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摘要：随着城市化建设等级的不断提升,当下社会基础设施建设对于实体建筑的要求相较于以往而言也有了质的转换和增长,不再以简单的结构设计为本位,而是更加强调舒适性、安全性和节能性。这种变化就要求相应的城市建筑也应当从传统的思维模式中寻求改革与创新,要积极适应新的社会发展趋势。而暖通设计作为保证居民生活品质的重要组成部分,在这种情况下也应当受到更加高度的重视和关注,特别是就现代化城市建设而言,要尤为强调新理念的融入和运用。基于此，文章就基于新理念下的城市建筑暖通设计展开探究。
关键词：新理念；城市建筑；暖通设计
引言
当前，随着科学技术的不断发展和国民经济的高速增长，人民群众的生活水平也得到持续提高，在物质得到满足的基础上，开始更多地关注生活环境的舒适度。城市建筑暖通设计，是指借助相应的装置来调节建筑内的温度，确保冬暖夏凉，以提升人们居住的舒适度。但与此同时，随着生态文明建设的深化，人们对节能环保的关注度也逐渐提升，需要将绿色设计的新理念融入暖通设计中，从而真正满足人们的居住需求。
1城市建筑暖通设计概述
城市建筑暖通设计，主要包括房屋供热、供气，以及通风与空调系统工程。简而言之，即采暖、通风与空气调节。暖通设计是城市建筑整体设计的重要构成部分，对室内空气温度进行调节，并且做好室内外空气流通与交换工作，以确保城市建筑的热能稳定和建筑中的空气流通，且使温度符合通风规定，保持宜居的温度，给居民住户带来舒适的居住生活体验。
近年来，“绿色建筑”越发被人们所关注与认可，新理念下城市建筑暖通设计工作的开展，需要从具体的环境出发，遵循“以人为本”的原则，采取科学、合理的措施，进行符合国家可持续发展战略的绿色节能设计工作，为人们打造宜居的环境氛围，在满足其居住要求与标准的同时，也能起到保护生态环境的作用。
2新理念下的城市建筑暖通设计要求
2.1立足概念,分析内涵
暖通设计是将供暖、燃气和空调融为一体的全新规划,它能够结合不同季节群众对于温度的要求。在建筑的运行中,暖通设计能够同时完成空气交换,调节温度和湿度等工作,能够实现温度和气体的互相平衡,而这两者的互相调节也是暖通设计基本作用的核心体现,也决定了暖通设计同其他空调系统的区别。从整体上讲,暖通设计的质量在很大程度上影响,甚至决定了群众住宅的生活环境。传统的暖通设计理念过于强调对施工单位的要求,也将施工单位的资质作为决定建筑质量的唯一标准。而新型的理念却更为全面,更为细致地考虑到暖通设计的环境化建设,它考虑到暖通设计可能对大自然产生的危害,同时也提倡对环境的维持和养护,避免造成过多的环境污染和资源浪费。
2.2纵观整体,分析要点
2.2.1节能
节能是当下社会对于建筑施工最为基本的诉求,也是城市暖通设计新理念的首要准则。当前，节能设计理念在暖通设计中的渗透主要体现在两个方面，首先人们开始注重使用传统风来进行人工风的替代，这不仅减少了人工风生产过程中所带来的各种能源消耗，而且也保证了暖通系统作用发挥中不会对环境造成影响。其次，现在的建筑物暖通设计更加注重建筑各部件的协同设计，即将暖通系统中的各个设备进行连接，将一个设备中所产生的能源物作为另一个设备的运用物。例如，施工设计人员将建筑中的地暖、空气调节以及通风三个方面的设备进行连接，加强了对自然风的回收与利用，有效实现了暖通设计中节能理念的落实。通过将节能理念渗透到建筑暖通设计中，既能够减少能源的消耗，同时也可以为用户提供更加舒适的居住环境。
2.2.2经济
