广州市建工设计院有限公司 广东省广州市 510030
摘要:当前,建筑物的建设一般都会涉及采暖通风空调工程,以满足用户在采暖、通风和空调方面的生活需求。采暖通风空调工程是一项复杂的系统工程,其设计和施工质量严重影响到后期的使用效果。因此,在设计前期,需要全面了解整个采暖通风空调工程中的关键问题,确定设计方案,以保证工程的经济效益和社会效益。
关键词:采暖通风空调;工程设计;问题
1采暖通风空调设计概述
采暖是通过对建筑物及防寒取暖装置的设计,使建筑物内获得适当的温度。采暖系统由热源、采暖管道以及末端散热设备构成。采暖热源有锅炉、燃气壁挂炉、空气源热泵、地源热泵、水源热泵等;采暖末端有暖气片、地暖、电热膜、无水地暖等,热源和末端可组合出多种采暖方式。
建筑通风分为自然通风和机械通风,是指建筑物室内污浊的空气直接或净化后排至室外,再把新鲜的空气补充进去,从而保持室内的空气环境符合卫生标准。自然通风是在室内外气温差、密度差和风压差作用下实现室内换气的通风。机械通风是利用通风机械实现换气的通风。
空调是指用人工手段,对建筑或构筑物内环境空气的温度、湿度、流速、洁净度等参数进行调节和控制。空调冷热源有锅炉、冷水机组、空气源热泵、地源热泵等;空调末端有壁挂机、柜机、风机盘管、风柜等,冷热源和末端也可组合出多种空调方式。根据空调冷(热)负荷输送介质的不同可将空调分为风管系统、冷(热)水系统、冷媒系统三种类型。风系统以空气为输送介质,与大型全空气中央空调的原理基本相同,室外机主机集中产生冷/热量,将从室内引回的回风进行处理后再送入室内。风系统的空气输配系统所占建筑物空间较大,需要较大的层高。如果要满足不同房间的不同负荷需求,还需要添加变风量末端。水系统输送介质通常为水,通过室外主机产生出空调冷/热水,由管路输送至室内的各末端装置,在末端装置处冷/热水与室内空气进行热量交换,产生出冷/热风。末端主要是风机盘管。以制冷剂(主要为R410a)为输送介质,有室外机通过管路向多台室内机输送制冷剂,通过控制调节整个系统内的冷媒流量,适时的满足室内的负荷。
2采暖通风空调设计思路
2.1方案设计
方案设计不仅对建筑室内环境参数和初投资产生较为显著的影响,同时也对系统的可靠性和维护费用产生影响。在方案设计中,若无法保证方案的科学性与合理性,就会造成十分严重的经济损失,因此在方案设计时考虑方案的经济性与安全性,进而提高方案的合理性。
2.2采暖设计
建筑供暖设计指的是先从了解当地气象资料入手,并根据当地热源情况(集中供热或其他热源),选定适宜的采暖方式,然后根据建筑物的围护结构情况进行供暖热负荷计算→选取散热器或敷设地暖→进行平面布置→绘制管道系统图并进行水力计算(管径选择及水流阻力计算)→配备相应的附属部件→绘制相应的安装大样→完成采暖工程的施工图。
2.3通风设计
通风工程是送风、排风、除尘、气力输送以及防烟排烟系统工程的统称。防烟排烟是通风的一项重要内容,事关项目能否顺利验收。防烟设计的思路是明确部位或场所(防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或合用前室等)→系统方案→计算风量→布置风口风管→计算系统阻力→风机参数→完成防烟工程的施工图。排烟设计的思路是明确部位或场所(车库、地下房间、地上房间、走道、中庭等)→防烟分区→系统方案→计算风量或排烟窗面积→布置风口风管→计算系统阻力→风机参数→完成排烟工程的施工图。
自然通风排风量受室内外温度、湿度、大气压、风向和风速等因素影响,排风能力小,排风量很不稳定,有时排风口处于正压状态,发生倒灌现象。因此设备用房、卫生间等通常要设置机械通风系统,以排除里面的余热、余湿、臭气。设计的思路是明确换气次数→系统方案→计算风量→布置风口风管→计算系统阻力→风机参数→完成通风工程的施工图。
