殷承斌
上海建筑设计研究院有限公司海南分公司，海南 海口 570100
摘要：随着城市化进程愈演愈烈，以酒店、地标建筑和高端写字楼为主的高层建筑越发受到建筑行业的重视。除了要保证安全和提升质量，追求建筑的居住舒适度也尤为重要。暖通空调设计既能满足建筑的基本需求，还符合现代人所追求的居住潮流，因此，成为了当今设计者们重点的研究对象。
关键词：高层民用建筑 ；暖通空调系统 ；设计要点
中图分类号：TU712 文献标识码：A
1 暖通空调系统
建筑工程中的暖通空调主要包括采暖系统、通风系统以及空气调节系统，其中采暖系统主要负责为建筑内部提供所需热量，是建筑工程中不可或缺的基础功能之一。通风系统主要实现建筑物外部环境和内部环境之间的空气交换，进而实现建筑室内空气质量优化的目的。空调系统能够根据建筑用户的使用需求对室温进行有效调节，提升室内空间的舒适度。由此可见，上述几个功能系统之间属于相互依存的紧密关系。
2高层民用建筑暖通空调设计要点
2.1 空调循环水泵设计要点分析
通常情况下，设计人员在进行空调水泵设计的时候，经常会出现实际参数值偏大的问题，设计的水泵容量与实际需求量存在出入，甚至超出需求量的两倍，这样一来不但会造成资源浪费，还会增加系统运行费用的投入。而之所以会出现此种问题主要是因为设计方案总的冷负荷参数过大，设计人员进行净水压力测算以及水利平衡计算的时候没有保证结果的准确性，导致循环阻力值偏高。此外，如果设计人员在计算过程中没有注意冬夏季节的流量差异情况也会造成计算结果的不准确。例如，在某个高层民用建筑工程中，冬季和夏季的温差不同，负荷不同，最终导致了需求量存在差异，夏季需要的冷循环水需求量为400m3/h，在冬季的时候需要热循环水需求量为200m3/h。由此可以看出，系统在不同季节中对于循环水流量的需求和温度控制上的差异是较大的，因此设计人员在进行参数设计的时候必须注重季节的差异，如果在设计中应用一台循环水泵装置，必然会在运行中造成能源浪费，因此，对于冬季所用热水泵以及夏季所用冷水泵需进行分开独立设计。在设计过程中，系统的水泵扬程参数的选择也是非常关键的设计要点。例如，在某个高层民用建筑中，可以在高度参数为80m 左右的屋顶结构上设置冷却塔，进而形成闭合性质的循环系统，但是工程设计人员在进行扬程选择时将高程参数设置错误，导致系统的水泵扬程最后超过了93m。为了避免这种情况出现，工程设计人员必须注重参数计算方式以及水泵类型的正确选择。与此同时，由于系统中循环水的流量并不是处于稳定不变的状态，设计人员要关注空调系统中循环水流量的实时状态，结合其实际变化情况进行有效控制，使得水泵水量变化一直处于标准状态。
2.2 通风系统设计要点
在暖通空调系统的设计中，通风系统的设计对系统的温度调节能力有重大的影响，同时也对建筑的宜居性具有很重要的影响，因此通风系统的设计也是建设暖通空调设计中的重点内容。通风系统的主要是通过将自然风引入室内，对室内的温度起到一定的调节作用，同时也能保证室内空气的清新。一般来说暖通空调系统不需要对自然风进行加热或者是制冷处理，因此通风系统可以极大地提升建筑的温度调节能力，而且能够节约大量的能源，对于保证居住环境的舒适性具有重要的意义。在设计中首先需要对风机进行选点，在高层建筑中墙装或吊装风机的方式是比较合理的。在通风系统中，比较容易出现的故障就是风机短路，因此需要对风机线路进行防水处理。
此外，基于低碳设计理念，在通风系统中设计人员也可以有效利用自然风，这需要设计人员对建筑内的热压以及风压有充分的了解，同时设计完善的排气口。
2.3做好消防排烟设计
