刍议高层建筑暖通设计中存在的问题及改进策略

发表时间:2016/9/23   来源:《工程建设标准化》2016年8月总第213期   作者:张骏
[导读] 不仅能够推动我国建筑行业的健康发展,而且还能够不断提高我国城市居民的生活质量,对于增强我国综合国力而言有着非常重要的作用。

(山东兴源热电设计有限公司,山东,济南,250014)
  【摘  要】随着我国社会市场经济水平不断上升,整个建筑行业取得了快速的发展与进步,城市中涌现出了大量的高楼大厦,为人们提供了更加广阔的居住空间,也使得城市居民的生活质量得到良好的改善。在高层建筑中,最为核心的环节之一就是暖通工程,其是高层建筑的质量体现。当前高层建筑暖通设计中还存在着一些有待解决的问题,影响了高层建筑整体的建筑水平与质量,必须要加快采取措施来加以解决。本文主要就是对高层建筑暖通设计工作进行分析,指出其中存在的问题,并为如何进一步完善高层建筑的暖通设计提出相应策略。
  【关键词】高层建筑;暖通设计;问题与策略
  可持续发展战略是我国当前在进行国民经济建设中贯彻的最重要的一条国家政策,建筑行业作为国民经济建设的支柱性产业之一,必然也要践行可持续发展战略。高层建筑作为一个具有很强标志性的建筑,与社会的生产与人们的生活之间有着十分密切的关系,解决好高层建筑的节能设计尤其是暖通系统的设计工作对于整个建筑行业的发展有着重要的影响。本文就是关于高层建筑暖通设计工作的研究。
  一、高层建筑暖通设计中存在的问题分析
  (一)通风空调系统设计与规范要求不符合
  针对高层建筑设计的相关文件中已经明确指出,在设计高层建筑的通风管道的时候,风管不可以在变形缝与防火墙中穿过,如果在建筑的过程中无法避免要从防火墙中穿过,也必须要在穿越的地方另外设置防火阀;在穿过变形缝的时候要在穿越之处的两侧均设置防火阀[1]。但在现实的高层建筑中,其通风管道的设计与建设并不是按照这个要求来进行的,因此也就存在着防火阀空缺或没有防火阀的问题。
  (二)空气计算参数与规范要求不符合
  对于高层建筑室内的保温来说,暖通工程建设是最重要的保障。我国《设计规范》中明确标注了建筑物在冬季的室内空气温度计算的参数参考,一般情况下,建筑物中的卫生间、盥洗室等的室内温度应控制在12℃左右,浴室的温度不能低于25℃。但我国地域广阔,南北跨度大,使得南北地区各个方面都有着明显差异,在高层建筑建设过程中,必须根据实际建设地点的环境特征来确定最终的空气计算参数。然而在实际建设过程中,常有设计人员不熟悉或不遵循《设计规范》中的规定,导致实际建设参数与规定参数之间出现较大偏差,最终引起高层建筑暖通工程建设失误[2]。
  (三)楼梯间散热器立管与支管没有进行单独配置
  针对高层建筑工程建设的相关文件中明确规定,高层建筑的楼梯间以及存在冻结风险的场所,不仅不能装设调节阀,同时还要由单独的立管与支管来对散热器进行供热。然而现实的高层建筑建设中却是采用双侧连接的方式,一侧连接了楼梯间的散热器,另一侧连接的是邻室房间的散热器,并且还装设了调节阀。而由于楼梯间本就是一个密闭性较差的场所,一旦供暖情况出现故障,就会导致用户房间的供暖效果减弱,且存在冻坏散热器的可能性[3]。
  (四)排烟风机风量的计算与防烟分区排风量的计算发生混淆
  《高层建筑混凝土结构技术规程》中针对高层建筑暖通设计的排烟风机的排风量计算规定,高层建筑每个防烟分区的排烟量不得低于60m3/h,两个或两个以上的防烟分区的排烟量也要按照120m3/h的标准来计算。但在实际高层建筑暖通设计工作中却并不是按照这个标准来进行排风量计算的,一个排烟风机要负担两到三个防烟分区,而且还是按照60m3/h的标准来计算排风量的。在此计算结果下所设计出的暖通系统,不但无法满足高层建筑的实际排风量,而且与高层建筑消防防火建设的相关标准之间也不符合[4]。