建筑工程运行的本质目的是为了追求现实的经济效益,这也就意味着成本的控制也是建筑工程扩展自身利润空间的主要途径。而暖通设计作为构成建筑工程整体投入的主要方面,所需要花费的资金也相对较高,需要大量的人力和物力投入。新理念要求暖通设计除了要满足建筑工程的环保性要求之外,还需要满足经济性的要求。在这种情况下,设计主体就应当更加致力于新型技术和材料的开发,特别是就暖通系统的后期维护而言,应当尽可能提升维修和检查的效率,避免出现二次返修的现象。
2.2.3循环
传统的暖通设计在后期运行中都会产生大量的热量,这些热量往往不经过有效处理,便直接排放到大气中不仅仅会造成空气的污染,同时也会消耗大量的能源。因此,新理念也倡导城市建筑的暖通设计应当重视对热量的循环利用,同时也应当加强对中央空调的优化。建筑运行要收集室内的已有热量,并将其进行循环利用,以此来推动建筑屋顶的供暖。而这一系列操作的完成都离不开事先的科学设计,设计主体应当立足于建筑可循环发展的角度,将新理念融入到暖通设计的全过程中去,并且要反复确认方案的合理性与可行性,要保证方案中的各项要求都能够落到实处。
2.2.4减排
设计主体应当在方案设计阶段融入节能减排的理念,同时设计主体也要将自身的预先规划工作作为整体施工的重点。由于暖通系统对不可再生能源的消耗较大，所以对环境的发展产生巨大的影响。具有关研究表示，科学的节能方法能有效降低暖通空调系统的CO2排放，初步估计为35%～49%。所以，实施节能减排的措施具有极其重要的意义，更符合社会发展的实际需求，有利于社会的可持续发展。
3暖通设计中的常见问题与改善对策
3.1常见问题
3.1.1设计参数选取不准确
在目前建筑暖通设计过程中，由于建筑物等面积、高度、内部结构存在差异，在具体参数选择方面也会存在明显的不同。在具体设计过程中设计参数需要包含传入的热量、太阳辐射量、人体散热量、照明散热量、室内食物物料的散热量以及空气流动带入的热量等基本数据，这些数据对暖通设计的整体质量有着直接的影响，在实际设计中应当作为重要的参数进行选择。由于建筑物室内情况不同，在设计参数的选取过程中，需要进行详细的调研才能够设计出准确的暖通系统。但是在实际设计过程中，调研工作的实施效果不理想，导致在设计参数选取过程中存在不准确的情况。
3.1.2暖通工程设计图纸不完善
对于建筑暖通设计而言，工程设计图纸应当在完善性方面达标，不但要对暖通系统进行详细的设计，还应当对其结构进行细化，并将暖通工程相关的连接系统的部位进行详细的设计，做到工程设计图纸的无缝衔接。但是在实际设计过程中，建筑暖通工程设计图纸往往在自有系统的设计中相对完善，在连接部位的设计上却没有给予足够的重视，导致筑暖通工程设计图纸在连接系统的设计方面存在不完善的情况，使得整个暖通工程在具体实施环节出现问题，影响了暖风系统的施工质量。因此，设计图纸不完善的问题，必须得到有效的解决，以确保暖通系统与连接部位在衔接过程中达到质量要求。
3.1.3暖通系统设计不准确
暖通系统在设计过程中，需要保证系统的结构和功能满足使用要求。例如空调系统中的制冷设备、散热设备、电源线路和管路等功能和结构符合质量要求。如果这些设备和配件连接方式不准确，或者系统结构存在问题，不但无法发挥暖通系统的基本功能，还会得给整个系统运行造成较大的影响，使暖通系统在运行质量上无法提高，制约了暖通系统功能的发挥，使暖通系统的设计质量存在严重问题。目前暖通系统在设计中结构不完善的情况较为突出，导致整个暖通系统在安装之后的使用功能受到了影响。因此，提高暖通系统的设计准确性，对系统的有效应用具有重要作用。
3.2解决对策
3.2.1保证暖通工程设计达到规范的要求
