高层建筑暖通设计中存在的问题及改进策略

发表时间:2021/5/7   来源:《城镇建设》2021年第4卷第3期   作者:张红岩
[导读] 本文以高层建筑暖通空调设计问题为研究对象,首先对高层建筑暖通空调的节能问题进行分析,随后围绕如何实现高层建筑暖通空调设计与节能,结合某体育场馆案例,提出一些针对性的设计措施,以供参考。
        张红岩
        新疆现代建设(集团)有限公司伊宁市分公司  新疆伊宁市  835000
        摘要:本文以高层建筑暖通空调设计问题为研究对象,首先对高层建筑暖通空调的节能问题进行分析,随后围绕如何实现高层建筑暖通空调设计与节能,结合某体育场馆案例,提出一些针对性的设计措施,以供参考。
关键词:高层建筑;暖通空调;节能设计
引言
        暖通空调系统的功能就是创造舒适、健康的室内环境。暖通空调系统参数中,除温度、湿度参数外,另外一个主要的参数就是室内空气品质,一般情况下,通过合适的措施增加室内新风量是改善暖通空调室内空调品质最有效的方法,新风量越大,室内空气品质越好。但是,新风量的增加会增加处理新风的耗能。在符合基本要求的设计条件下,用于处理新风的能耗一般要占整个空调运行费用的 30%~40%。虽然人们已意识到能源紧张带来的危机,但人们追求舒适健康的环境要求是不会停步的,满足人们的这种要求与能源紧张的矛盾将会更加突出。因而空调系统中增加新风量的同时如何能做到节约能源消耗的问题是最近几年暖通空调节能研究的一个重要新课题。
1.高层建筑暖通空调的节能问题分析
1.1 对高层建筑暖通空调设计的认识不足
        当下针对高层建筑暖通空调的设计,由于缺乏设计深度,导致相应设计方案难以体现出针对性,尤其是难以体现不同空间的供暖温度差异变化,不仅不利于增强暖通设计方案的效果,同时也造成较大的能源损耗。另一方面,在高层建筑内进行空调设计时,由于空间较广,气流扩散的速度也比较慢,在设计时同样需要彰显不同空间的温度差异性,基于不同空间,做好温度分层,能够有效提高室内的舒适度,降低能源消耗。比如在体育场馆中采用座椅送风、置换通风形式,相比传统的上送下回空调通风设计,其不仅能够有效节约30%的能源,还能够显著提升室内的舒适度,因此在实际开展大空间建筑暖通空调设计时,需要提高认识,深入结合室内不同空间对温度的通风需要,彰显其设计针对性,更有利于提高暖通空调的设计水平。
1.2设计图纸内容空缺
        图纸设计是一切工程项目的基础,所有工作都要参考图纸进行施工。高层建筑在安装暖通空调时,如果图纸内容出现空缺会不利于开展工程施工,甚至会对整体建筑的施工和设计产生不可预计的严重后果。最具代表性的是阀门的分环设计,施工环节复杂,难度较大,增加后续对系统修缮的难度,空调在使用过程中可能会面临着很多技术性障碍。
1.3空调通风设计不完善
        高层建筑在安装暖通空调时会有非常明确且严格的指标规定,然而在实际安装时,由于设计者会把各种安全系数糅杂在一起测算,选用的空调制冷器的容量远远大于正常的冷负荷数值,此外设计者在估测符合标准时没有依据规定的指标进行测算,结果出现误差,最后测出的结果与真实结果脱节,由此导致高层建筑空调装机的容量高于正常值。该问题导致的突出后果就是对于电能、水能等资源的浪费相当严重,由此加大经济投入,成本高昂,同时也会降低制冷机的使用效率,加大负荷量,加快零部件的磨损,缩短使用寿命。
2.高层建筑暖通空调设计的改进策略
2.1图纸审核
        事实上,在暖通工程施工过程中对设计图纸的要求和审核相当严格,在图纸设计完成后,首先要找出图纸中的错误及疑点,其次对暖通工程实施中设计的施工材料及工艺进行核定,特别是新型建材与工艺,图纸中设计的内容应经过充分地计算及验证,确保施工材料、工艺可满足图纸的设计要求,这些工作应在施工前完成。在施工前应对图纸管线方位进行管理,根据实际情况协调工艺流程,并对暖通工程实施中涉及的技术进行评定,以确保新型材料与工艺可以满足施工需求,并对设计图纸的合理性进行审核,不仅要查看暖通工程安装空间的合理性,而且要根据实际情况对图纸进行修改,确保其满足暖通工程的实施需求。


