關(guān)于高層建筑暖通設(shè)計(jì)中常見的問題及對策

梁浩彬 李政昀

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，建筑市場出現(xiàn)了空前的繁榮，高樓大廈給人們的居住提供了更大的方面，同時建筑的節(jié)能減排問題也越來越重要。建筑的節(jié)能主要體現(xiàn)在暖通設(shè)計(jì)及維護(hù)結(jié)構(gòu)材料方面的設(shè)計(jì)。特別是暖通耗能是建筑中的最大耗能系統(tǒng)。科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，可以在有限的投入中，獲得最大的效益，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；暖通設(shè)計(jì)；空調(diào)負(fù)荷計(jì)算，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

0 引言

暖通的全稱為供熱供燃?xì)馔L(fēng)及空調(diào)工程，從科學(xué)的角度上可分為供暖、通風(fēng)以及空氣調(diào)節(jié)等三個方面，從功能的角度上看則是建筑設(shè)計(jì)中的一個重要組成部分。供暖是為建筑物提供適宜的熱量，以滿足室內(nèi)溫度的要求標(biāo)準(zhǔn)； 通風(fēng)主要分為自然通風(fēng)以及機(jī)械通風(fēng)，指空氣進(jìn)入及排出房間以期利用室外空氣來更新建筑物內(nèi)空氣的過程；空調(diào)調(diào)節(jié)則主要是對室內(nèi)濕度、溫度、空氣流動速度以及潔凈度進(jìn)行相關(guān)調(diào)節(jié)，進(jìn)而提供適宜新鮮空氣的環(huán)境控制系統(tǒng)。近年來我國的暖通技術(shù)取得跨越式的發(fā)展，然而在一些方面還存在著問題，筆者將主要從空調(diào)負(fù)荷計(jì)算誤差、通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)系統(tǒng)與材料使用的不合理以及立管、支管配置不完善等方面對其進(jìn)行研究分析，并對此提出相應(yīng)的改善策略及措施。

1 建筑暖通設(shè)計(jì)中存在的問題

1. 1 空調(diào)負(fù)荷及空氣參數(shù)的計(jì)算誤差大

在目前建筑暖通的設(shè)計(jì)之中空調(diào)主機(jī)容量普遍偏大源于其空調(diào)負(fù)荷的計(jì)算存在著誤差，建筑物空調(diào)負(fù)荷計(jì)算的相關(guān)因素有如下幾個： 1） 外窗傳遞的太陽輻射熱量； 2） 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳遞的溫度； 3） 人體自身的散熱量； 4） 新風(fēng)量以及滲透空氣所帶來的負(fù)荷； 5） 室內(nèi)照明及其余熱源的散熱量； 6） 其他的負(fù)荷。

建筑暖通設(shè)計(jì)師在進(jìn)行空調(diào)負(fù)荷計(jì)算時一般會依據(jù) GB 50019-2003 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定而行，然而空調(diào)負(fù)荷計(jì)算的誤差仍然不可避免的出現(xiàn)，一方面的原因是暖通設(shè)計(jì)師在負(fù)荷計(jì)算時過于擔(dān)心錯項(xiàng)、漏項(xiàng)的出現(xiàn)而無法實(shí)現(xiàn)使用目的，因此保守地選擇較大的參數(shù)。筆者則認(rèn)為在暖通設(shè)計(jì)中留有合理的調(diào)節(jié)余地十分重要，但卻不能濫用保守?cái)?shù)據(jù)，而應(yīng)該將建筑相關(guān)參數(shù)加以考慮從而避免空調(diào)負(fù)荷計(jì)算的誤差將會造成不必要的浪費(fèi)。建筑相關(guān)參數(shù)與暖通設(shè)計(jì)師空調(diào)負(fù)荷計(jì)算之間有著一定的聯(lián)系，因此空調(diào)負(fù)荷計(jì)算存在誤差的另一個原因是各環(huán)節(jié)之間配合的不默契。