针对于暖通工程的施工中，合理的设计是确保施工顺利进行的关键。因此在设计的时候需要全面的考虑到工程的采暖效果、空间面积以及能源的节约等等。供暖方式应根据建筑物规模，所在地区气象条件、能源状况及政策、节能环保和生活习惯要求等，通过技术经济比较确定。供暖室内设计温度严寒和寒冷地区主要房间应采用18℃～24℃； 夏热冬冷地区主要房间宜采用16℃～22℃；设置值班供暖房间不应低于5℃。当建筑物存在大量余热余湿及有害物质时，宜优先采用通风措施加以消除。建筑通风应从总体规划、建筑设计和工艺等方面采取有效的综合预防和治理措施。对不可避免放散的有害或污染环境的物质，在排放前必须采取通风净化措施，并达到国家有关大气环境质量标准和各种污染物排放标准的要求。 应首先考虑采用自然通风消除建筑物余热、余湿和进行室内污染物浓度控制。对于室外空气污染和噪声污染严重的地区，不宜采用自然通风。当自然通风不能满足要求时，应采用机械通风，或自然通风和机械通风结合的复合通风。 空调区内的空气压力，应满足下列要求：舒适性空调，空调区与室外或空调区之间有压差要求时，其压差值宜取5Pa～10Pa，最大不应超过30Pa；2工艺性空调，应按空调区环境要求确定。高层建筑工程设计空调的时候，需要结合实际的面积确定换气的次数，从而确保空气热值与楼层湿度达到规定的标准要求。
3.2.2确保设计方案的科学与精细
暖通工程施工中需要确保设计方案与施工图纸需要达到一定的精密程度，这样工程的施工质量就会越高。因此在工程设计的时候做到以下几点：首先，要求设计人员仔细了解设计规范。充分结合行业标准开展暖通设计工作，除此之外，针对暖通设计方案中的一些不足要及时进行协调，结合施工现场实际情况采取有针对性的措施改正，确保暖通设计工作的顺利开展；其次，需要熟悉系统，确保各个分系统能够通过一定的组合成为一个完整的系统；最后，设计人员要结合新的技术、理念来开展设计工作，运用新技术、新理念实现建筑暖通设计工作优化，更好的服务大众。
4基于新理念下的城市建筑暖通设计措施
4.1建筑围护结构设计调整
(1)设置必要的遮阳及隔热设施。在建筑屋顶、外墙及外窗处容易产生热量传入,对此在设计中应考虑遮阳措施,比如使用双层玻璃或架设遮阳板。在建筑的屋顶也要采取有效的隔热措施,比如采用屋顶花园等。
(2)对建筑围护结构进行改善,提高其保温性能,避免产生较大的冷热损失。设计中应在围护结构上使用保温材料,加强门窗气密性,通过设置密封条来保证。
4.2设置合理的空调室内参数
4.2.1室内温度
在条件允许的情况下,应降低室内温度参数设置标准,符合室内基本要求的基础上,提高夏季时室内的温度并降低冬季时室内的温度。在室内制冷过程中,其温度不宜低于26℃,而在制热过程中,温度不宜超过20℃。
4.2.2室内湿度
当建筑对室内的湿度未提出明确要求时,可降低其设置标准,一般夏季时,建筑室内的湿度以不超过70%为宜,而在冬季时室内的湿度达到30%以上即可。
4.2.3新风量
新风量在设计中应予以严格控制。在需要制冷与供热的建筑房间中,系统能耗将随着新风量的增加而变大,针对这种情况,需将新风量严格限制在满足卫生要求最下限即可。而在春秋两季,需要使自然通风达到最大,缩短新风机组实际运行时间,起到节能的作用。
在满足卫生条件要求前提下,借助有效手段控制新风量,如减少换气频次、于新风入口处增加旁通,采用双风机;于回风处设置二氧化碳检测装置,以回风中二氧化碳浓度为依据对新风风门实际开度进行调整;最大限度利用自然新风;根据室内人员流动情况,制定合理的风阀控制计划。
4.3空调风系统节能设计
(1)尽量提高送风温度差,以减少送风量,起到节能的作用。(2)以温度和湿度的控制标准为依据,结合控制精度、不同房间具体朝向与使用时间及对洁净度提出的要求,进行空调区域划分,以此减少或避免过冷过热现象,并防止冷热相互抵消而造成的能源浪费。(3)将定风量系统改造为变风量,实现对风量的变频控制,即随着负荷发生的变化,对运行状况做自动调节,从而实现节能目标。(4)采用变频风机,确保其工作频率可以结合实际需求确定,从根本上避免风机始终处在全负荷状态,有效减少能耗。(5)对于空气处理设备,在设计中应考虑充分利用回风,尤其是新风量,应采用允许范围中对应的最小标准,且不可随意增大[3]。