为保障暖通空调的安全可靠运行，设计人员需做好消防排烟设计，根据高层建筑的不同运行要求，采取相应的安全措施。1）合理划分防烟分区及设置挡烟垂壁 高层建筑结构复杂，内部管路分布紧密有序。设置挡烟垂壁时，应在满足规范的前提下尽量减少挡烟垂壁的设置。根据目前的常规高层建筑层高考虑，受清晰高度与单个排烟口排烟量的影响，储烟仓厚度一般较大，挡烟垂壁距地面较近，采用卷帘式电动挡烟垂壁较合理。封闭吊顶，直接在吊顶板上方贴临位置设置卷帘盒，暗装于吊顶内，或结合精装设置于吊顶外；不封闭吊顶或不吊顶时，在管线经过的位置或不封闭吊顶上方应采用固定挡烟垂壁，以便于管线的穿越，再在固定挡烟垂壁下方设置电动挡烟垂壁，以满足火灾时对储烟仓厚度的要求。2）合理布置排烟口 与空气相比，火灾产生的烟气更轻，大多聚集在建筑上方。针对该特点，在进行排烟口设计时，设计人员将其设计在较高位置，在满足设计需求时，排烟口尽量设置在风管侧向或顶端，以增加风口距储烟仓底部的高度，减少风口数量，且排烟口的风速不应大于 10m/s。风管顶部设置排烟口时，排烟口距离楼板不能过近，应考虑不小于 2 倍风口当量直径的距离，否则排烟口排烟能力将折半。3）避难层设置固定外窗 在超高层建筑中，楼梯间的分段设置导致避难层交通核内部楼梯间无法满足规范要求，在顶层设置 1.0m2的固定窗，根据经验可考虑在避难层设置夹层，将 1.0m2的固定外窗与内部楼梯间连通，或设置满足耐火极限等级的风管，将 1.0m2的固定外窗与楼梯间连通。
2.4引进先进节能技术
为强化高层建筑暖通空调的节能效果，设计人员应坚持节能减排的理念，控制暖通空调的能源损耗，提高高层建筑的环保效益。在项目条件允许的前提下，采用如下节能技术，降低暖通空调能耗。1）蓄能空调 在建筑领域，蓄能空调的使用与建筑内电能的应用相互配合，并非直接实现节能，而是移峰填谷，提高发电厂的一次性能源使用效率，进而降低发电厂的能耗，实现节能减排的目的。蓄能空调技术并非从高层建筑本身入手节约其能耗，而是从整体入手降低区域内的能耗，推动低碳经济发展。在高层建筑的高区水系统中，传统板换方式属于闭式循环，会损失能量品位，且多次换热后高区冷冻水的温度较高，空调温度调节效果降低。针对该问题，该超高层建筑引入冰蓄冷技术，通过低温冷水替代换热方式，但该技术会引入乙二醇供冷及放冷系统，加大能耗，投入成本较高。该高层建筑在应用冰蓄冷技术的同时，进行温湿度独立控制设计，应用新风独立除湿加干式风机盘管的暖通系统，降低冰蓄冷技术带来的输配能耗，避免暖通空调系统的温湿度调节效果受层高影响。2）智慧控制 与家用空调设备或小型中央空调相比，高层建筑的暖通空调系统更复杂，采用先进的智慧控制技术可协调空调的用冷、送冷及制冷等子系统，最大限度地降低空调系统的能耗。例如，该超高层建筑选用 SIEMENS PLC 自控系统，在暖通系统设计中，通过送风量的变化实现室内温湿度的调节，将空调系统末端的静压箱、软管及出风口等结构进行一体化设计，调节软管的布局、敷设方向和长度等参数，确保不同出风口的风量差异低于 10%，并根据室内 CO2浓度，调节新风风量，使暖通系统控制更灵活，减少设备能耗。
结束语
综上所述，高层建筑暖通空调在应用时会消耗大量能源，严重影响到高层建筑工程的成本，所以对高层建筑暖通空调进行设计至关重要。设计人员在进行暖通空调设计时需要严格按照资源可持续性、方案可行性原则进行设计，并对暖通空调的各个设计要点进行严格把握，从而保证高层建筑暖通空调的的运行质量和节能效果，进一步促进高层建筑的可持续发展。
参考文献
[1] 马丽莎 . 高层建筑暖通空调设计要点研究 [J]. 居舍，2020（32）：79-80.
[2] 刘洋，李继领，刘尚斌 . 高层民用建筑暖通空调设计注意事项探讨 [J]. 工程建设与设计，2020（15）：36-37+40.