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摘要:科技在不断发展,社会在不断进步,随着我国经济的不断发展,我国的建筑规模越来越大,建筑楼层也越来越高,在高层建筑设计中,要重视建筑物的采光和通风采暖设计,这可以保证建筑物在提升居住能力的同时给人们提供更为舒适的居住环境。在高层建筑的暖通设计中,由于涉及到的管道错综复杂,并且涉及到空调外机设备的安装,所以其设计方案直接决定了后期是否可以顺利开展暖通施工。当前部分高层建筑的暖通空调设计方案还存在一些问题,这些问题影响了暖通空调系统的安装质量,不利于提升高层建筑的整体品质。针对这些问题我们要采取有效的措施予以解决。基于此,本文主要分析了高层建筑暖通设计中存在的问题及改进策略。
关键词:高层建筑;暖通设计;问题;改进策略
引言
暖通空调系统不断排出建筑内部混浊的空气,向建筑内部不断输出外界新鲜空气,对建筑内部空气的温度、湿度、风速进行调节控制,为建筑内部的人们创造舒适的生活空间。因此,须重视暖通空调的设计问题与施工问题,采取必要的质量控制措施,提升暖通空调的设计质量与施工质量,提高建筑工程的舒适度。
1高层建筑暖通设计中存在的问题
1.1暖通设计不科学问题
对于暖通工程的质量,设计的质量是重要的前提保证。在暖通工程设计时,必须严格要求设计人员根据规章制度、建设标准及规范的要求科学合理地进行设计。但是有些设计人员在设计时习惯性加入自己的想法,从而忽视了规范的重要性,导致设计与实际施工中存在很大偏差。工程设计时没有结合实际的要求对水力平衡进行计算及对散热器进行正确的选型,从而导致设计的不合理、不科学,导致工程后期的施工受到很大影响。建筑设计工作面临的另一主要隐患为工程计算不科学,最主要的表现为:供暖设计中的热负荷计算不精确,管道选择靠经验取值,导致系统实际运行时不能满足用户的供热需求。建筑暖通设计计算工作中的模型选择以及选取参数,往往与具体施工要求不符,抑或违背标准规定时,项目竣工后,建筑暖通系统自身便会频频发生故障。暖通设计中,由于管道膨胀量计算不科学,导致管道在实际运行过程中膨胀量不够,管道膨胀受到巨大阻碍,从而导致出现水锤现象,引起管道的晃动,严重的甚至出现跑冒滴漏,影响建筑物的正常使用。
1.2不够重视低碳环保设计
随着我国可持续发展理念的提出,各行各业都开始转变思路,对产业进行转型,重视可持续发展之路,大力发展绿色低碳经济。在高层建筑的暖通设计中,不能忽视暖通系统的低碳环保设计优化。当前部分设计人员认为低碳环保设计主要是对主体工程和施工过程进行绿色优化,而没有重视暖通系统的绿色优化设计,这样会使得后期暖通系统的设备能耗高,影响建筑行业的绿色低碳发展。
1.3建筑能耗和环境污染问题
从能源消耗结构来看,供暖、空调等设备所耗能源比例较高,在建筑总能耗中占比高达30%,同时,在一定程度上,加剧了城镇能源供应和环境污染问题。节能环保已提出多年,但人们的观念意识里对节能环保的认识还不深刻,仅停留在浅层。设计人员没有完全对节能环保的理念引入设计中,导致建筑能耗居高不下。
2改进策略
2.1采暖系统设计
进行采暖系统设计时,需要计算建筑围护结构内表面换热系数、围护结构外表面换热系数、围护结构各层材料厚度、围护结构各层材料导热系数、材料导热系数修正系数、封闭空气间层的热阻值。不同材料、不同构造的围护结构材料的导热系数修正系数有所差异,因此,须注意其差异带来的影响。若围护结构为实心墙体,材料为矿渣混凝土、炉渣混凝土、浮石混凝土、粉煤灰陶粒混凝土、加气混凝土,导热系数修正系数一般为1.15。
若材料为多孔保温材料,如加气混凝土、水泥膨胀珍珠岩、泡沫混凝土,且材料作为夹心层浇筑在混凝土墙体、屋面构件中,导热系数修正系数一般为1.6。若材料为多孔保温材料,如泡沫混凝土、水泥膨胀珍珠岩、加气混凝土、石灰炉渣等,且材料铺设在密闭屋面中,导热系数修正系数一般为1.2。计算封闭空气间层的热阻值时,需要详细研究封闭空气间层的厚度及热流的具体方向。
2.2设计冷热源方案