  (五)高区设备选型及热负荷计算问题
  在高层建筑高区供热或制冷系统设计中,受高区承压能力影响,高区往往采用在设备夹层中设置二次换热器,进行冷热源的二次换热,以避免一次系统的超压或压力等级过高增加投资和安全隐患问题。在实际设计的案例中,进行二次换热系统选型时,对二次换热的板式换热器选型存在忽视换热效率问题,选择不符合实际的换热端差,造成板式换热器选型偏小,出现高区供热量或制冷量不足;另一方面,在高层建筑的暖通设计中,随着高层建筑采用玻璃幕墙的项目逐渐增多,冷、热负荷量均很大,实际设计过程中,部分设计人员忽视公建项目的使用性质和特点,未考虑各房间的同时使用系数问题,存在新风负荷计算偏大问题,造成设备选型偏离实际使用情况,额外增加了设备投入。
  二、改进高层建筑暖通设计的策略
  (一)对高层建筑暖通设计方案的经济性加以充分考虑
  高质量、低成本可谓是高层建筑暖通设计中最关键的一个问题,在设计高层建筑暖通系统的时候,必须要将经济性融入到暖通空调方案中的各个方面。在高层建筑暖通设计方案中,系统设备的档次、能源价格、市场价格等情况必须要在同一个标准下、相同的使用周期中进行对比,如此比较得出的设计方案才具有科学合理性[5]。同时还要对设备的运行费用、使用年限、维修情况等进行充分考虑,尤其要注意到暖通空调系统设备的使用情况会随季节变化,对此也要进行综合考虑。
  (二)高层建筑暖通的设计要兼具可行性与可靠性
  只有确保高层建筑暖通系统设计具有高度的可行性与可靠性,才能够让暖通空调系统得到真正稳定安全的使用。高层建筑暖通工程是一个比较复杂的工作,针对其设计与施工环节,各个地区政府的相关部门均对此制定了明确的要求或规定,其中也包括与环境保护相关的要求。


保证高层建筑暖通设计的可行性也就是要确保其设计工作是在遵循规范要求下来进行的,设计的可靠性也就是指设计方案的运行经济性与安全性[6]。高层建筑的暖通设备要想进行正常的工作,前提就是要保证其供电与供水的正常,这是其运行的基础条件,因此在暖通设计方案中也要保证此方面满足要求。此外,还要考虑到供电、供水条件的长期变化情况。对于一些比较特殊的高层建筑工程,如果其不具备条件采用标准设备,此次的设计方案必须要对非标准设备提出更加合理、可行且详细的参数要求[7]。
  (三)高层建筑暖通空调设施要具有足够的可操作性与调节性
  季节性是高层建筑的暖通空调系统的最大特点之一,针对这一特点,必须要考虑到高层建筑暖通空调系统的灵活调节性,保证其能够适应我国冬夏季节负荷出现的变化。目前我国的建筑空调系统调节性能较好的设计方案主要有VRV变频空调系统与VAV空调系统这两种,这两种空调系统均具有较高的控制性,虽然在安装的时候所花费的一次投资费用较高,但是在安装好投入使用的时候只会产生很小的运行能耗,在选择设计方案的时候要对设备的一些因素进行综合考虑,从而得出一个最合适的设计方案[8]。在高层建筑中,有一类比较特殊的就是建筑类型就是公共建筑,公共建筑基本上全天都在使用空调,因此其空调设施的调节性就显得更加重要,要从节能的角度出发考虑来确定设计方案。目前高层建筑空调设施普遍采用的都是空调系统自动化控制,这是对能源与成本进行了充分考虑之后所得的结果。在一次性投资增加了之后,也就会相应的减少后期使用的成本,这种变化的出现也就对空调系统运行工作人员的素质提出了更高的要求。在确定具体方案的时候,必须要结合高层建筑的实际情况与具体要求来进行,对设计的技术性与经济性要予以全面考虑。对于一些需要采取自动控制方式的大型空调系统,要尽量将设计方案简单化,这样一方面能够减少操作人员所要进行的工作量,另一方面也对提高空调设施的自动化程度有作用,有助于提高高层建筑暖通空调系统的可靠性与经济性。在高层建筑的空调系统中,当其只是在季节转换的时候才需要操作运行的阀门要尽量采取手动方式,同时还要对高层建筑中不同单位分量计算空调费用的实际情况进行充分考虑。
