蔚海建 施偉英

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隨著社會的進步和人們對舒適生活的需求不斷增加，暖通工程作為建筑領(lǐng)域的重要組成部分，扮演著關(guān)鍵的角色。暖通工程的施工技術(shù)是確保系統(tǒng)高效運行和舒適環(huán)境的重要保障。然而在暖通工程的實際施工中，經(jīng)常會面臨各種設(shè)計問題，這些問題直接影響著工程的質(zhì)量、性能和可靠性。本論文旨在探討暖通工程施工技術(shù)中的暖通設(shè)計問題及其解決方法。通過對暖通工程的基本概念和施工流程進行概述，以及分析暖通設(shè)計在施工中的作用，我們可以更好地理解施工過程中可能出現(xiàn)的問題。

1 暖通工程施工技術(shù)概述

1.1 暖通工程的基本概念

暖通工程是指對建筑物內(nèi)部環(huán)境進行調(diào)控，以提供適宜的溫度、濕度和空氣質(zhì)量的工程系統(tǒng)。它包括供暖、通風、空調(diào)和給排水等方面的設(shè)計、施工和運營管理。暖通工程的目標是為用戶創(chuàng)造一個舒適、安全、健康的室內(nèi)環(huán)境。在暖通工程中，供暖系統(tǒng)負責提供熱能，通風系統(tǒng)負責調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣流通，空調(diào)系統(tǒng)負責調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和濕度，給排水系統(tǒng)負責處理廢水和供水。這些系統(tǒng)的設(shè)計和施工需要考慮到建筑的結(jié)構(gòu)特點、使用需求、能源效率和環(huán)境影響等方面因素，確保系統(tǒng)的可靠性、效果和節(jié)能性。

1.2 暖通工程的施工流程

暖通工程的施工流程包括前期準備、施工籌劃、施工實施和竣工驗收等階段。在前期準備階段，需要進行項目調(diào)研、技術(shù)方案設(shè)計、材料采購和施工組織準備工作。施工籌劃階段包括施工圖設(shè)計、施工進度計劃制定和施工方案編制等工作。施工實施階段包括材料驗收、施工現(xiàn)場布置、設(shè)備安裝、管道敷設(shè)、系統(tǒng)調(diào)試和質(zhì)量檢驗等工作?？⒐を炇针A段包括系統(tǒng)功能測試、安全檢查和竣工報告編制等工作。

1.3 暖通設(shè)計在施工中的作用

暖通設(shè)計在施工中起著至關(guān)重要的作用，合理的暖通設(shè)計可以為施工提供明確的目標和方向，明確各個系統(tǒng)的功能和工作要求。設(shè)計階段需要考慮到建筑的使用需求、氣候條件、能源效率和環(huán)境要求等因素，制定出科學(xué)合理的設(shè)計方案，為施工提供準確的參考依據(jù)。暖通設(shè)計可以為施工提供施工圖紙和技術(shù)規(guī)范，包括各個系統(tǒng)的布局、管道走向、設(shè)備選型和安裝位置等詳細信息。這些設(shè)計圖紙和規(guī)范是施工的依據(jù)，確保施工過程中的準確性和一致性。

暖通設(shè)計還涉及系統(tǒng)的工程計算和參數(shù)設(shè)定。在施工中，根據(jù)設(shè)計要求進行管道尺寸計算、水力計算和熱負荷計算等，確保系統(tǒng)的運行安全和性能穩(wěn)定。設(shè)計還包括控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定，如溫度設(shè)定、濕度設(shè)定、風速設(shè)定等，為施工人員提供設(shè)備調(diào)試和系統(tǒng)控制的指導(dǎo)。暖通設(shè)計還涉及材料和設(shè)備的選型，根據(jù)工程要求選擇合適的材料和設(shè)備，確保施工質(zhì)量和系統(tǒng)性能。設(shè)計人員需要考慮材料的耐用性、耐腐蝕性、隔熱性能等因素，選擇合適的材料。