1.2 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不完善

目前我國在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中仍存在較大缺陷，主要表現(xiàn)在： 1） 通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)時忽略結(jié)構(gòu)梁與吊頂各參數(shù)的標(biāo)高配合，將風(fēng)管的標(biāo)高盲目壓低進(jìn)而導(dǎo)致吊頂標(biāo)高也被迫降低，對于建筑的舒適度及美觀造成了較大影響2） 通風(fēng)空調(diào)管道與給排水、電氣管線布置所起的沖突問題屢見不鮮； 3） 空調(diào)封口的位置被隨意調(diào)動，甚至在空調(diào)主干管的變徑及彎頭等處也存在設(shè)置送風(fēng)口的情況，導(dǎo)致氣流的加速變化而產(chǎn)生噪聲。但在實(shí)際情況中，暖通設(shè)計(jì)人員并未嚴(yán)格地按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，出現(xiàn)了在諸多建筑中風(fēng)管穿過防火墻的位置以及風(fēng)管穿 過變形縫的兩側(cè)都未有效地安裝防火閥的情況。上述關(guān)于通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的問題雖在后期可進(jìn)行再調(diào)整，然而調(diào)整將會產(chǎn)生一定的返工浪費(fèi)，而且調(diào)整后的效果也會遠(yuǎn)低于之前合理規(guī)劃的質(zhì)量水平，從而對系統(tǒng)的正常運(yùn)行與維修產(chǎn)生不可避免的影響。

1 .3 材料選用及設(shè)備設(shè)置的不合理

在目前建筑暖通設(shè)計(jì)中所存在的問題之中，保溫材料的選用不盡合理是較為突出的一個，因?yàn)閮?yōu)良的保溫材料與技術(shù)能夠?qū)ㄖ馁|(zhì)量水平起到不可或缺的作用。建筑暖通設(shè)計(jì)中對于保溫材料的選用應(yīng)符合 GB/T 17369-1998 建筑絕熱材料的應(yīng)用類型 和基本要求的相關(guān)規(guī)定，保溫材料最好選用熱系數(shù)不超過0.2 的材料，除對材料導(dǎo)熱系數(shù)的考慮外，還應(yīng)將材料的燃燒性能、吸水率以及強(qiáng)度等指標(biāo)列入?yún)⒖挤秶?。大量?shí)踐表明，對于保溫材料所付出的投資在一年左右即可通過所節(jié)約的能量收回，因?yàn)榱己玫谋貤l件可使熱量的損失率降低95%左右，極大程度上減少了無用熱量的增長。

2 建筑暖通設(shè)計(jì)問題的改進(jìn)策略

1. 1 注重規(guī)范性及經(jīng)濟(jì)性

建筑暖通設(shè)計(jì)中規(guī)范性與設(shè)計(jì)及施工工作人員的素質(zhì)息息相關(guān)，因此首先需要建立并完善暖通設(shè)計(jì)的監(jiān)理制度，在相應(yīng)的崗位上安排相關(guān)的監(jiān)理工作人員對暖通設(shè)計(jì)及施工過程進(jìn)行監(jiān)理以保證工作的規(guī)范性實(shí)施及其質(zhì)量水平。其次，在工程建設(shè)期間還可以聘請專業(yè)暖通設(shè)計(jì)及施工人員開展相關(guān)的講座與座談會，鼓勵全體工作人員的積極參與，從而在潛移默化的環(huán)境中提升設(shè)計(jì)及施工人員的專業(yè)知識水平及其實(shí)際動手能力。而建筑暖通設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性原則的保證則需要做到： 第一，暖通設(shè)計(jì)的過程中對施工所需材料與技術(shù)有充分的了解，在同一使用周期之內(nèi)對機(jī)械檔次、相關(guān)設(shè)備及材料的市場價格進(jìn)行調(diào)研工作，從中選 擇性價比較高的材料及設(shè)備； 第二，暖通設(shè)計(jì)中各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命與運(yùn)行、維修經(jīng)費(fèi)也是衡量的重要因素所在，并根據(jù)季節(jié)的差異性對不同時期的設(shè)計(jì)及施工成本進(jìn)行比較分析，從而得到最符合設(shè)計(jì)要求的經(jīng)濟(jì)方案。