4.4空调水系统节能设计
(1)有效考虑闭式循环,以此减少水泵实际消耗,并延长管道等附属设备的寿命。(2)选用变流量的形式,确保换热器实际供水量及系统实际循环水量都能根据空调负荷发生的变化调节,从而减少输送能量。(3)采用变频水平,确保水泵实际工作效率可以将实际需求作为依据进行调节,防止其始终处在全负荷状态,有效减少能耗。(4)在达到空气处理条件时,提高冷水初始温度,如果能提高制冷机组的蒸发温度,则可以显著减少制冷剂电耗,一般每提高1℃就能减少2%～3%的电耗。(5)条件允许时,增加冷水系统中供水和回水的温差,但要注意不可超过8℃,以此减少循环水需要达到的流量,起到节能的作用。
4.5冷却塔节能设计
(1)冷却塔工作原理如图1所示,冷却塔需要布置在有良好通风的位置,并远离高温和会产生有害气体的物体,避免对其正常运行造成不利影响。
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图1冷却塔工作原理
(2)引入变频技术,根据进水和出水的温差度,采用变频器对风机频率进行调整,通过对风机实际转速的持续改变来减少能耗。
5工程实例概述
5.1工程概况
超高层建筑地下3层，地上37层，建筑高度160.40m，总建筑面积198736.60m2，地上建筑面积151932.33m2，标准层建筑面积1700m2。地下1层～3层为车库及设备用房，其中地下3层局部平时为车库，战时为人防工程（包括甲类人防物资库、二等人员掩蔽所和柴油发电机房），地下1层局部设有超市；地上1层～4层裙楼功能为商业、餐饮及院线；地上5层～37层主楼为办公，其中11层为低区避难层，24层为高区避难层。整个大楼冬、夏设舒适性中央空调。裙楼及主楼采用风机盘管加新风机组中央空调系统，院线采用多联机空调系统。
5.2新理念下的暖通设计要点
5.2.1冷热源设计
夏季裙房与主楼设独立冷源，地下1层～裙房4层冷源为离心式冷水机组+螺杆式冷水机组，5层～37层主楼冷源为双工况电制冷机+冰蓄冷装置。冬季设共用热源，热源为4台常压真空热水机组。
裙房空调冷源为2台离心式冷水机组+1台螺杆式冷水机组，见图1。单台离心式冷水机组额定制冷量为2813kW，单台螺杆式冷水机组额定制冷量为1406kW，总额定制冷量为7032kW，夏季提供7℃/12℃冷水。通过冷水机组运行台数和自控来恒定冷媒供水温度。
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图1 2台离心式冷水机组+1台螺杆式冷水机组
主楼冷源为2台双工况离心式制冷机+1套蓄冰装置，见图2。单台双工况离心式制冷机制冷工况额定制冷量为2989kW(6℃/11℃冷媒），制冰工况额定制冷量为2005kW(-5.6℃/-2.18℃冷媒），蓄冰装置的最大蓄冷量为10272RTH。主楼低区空调水系统夏季设1套水水板式换热机组，内置2台换热器，总换冷量为6.4MW，单台换冷量为总冷量的75%，一次冷媒：3.5℃～10.5℃乙二醇溶液，二次水：6℃～13℃冷水；主楼高区空调水系统夏季设1套水水板式换热机组，内置2台换热器，总换冷量为4.7MW，单台换冷量为总冷量的75%，一次冷媒：3.5℃～10.5℃乙二醇溶液，二次水：6℃～13℃冷水。
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图2 2台双工况离心式制冷机+1套蓄冰装置