2 暖通設(shè)計問題分析

2.1 管道布局問題

不合理的管道布局可能導(dǎo)致系統(tǒng)中不同管段的水流量不平衡，造成部分區(qū)域的供水或回水壓力過高或過低。這會影響到暖通系統(tǒng)的正常運行，降低供暖或供冷的效果，甚至可能導(dǎo)致設(shè)備的過載或故障。管道的長度和管徑直接影響著水流的壓力損失。如果在設(shè)計中未準確計算管道的長度，或者在施工中存在誤差，就可能導(dǎo)致預(yù)期的水流壓力無法達到，影響到系統(tǒng)的供水或回水效果。管道尺寸的選擇應(yīng)考慮系統(tǒng)的供熱或供冷負荷和水流量要求。如果管道尺寸選擇不當，可能導(dǎo)致流量不足無法滿足系統(tǒng)的負荷需求，或者過大導(dǎo)致系統(tǒng)中的水流速度過快，增加水力噪聲和能耗。

2.2 設(shè)備選型問題

在暖通工程中，設(shè)備選型是一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，直接影響著系統(tǒng)的性能和能耗。其中設(shè)備容量的選取應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的負荷需求進行合理匹配。如果選取的設(shè)備容量過大，將導(dǎo)致能耗過高，造成不必要的能源浪費。反之，如果選取的設(shè)備容量過小，將無法滿足系統(tǒng)的供熱或供冷需求[1]。設(shè)備配置應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點和工況要求進行合理安排。如果設(shè)備的配置不當，如冷凝器與蒸發(fā)器的布置位置不合理、風機盤管的安裝高度選擇不當?shù)龋赡軐?dǎo)致系統(tǒng)的工作不穩(wěn)定，影響到室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)和空氣流通效果。

2.3 控制策略問題

控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置直接影響著系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性。如果參數(shù)設(shè)置不準確，如溫度設(shè)定值、濕度設(shè)定值或壓力設(shè)定值等，可能導(dǎo)致系統(tǒng)無法達到預(yù)期的控制效果，影響到室內(nèi)環(huán)境的舒適性和能耗控制?？刂七壿嫷脑O(shè)計應(yīng)考慮到系統(tǒng)的復(fù)雜性和多變性。如果控制邏輯設(shè)計不合理，如開關(guān)控制的時序關(guān)系設(shè)置錯誤、調(diào)節(jié)閥的開度調(diào)節(jié)不合理等，可能導(dǎo)致系統(tǒng)的失控和不穩(wěn)定，影響到系統(tǒng)的運行效果和能耗控制?？刂圃倪x型應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的要求和控制策略進行合理選擇。如果選取的控制元件不當，如執(zhí)行器的速度響應(yīng)較慢或傳感器的精度不高等，可能導(dǎo)致系統(tǒng)的響應(yīng)速度較慢，影響到控制的準確性和穩(wěn)定性。

3 解決方法探討

3.1 管道布局問題解決方法

3.1.1 合理設(shè)計管道布局，確保水力平衡

在管道布局設(shè)計階段，應(yīng)考慮系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和水力平衡要求。合理設(shè)計管道的連接方式、管道走向和分支布局，通過合理的支管設(shè)置、平衡閥調(diào)節(jié)等措施，確保各個管段的水流量平衡，避免水力不平衡問題的發(fā)生。

3.1.2 確定準確的管道距離和尺寸計算方法

在管道距離計算中，應(yīng)準確測量和記錄實際距離，避免誤差的產(chǎn)生。同時，根據(jù)管道的材料、直徑和流量要求，采用適當?shù)乃τ嬎惴椒?，如Darcy-Weisbach公式或Hazen-Williams公式，準確計算管道的壓力損失，確保系統(tǒng)的水力性能[2]。

3.1.3 采用合適的管道尺寸選擇方法

在選擇管道尺寸時，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的負荷需求和水流量要求進行合理匹配?？梢圆捎媒?jīng)驗公式、水力計算軟件或?qū)嶋H測試等方法，確定合適的管道尺寸。也要考慮到流速、水力噪聲和能耗等因素，選擇合適的管道尺寸，避免流量不足或過大的問題。

3.2 設(shè)備選型問題解決方法

3.2.1 充分考慮系統(tǒng)負荷和設(shè)備容量的匹配

在設(shè)備選型過程中，應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)的供熱或供冷負荷和工況要求，選擇合適的設(shè)備容量?？梢砸罁?jù)工程計算和經(jīng)驗數(shù)據(jù)，確保設(shè)備的容量能夠滿足系統(tǒng)的需求，同時避免過大或過小的選型，以降低能耗和提高系統(tǒng)效果。