2. 2 注重可行性及可靠性

暖通設(shè)計(jì)的可行性是指設(shè)計(jì)需要滿足相關(guān)的要求與規(guī)范，可靠性則是設(shè)計(jì)方案安全穩(wěn)定性的保證。建筑暖通設(shè)計(jì)中可行性與可靠性的重視體現(xiàn)在： 一方面，需要根據(jù)不同區(qū)域內(nèi)建筑施工場地的氣候條件、地質(zhì)條件的差異進(jìn)行合理分析，對機(jī)械設(shè)備器材的非標(biāo)準(zhǔn)變化進(jìn)行充分考慮，進(jìn)而得出科學(xué)可行的參考數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)方案；另一方面，需要依據(jù)暖通設(shè)計(jì)的相關(guān)要求對建筑的設(shè)計(jì)及施工方案進(jìn)行分析研究，再深入基層進(jìn)行調(diào)研工作，認(rèn)真嚴(yán)格地檢查危險(xiǎn)威脅因素，從而在最大程度上保障暖通設(shè)計(jì)及施工的安全穩(wěn)定。除此之外，充足的供水供電條件是暖通設(shè)備正常運(yùn)行的必要條件，在設(shè)計(jì)時還應(yīng)考慮到供水供電條件變化所產(chǎn)生的影響，而在無法使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的情況下，建筑暖通設(shè)計(jì)需要提出另一種科學(xué)合理可行的設(shè)計(jì)方案。

2. 3 注重可操作性及可調(diào)節(jié)性

暖通設(shè)計(jì)人員應(yīng)在嚴(yán)格地參照國家相關(guān)規(guī)范要求的前提下發(fā)揮其所具備的設(shè)計(jì)技術(shù)能力，如此才能設(shè)計(jì)出符合實(shí)際的可操作性方案。進(jìn)行暖通設(shè)計(jì)時，設(shè)計(jì)人員在考慮可靠性、經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上應(yīng)根據(jù)建筑物實(shí)際的結(jié)構(gòu)情況確定最終設(shè)計(jì)方案，例如，對于需要自動控制的大型空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)方案應(yīng)盡量精簡，如此能夠在提升系統(tǒng)自動化程度的同時減少操作人員的工作量，確保了系統(tǒng)的可操作性。與之同時，從節(jié)約能源的角度上來看，暖通設(shè)計(jì)中空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)符合季節(jié)的變化情況，即需要空調(diào)系統(tǒng)具備一定的可調(diào)節(jié)性，例如，空調(diào)系統(tǒng)中的閥門應(yīng)在季節(jié)的轉(zhuǎn)換時設(shè)置為手動，而建筑中不同單位的分量計(jì)算也應(yīng)在空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)中有所體現(xiàn)。

3 結(jié)速語

暖通設(shè)計(jì)在城市建筑系統(tǒng)中發(fā)揮著不可或缺的作用，暖通設(shè)計(jì)的實(shí)施必須以相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范作為依托再進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，如此才能在滿足人們實(shí)際需求的同時實(shí)現(xiàn)最大效應(yīng)。本文針對建筑暖通設(shè)計(jì)中存在問題的分析研究以及相關(guān)建議旨在希望 得到更多的業(yè)內(nèi)重視，暖通設(shè)計(jì)人員需要具備高度的社會責(zé)任感以及暖通設(shè)計(jì)技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上不斷地更新設(shè)計(jì)理念，為當(dāng)代城市建筑暖通設(shè)計(jì)的優(yōu)化及發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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