  (四)高层建筑暖通的设计要满足节能性与环保性的要求
  我国目前正在深入贯彻落实可持续发展战略与科学发展观,高层建筑暖通的设计也必须要满足这个要求,采取相应的节能环保技术与措施,将高层建筑暖通空调系统的耗能比例控制在最小值,保证符合节能环保要求[9]。高层建筑的节能主要体现在暖通空调系统设计与维护结构材料方面等的设计中,尤其是暖通的耗能,其在高层建筑中是最大的耗能系统。一套科学合理的高层建筑暖通设计方案,能够实现节材、节能的目的,能够通过有限的材料与能源得到最大的暖通效果。
  此外,在设计阶段加强高层建筑的冷热负荷校核,有效解决高层建筑暖通设计中存在的二次板式换热器选型偏离问题,根据实际情况选择最符合实际需要的板式换热器规格,同时还要对玻璃幕墙朝向的影响加以合理利用,结合高层建筑的具体使用性质来选择设备,控制在设备上所花的成本投入。
  结语:
  综上所述可知,当前高层建筑暖通设计工作中还存在着很多的不足,针对这些问题,必须要加紧采取改进措施,尽快解决暖通设计中存在的问题,提高高层建筑暖通设计的科学合理性。在高层建筑结构中,最大的耗能系统便是暖通空调系统,因此只有做好了高层建筑暖通空调系统的设计工作,进而才能够制定出完善可靠的设计方案,从而才能够保证暖通空调设计方案的施工效率与质量,也就能够让高层建筑的用户用最少的投入得到最大的使用收益,实现了高层建筑暖通空调系统的节材性与节能性,为建筑用户创造了最好的取暖效果与最大的取暖空间,不仅能够推动我国建筑行业的健康发展,而且还能够不断提高我国城市居民的生活质量,对于增强我国综合国力而言有着非常重要的作用。
  参考文献:
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  [2]李莹,潘云钢,刘玉春,刘明浩,刘伟,李雯筠.福州某超高层办公大楼双冷源温度湿度独立控制空调设计[J].暖通空调,2014,11:57 -61.
  [3]刘朝贤.高层建筑防火排烟研究(1):压差法与流速法不宜用于高层建筑加压送风量计算[J].暖通空调,2015,09:16-20.
  [4]刘朝贤.高层建筑防排烟研究(3):再论“当量流通面积”流量分配法在加压送风量计算中的应用[J].暖通空调,2015,11:29-34.
  [5]姜燕梅,郭晓芳,王曙明,刘承军,陈鑫.新媒体在科技期刊广告经营中的运用——以《暖通空调》为例[J].编辑学报,2012,03:277- 278.
  [6]黄璞洁,许伊那,何耀炳,陈卓伦.绿色建筑理念在中国(泰州)科学发展观展示馆暖通空调设计中的体现[J].暖通空调,2012,08:50 -54.
  [7]赵奕,于世平,陈焰华,於仲义.基于层次分析法的铁路客站暖通空调系统控制技术适用性综合评价[J].暖通空调,2011,09:87-90.
  [8]刘超,赵天怡,张吉礼,刘明生,陈婷婷,杨欣炜.基于建筑信息模型的建筑热工系统与暖通空调系统设计应用分析[J].暖通空调,2016,03:27-32.
  [9]叶凌,徐伟,周辉,陈曦,程志军.暖通空调专业房屋建筑部分工程建设标准强制性条文简编[J].暖通空调,2013,03:10-20.
  

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