3.2.2 合理配置設(shè)備，確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定

在設(shè)備配置中，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點和工況要求進行合理布局。合理安排設(shè)備的位置、布置和連接方式，考慮到設(shè)備之間的協(xié)調(diào)工作和運行效果。確保設(shè)備之間的流通路徑暢通無阻，避免冷凝器與蒸發(fā)器之間的干擾、風機盤管與空氣供回風之間的干擾等問題，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[3]。

3.2.3 設(shè)備安裝位置選擇不當影響使用效果

在選擇設(shè)備安裝位置時，應(yīng)考慮設(shè)備所處的使用環(huán)境，包括溫度、濕度、振動等因素。確保設(shè)備安裝在適宜的環(huán)境中，避免對設(shè)備性能和壽命產(chǎn)生不利影響。同時，合理布局設(shè)備的位置，確保設(shè)備之間的距離和間隔符合規(guī)范和設(shè)計要求，方便設(shè)備的維修保養(yǎng)和運行管理。

在設(shè)備安裝位置選擇中，要避免將設(shè)備安裝在振動源附近或噪聲較大的區(qū)域。外界的振動和噪聲會對設(shè)備的正常運行產(chǎn)生影響，降低設(shè)備的性能和可靠性。因此，應(yīng)選擇穩(wěn)定的位置，減少外界振動和噪聲對設(shè)備的影響，保證設(shè)備的正常工作。在設(shè)備安裝位置的選擇上，要考慮到設(shè)備的維修保養(yǎng)便利性。合理安排設(shè)備的位置和布局，使得維修人員能夠方便地進入設(shè)備周圍進行維修和保養(yǎng)工作。例如，設(shè)備周圍應(yīng)保留足夠的操作空間和維修通道，方便維修人員進行操作和維護。

3.3 控制策略問題解決方法

在控制系統(tǒng)中，合理設(shè)置參數(shù)對于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和控制效果至關(guān)重要。首先，需要對系統(tǒng)的特性進行充分了解，包括控制目標、響應(yīng)時間要求、穩(wěn)定性要求等。基于這些要求，正確設(shè)置控制器的增益、積分時間和微分時間等參數(shù)，以實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定控制和優(yōu)化性能?？刂七壿嫷脑O(shè)計是控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵步驟。合理的控制邏輯能夠確保系統(tǒng)的準確控制和穩(wěn)定運行[4]。在設(shè)計控制邏輯時，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的特性和控制目標，確定合適的控制策略和算法。

可以采用經(jīng)典控制方法如比例-積分-微分（PID）控制，或者更高級的控制方法如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等，根據(jù)實際情況選擇適用的控制策略。在控制系統(tǒng)中，選擇適當?shù)目刂圃τ谙到y(tǒng)的響應(yīng)速度和控制精度具有重要影響?？刂圃▊鞲衅?、執(zhí)行器和控制閥等。傳感器應(yīng)具有高精度和良好的響應(yīng)特性，以準確感知系統(tǒng)的狀態(tài)。執(zhí)行器應(yīng)具備快速響應(yīng)和可靠性，以實現(xiàn)精確的控制操作[5]?？刂崎y應(yīng)具備良好的調(diào)節(jié)特性和線性度，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定控制。因此，在選擇控制元件時，需要綜合考慮其性能參數(shù)和系統(tǒng)要求，選擇具備優(yōu)良性能的控制元件。

4 具體案例分析與實踐

4.1 案例一：管道布局問題解決實例

本案例涉及一處商業(yè)辦公樓的暖通工程施工，該建筑包括多個樓層，需要進行供暖和供冷系統(tǒng)的設(shè)計和施工。然而在初始設(shè)計中，由于管道布局存在一些問題，導(dǎo)致水力不平衡和壓力損失較大，影響了整個系統(tǒng)的正常運行。針對該案例中的管道布局問題，首先對系統(tǒng)進行了詳細的水力分析和計算，發(fā)現(xiàn)部分支管流量偏大，而其他支管流量較小，存在水力不平衡的情況。為解決這一問題，采取了以下措施：

4.1.1 合理設(shè)計管道布局

重新設(shè)計了管道布局，通過調(diào)整支管的位置和連接方式，使得各個支管之間的水流量分配更加均勻。[6]考慮到系統(tǒng)的復(fù)雜性和布局限制，采用了管道分區(qū)的方式，將不同樓層或不同用途的管道分為獨立的區(qū)域，并通過合理的連接方式實現(xiàn)區(qū)域之間的水流平衡。

