(shè)計(jì)方案的可行性。
相關(guān)論文文獻(xiàn)您還可以參考：暖通專業(yè)職稱評(píng)審論文參考文獻(xiàn)
3 結(jié)語(yǔ)
在高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中存在可行性、安全性、節(jié)能性與經(jīng)濟(jì)性不足的問(wèn)題，影響暖通空調(diào)的正常使用。設(shè)計(jì)人員需注重暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的可行性;做好消防排煙設(shè)計(jì)，提高安全性;引進(jìn)先進(jìn)節(jié)能技術(shù)，提高節(jié)能性;對(duì)比多項(xiàng)設(shè)計(jì)方案，選擇經(jīng)濟(jì)性最高的方案，以提升暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的整體效益。——論文作者：蘇道林，王后帥
參考文獻(xiàn)：
[1] 于戈.淺談綠色建筑技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 四川建材，2019，45(6)：170-171.
[2] 馬麗娜.BIM 在暖通空調(diào)中的應(yīng)用和發(fā)展前景[J].城市建筑，2019，16(8)：164-165.
[3] 林波.高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題及策略[J].建材與裝飾，2019(36)：96-97.