空调热源为在整栋大楼地下二层设置4台常压真空热水机组，热媒温度：85℃/65℃，单台制热量为3.489MW，总制热量为13.956MW。裙房空调水系统设1套水水板式换热机组，内置2台换热器，总换热量为4.6MW，单台换热量为总热量的75%，一次热媒：85℃/65℃热水，二次热媒：60℃/45℃热水；主楼低区空调水系统冬季设1套水水板式换热机组，内置2台换热器，总换热量为5.2MW，单台换热量为总热量的75%，一次热媒：85℃/65℃热水，二次热媒：60℃/45℃热水；主楼高区空调水系统冬季设1套水水板式换热机组，内置2台换热器，总换热量为3.8MW，单台换热量为总热量的75%，一次热媒：85℃/65℃热水，二次热媒：60℃/45℃热水。
5.2.2空调系统设计
本建筑根据使用功能及业态，共划分3个独立的空调水系统，分别为裙房空调水系统和主楼高、低区空调水系统。地下1层～裙房4层为一套空调水系统；5层～23层为主楼低区空调水系统，24层～37层为主楼高区空调水系统。采用二管制变流量同程系统。
裙房空调水系统为地下1层～地上4层裙房服务，空调系统采用位于地下3层制冷站内的自动补水排气定压机组定压补水，空调水系统工作压力为0.75MPa，试验压力为1.125MPa，空调冷媒夏季为7℃/12℃冷水，热媒为60℃/45℃热水，空调系统设备、阀门及附件承压1.6MPa。
主楼低区空调水系统为地上5层～地上23层主楼服务，空调系统采用位于地上24层避难间内的膨胀水箱定压补水，空调水系统工作压力为1.45MPa，试验压力为1.95MPa，空调冷媒夏季为6℃/13℃冷水，热媒为60℃/45℃热水，空调系统设备、阀门及附件承压2.0MPa。
主楼高区空调水系统为地上24层～地上37层主楼服务，空调系统采用位于主楼屋顶水箱间内的膨胀水箱定压补水，空调水系统工作压力为1.95MPa，试验压力为2.45MPa，空调冷媒夏季为6℃/13℃冷水，热媒为60℃/45℃热水，空调系统设备、阀门及附件承压2.5MPa。
裙楼按区域合理布置新风系统，保证商铺满足20m3/（p.h）的新风要求。
主楼办公设置新风系统保证办公室满足30m3/（p.h）的新风要求。新风系统以避难层为界限分为三个区，分别从高、低区避难层及屋顶排风、取风。在每一层均设置一个新风机房，新风机组及空调立管放置于新风机房内，空调立管包括高低区供、回水管、同程回水管，新风机组供、回水管，高低区膨胀管，避难层新风机房放置膨胀水箱及软水器。
5.2.3通风系统设计
地下水泵房、中水站设机械通风系统，排风换气次数为6次/h，送风为排风量80%。
变配电室、柴油发电机房采用气体灭火，设平时通风兼事故通风，排风换气次数为12次/h，送风换气次数为8次/h。
地下制冷站设机械通风兼事故通风，排风换气次数为6次/h，送风换气次数为4次/h；事故通风换气次数12次/h，送风换气次数为8次/h。
地下燃气锅炉房设机械通风兼事故通风，排风换气次数为6次/h，送风换气次数为4 次/h；事故通风换气次数12次/h，送风换气次数为8次/h，通风机均采用防爆型。
地下车库设机械通风，排风量为6次/h，送风为排风量80%。
厨房设机械通风，排风量为6次/h，送风为排风量5次/h，同时设排油烟系统及补风系统，废气由油烟净化器处理达标后高空排放。
卫生间均设机械排风系统,排风次数为10次/h。主楼卫生间在屋顶设置排风机，每层设置排风口。
电梯机房设机械排风系统，排风换气次数为15次/h。
结语
综上，基于新理念下城市建筑暖通设计的过程中，需要重视绿色、环保与节能技术，在保证满足居民的居住需求的同时，还要重视能源的节约，合理应用可再生能源，建设绿色建筑，从而促进现代建筑行业的可持续发展。
参考文献
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