2.2设计需具有规划性
        在高层建筑暖通空调系统的设计中,需要使各个系统之间相互配合。各个系统之间相互配合,能够合理利用能源,这也是符合当今的发展规律的。一般来说,在室内环境正常运转的形势下采用辐射制冷技术,使各个系统之间相互配合,确保冷空气在室内运行。在具体的实践中,如果系统设计满足了各项功能,还需要考虑成本,尽可能减少各个环节的费用。
2.3冷源与热源方案
        首先,在冷源方案上,采用了 2 台离心式冷水机组,制冷量为 2000 kW。除此之外,还配置有 1 台螺杆式冷水机组,制冷量为 850 kW。冷水温差比较大,供水温度为7.5 ℃,而回水温度有所提升,提升温度数值为 6 ℃。在冷源设计中,没有进行备用冷水泵以及机组设置。因此对后续管理有较高要求,尽量避免出现因故障停机问题。在冷源系统设计中,冷水机组需要采用两种运行方式:①定流量形式;②变流量形式。后者形式更加简单,实际控制也并不复杂,只需要采用两通阀,实现对各末端冷水量需求的自动化控制。相比其他系统,该系统有更强的节能潜力与节能效果,不仅如此,这种系统设计成本更低,占用面积更小,因此非常适合进行推广应用。在实际进行系统设计时,需要着重考虑以下两点:①对于冷水机组的设计,应注意加强变水量范围控制,与此同时,做好水量变化速率的控制也非常重要;②在进行设备控制时,伴随着冷水机组容量的调节,还应注重考虑水泵随之变速问题。上述二者运行应注重彰显协调性,明确其中的控制逻辑,才能充分发挥系统节能降耗的效果。
2.4 制作安装风管
        在制作安装风管时,应选择符合图纸要求的材料,同时在风管安装中避免出现下沉等问题,还要对开口尺寸、位置进行合理规划,合理规范施工,确保风管管口充足。此外,在风管制作过程中应对所需材料(辅料、角钢、镀锌钢板等)进行检查,严禁使用不具备质量鉴定文件、出厂合格证的材料,且选择的镀锌钢板应满足以下要求:①厚度均匀。②表面平整。③有镀锌层结晶花纹。④无压伤、水印、锈蚀、刺边、结疤、裂纹等现象;选择的角钢应满足以下要求:①无扭曲、裂纹。②厚度均匀。③宽度一致。④咬缝无缝隙、胀裂。
2.5 空调风系统
        针对体育场馆空调风系统设计,可以引入一次回风全空气定风量空调系统,这种系统不仅有更大的进风面积,而且提供的新风量也比较充足。在此基础上,出于能源节约的考量,在冬夏温度比较极端的季节,可以将新风量控制在最小。在春秋两季,由于举办的赛事相对较多,可以结合体育场馆运行实际,适当增加新风量,在这一过程中,还应注意控制好最大新风比,一般为70%左右即可。针对体育馆办公用房,在风系统设计方面,还可以采用多联机分体式空调系统+新风热回收空调系统进行设计,运行相互协调,既能够保证通风需求,又能够节约能源。
2.6暖通工程验收
        在暖通工程施工完成后,监理部门应参照相关制度与标准进行验收,不仅要把控整体质量,而且要对工程中的效果和细节进行检测,并结合空间布局对设备的安全性、密封性进行评估。若发现隐患,应及时与相关人员沟通并进行整改、返工。若无法满足质量要求,则坚决不予以验收。
结束语
        暖通工程建筑具有复杂性的特点,要求工作人员具有专业的技术、负责的态度,严格把控施工质量、工程图纸,并遵循相关规定提高施工质量,为居民营造安全舒适的生活环境。
参考文献:
        [1] 程哲铭.试述建筑暖通工程施工质量管理与控制[J].建材发展导向(上),2018(7).
        [2] 康智强,李志星,董建男,等.BIM技术在暖通工程设计施工中的应用[J].建筑技术,2018(5).
        [3] 张海峰.暖通空调工程现场施工难点与优化途径[J].大众标准化,2020(9).
        [4] 房建洋.建筑暖通工程施工要点及质量管理研究[J].科技风,2020(10).
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