4.1.2 安裝調(diào)節(jié)閥和平衡閥

在每個支管上安裝了調(diào)節(jié)閥和平衡閥，通過調(diào)節(jié)閥控制水流量，平衡閥調(diào)節(jié)流量分配。通過準確的調(diào)節(jié)和平衡，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的水力平衡，確保各個支管的水流量均勻分配，解決了水力不平衡問題。

在實施了上述解決方法后，對系統(tǒng)進行了實際運行測試和監(jiān)測。通過對各個支管的流量和壓力進行實時監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的水力平衡得到了顯著改善，各個支管的水流量差異減小，壓力損失降低。同時，系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和能效也得到了提升。

4.2 案例二：設(shè)備選型問題解決實例

該案例涉及一處醫(yī)院的暖通工程施工，需要設(shè)計和安裝供暖、供冷和通風系統(tǒng)。然而，在設(shè)備選型階段，存在一些問題，導(dǎo)致設(shè)備容量選取不合理，造成能耗過高，并且設(shè)備配置不當導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。針對該案例中的設(shè)備選型問題，采取了以下解決方法。

4.2.1 充分考慮系統(tǒng)負荷和設(shè)備容量的匹配

重新評估了系統(tǒng)的熱負荷和冷負荷，并結(jié)合建筑的實際使用情況進行精確計算。在設(shè)備選型時，確保設(shè)備的容量與系統(tǒng)的負荷相匹配，避免過大或過小的情況發(fā)生。通過充分考慮負荷與設(shè)備容量的匹配，可以降低能耗，提高系統(tǒng)的能效。

4.2.2 合理配置設(shè)備，確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定

在設(shè)備選型時，考慮到設(shè)備之間的協(xié)調(diào)運行和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，進行了合理的設(shè)備配置。例如，將供暖和供冷系統(tǒng)的主機、水泵、風機等設(shè)備進行合理組合和布置，確保設(shè)備之間的配合工作和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。同時根據(jù)具體的工程要求和空間限制，合理選擇設(shè)備的安裝位置和排列方式，方便設(shè)備的維護和管理。

4.3 案例三：控制策略問題解決實例

本案例涉及一處商業(yè)綜合體的暖通工程施工，包括供暖、供冷和通風系統(tǒng)的設(shè)計和控制。然而在控制策略階段，存在一些問題，例如控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不準確、控制邏輯設(shè)計不合理和控制元件選型不當，導(dǎo)致系統(tǒng)無法達到預(yù)期的控制效果。為解決該案例中的控制策略問題，采取了以下解決方法：

4.3.1 準確設(shè)置控制系統(tǒng)的參數(shù)

首先，對控制系統(tǒng)的性能要求和控制目標進行了充分的分析和了解?；谶@些要求，對控制器的參數(shù)進行了準確的設(shè)置，包括增益、積分時間和微分時間等。通過調(diào)整這些參數(shù)，使控制系統(tǒng)具備良好的響應(yīng)特性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)系統(tǒng)的準確控制。

4.3.2 設(shè)計合理的控制邏輯

針對控制邏輯設(shè)計不合理的問題，重新考慮了系統(tǒng)的控制策略和算法。根據(jù)實際情況和控制目標，設(shè)計了合理的控制邏輯，包括輸入信號的處理、控制器的動作方式和輸出信號的調(diào)節(jié)。通過優(yōu)化控制邏輯，提高了系統(tǒng)的控制效果和穩(wěn)定性。

4.3.3 選擇適當?shù)目刂圃?/p>

在控制元件選型方面，根據(jù)系統(tǒng)的要求和性能參數(shù)，選擇了適當?shù)膫鞲衅?、?zhí)行器和控制閥等。傳感器具備高精度和良好的響應(yīng)特性，能夠準確感知系統(tǒng)的狀態(tài)；執(zhí)行器具備快速響應(yīng)和可靠性，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的控制操作；控制閥具備良好的調(diào)節(jié)特性和線性度，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定控制。通過選擇適當?shù)目刂圃?，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制精度。

5 結(jié)語

本論文對暖通工程施工技術(shù)中的暖通設(shè)計問題進行了深入分析，并提出了相應(yīng)的解決方法。通過實踐案例的驗證，這些解決方法被證明是有效的，并可為類似問題的解決提供有價值的經(jīng)驗和指導(dǎo)，我們應(yīng)該不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，不斷改進和優(yōu)化解決方法，以提高工程質(zhì)量、性能和可靠性，實現(xiàn)舒適、節(jié)能的室內(nèi)環(huán)境。