2.4空调设计
建筑空调设计指的是先从了解当地气象资料入手,并根据当地冷热源情况(集中供冷和供热或其他冷热源),选定适宜的空调方式,然后根据建筑物的围护结构情况进行空调负荷计算→选取空调末端和冷热源→进行平面布置→绘制管道系统图并进行水力计算(管径选择及水流阻力计算)→配备相应的附属部件→绘制相应的安装大样→完成空调工程的施工图。
在采暖和空调设计时,全热交换机是一种比较理想的通风设备,让新风与排风换热,以节约采暖和空调的能耗。在安装换气装置时,仔细考量排风口与新风口的位置,以保持适度的距离,防止气流短路。
总之,采暖通风空调设计要思路清晰、方案合理、有理有据、交代清楚。
3采暖通风空调工程设计需要注意的问题
3.1熟悉建筑情况
在建筑暖通空调设计中,首先需调查建筑内部与外部环境情况,了解各项与建筑项目有关的信息内容,包括建筑楼层、面积、高度、内部结构等,保障暖通空调设计始终与建筑功能、建筑平面规划等相对应。例如,在地下通风系统设计中,应参考该建筑平面规划设计,将进风口和排风口设置在建筑外不同方向,以满足规划和使用要求。在进行制冷机房、锅炉房选址设计时,同样是在参考规划图纸的前提下,结合建筑具体功能,最终将制冷机房、锅炉房设置在临近空调区,大幅缩短输送管道长度,减小输送能耗。
3.2计算负荷和风量
在确定暖通空调方案后,在结合建筑室内外气候条件、环境情况等基础上,依照国家设计规范,计算暖通空调负荷。例如,在计算建筑冬季采暖系统热负荷时,需分别计算出由基本耗热量与附加耗热量共同构成的建筑围护结构耗热量,以及冷风渗透耗热量,各房间的热负荷按各房间的情况逐个计算,不能套用指标。
3.3控制噪音
在暖通空调设计过程中,需要控制暖通空调系统的噪音。例如,在设计空调风系统时,为保障建筑居住环境的安静舒适,在条件允许的情况下,可将微穿孔板消声器设计安装在空调风系统中,以尽量减小系统运行噪声。在空调机房设计中,应选择使用低噪音产品。
3.4选择设备
在暖通空调设计中,设备的选用是比较关键的,其能耗、功率、运行性能等直接影响着暖通空调系统在建筑工程中的使用效果。因此需要结合工程实际情况,并依照国家相关标准要求进行合理选择。例如,在冷热源机房设计中,选用3台变频离心式冷水机组,搭配使用1台全热回收螺杆式冷水机组。通过选择此种机组设备,避免大马拉小车,回收冷凝热,顺利制取建筑所需生活热水。在南方,冬季气温较低时,可使用空气源热泵,为建筑提供空调热量及生活热水。
3.5积极运用节能技术
在绿色建筑理念下,需要根据实际情况,灵活选择各种节能环保型设备。例如,在建筑各功能区域中,分别设计使用冷暖多联空调系统,将R410a作为冷媒,相比R22或R134等冷媒,至少节能15%,在实现节能的同时保护大气环境。根据建筑末端实际需要进行供冷、供热,避免出现传统暖通空调系统时常出现的过冷或过热,从而防止能耗过大。在设计中,积极将变频技术引入其中,如冷水机组变频、水泵变频、冷却塔变频、风柜变频、风机变频等,使空调系统始终能保持低流速运行状态,可获得良好的节能效果。在设计中,除了可采用太阳能光热外,也可以采用先进的光电技术,负责为暖通空调的正常运行提供必要电能。在设计中,选用低能耗、噪声小的新风换气机,以践行绿色建筑的目标。
结语
综上所述,设计采暖通风空调系统时,需要科学全面地思考整个系统,明确关键问题,控制设计步骤,以求达到使用者的要求。同时注意节能,在满足使用需求上,提升经济效益和社会效益。
参考文献
[1]刘跃.暖通空调工程设计安装问题初探[J].科技创新与应用,2014(36): 247.
[2]郑振旭.浅谈采暖通风空调工程设计中应注意的几个问题[J].赤子(上中旬),2014(15):335.
[3]刘连国.采暖通风空调工程设计中应注意的几个问题[J].科技资讯, 2010(08):49.