设计人员需要详细研究建筑工程所在地的具体情况,了解建筑工程附近是否有已建或者在建的冷热源供给站,根据数据采集结果来设计冷热源方案。目前在建设过程中,可选择的冷热源方案主要有以下几种:第一,“电制冷+工业余热”冷热源方案。这种方案机房占地面积较大、投资费用较高、运行费用低、环保性好、节能性好。若建筑工程附近有市政热力管道,冷热源方案可采用“市政热力+电制冷”。这种方案机房占地面积属于中等规模、投资费用、运行费用均属于中等水平、环保性好、节能性好。第二,水源热泵供冷供热系统(如北京约克、开利水源热泵)。水源热泵供冷供热系统噪声低,体积小,能效比高、设置灵活,有多种静压可供选择。采用水源热泵供冷供热系统,机房占地面积较大,投资费用较高,运行费用较低,环保性好、节能性好。第三,电制冷加锅炉房冷热源方案。电制冷加锅炉房冷热源方案属于一种较为传统的冷热源方案,机房占地面积较大,初期投资较高,运行费用属于中等水平,运行管理难度属于中等水平,节能性也属于中等水平,但环保性较差。第四,地源热泵冷热源方案。地源热泵以建筑工程所在地周围的岩土体为蓄热体,充分利用浅层地热资源。在冬季,地源热泵利用夏季蓄存的热量供热,另一方面又蓄存冷量,以备夏用;在夏季,地源热泵利用冬季蓄存的冷量供冷,另一方面又蓄存热量,以备冬用;因此,地源热泵完全可以满足供暖、制冷两种工况。地源热泵节能性好,相较于常规空气源空调,地源热泵节能40%~50%左右,相较于锅炉采暖,地源热泵节能50%左右,相较于电采暖,地源热泵节能60%左右;地源热泵无须燃烧设备,环保性强,地源热泵运行稳定,热源温度全年较为稳定(一般为10~25℃),几乎不受天气影响。地源热泵运行费用低,制冷制热系数比传统的空气源热泵高出40%左右,使用寿命也较长,地源热泵系统的环保性、节能性在诸多冷热源方案中也居于最高水平。但地源热泵并非没有缺点:地源热泵系统施工工期较长,地源热泵系统更加复杂、地源热泵系统制冷的速度较慢,地源热泵系统的成本造价较高。安装地源热泵系统,还需要在地下打井,因而地源热泵系统适用于别墅户型,不适用于高层建筑。设计人员要综合考虑建筑的具体户型,业主的要求,灵活选择适宜的冷热源方案。
2.3气流组织设计
做好气流组织设计,可以保证室内空气温度的均匀性,提高空调的制冷(制热)效果、并且防止空调对人体直接吹风,从而提升用户的舒适度。进行气流组织设计,需要计算风口出风速度、射流在某点距风口的距离、风口直径、风口紊流系数。进行气流组织设计,还要考虑不同的气流组织方式:(1)上送上回方式。上送上回是高层民用建筑空调中广泛采用的一种气流组织方式。采用上送上回方式,送风口可采用散流器或条形风口,回风口可采用百叶式风口或条形风口。上送上回方式将送风量、回风量均匀分布在室内吊顶上,基本上不占用建筑面积,还可令回风总管直接进入吊顶,从而充分利用吊顶上部空间。若采用上送上回方式,必须注意房间的净空不能太高,送风口与回风口必须保持一定的距离。(2)上送下回方式。上送下回方式将回风管布置在房间的下部,需要占用一定的室内建筑面积。但上送下回方式可以使空调室内空气参数更加均匀,这种气流组织方式也更为合理。(3)侧送。如果某个房间内有两个不同高度的吊顶,气流组织方式可采用侧送,送风口采用条形或百叶式风口,喷射贴附射流。采用侧送方式,气流组织较好,人员基本上处于回流区,因此舒适感更高。
结语
综上所述,建筑暖通设计属于建筑工程施工设计工作的重要组成结构,所以笔者针对近些年建筑工程中发生的各种暖通设计问题展开研究,提出有效处理措施,争取在第一时间处理设计施工问题,以保证用户生活质量和生命财产安全为研究核心,从设计方案选取、设计人员培训以及规范监督三方面做出改进,最高标准满足用户、建筑的各方面使用要求。
参考文献:
[1]李伟,常永兴,朱松林,等.暖通工程施工中暖通设计常见问题及解决对策[J].住宅与房地产,2020(26):101-102.
[2]邱上明.暖通工程施工中暖通设计常见问题及解决对策[J].建材与装饰,2020(06):103-104.