高层民用建筑暖通空调设计要点探讨

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月5期   作者:王忠亮
[导读] 暖通空调系统是现代建筑工程的重要组成部分

        王忠亮
        沈阳市华域建筑设计有限公司  辽宁  110000
        摘要:暖通空调系统是现代建筑工程的重要组成部分,做好暖通空调设计与施工,可有效提升建筑工程的舒适度、用户的满意度,提供更舒适的生活空间。在当前高层民用建筑施工中,建筑的暖通空调设计十分重要,暖通空调的设计水平直接影响到建筑的舒适性,对建筑的能耗水平也有很大的影响,尤其是我国目前正在推动资源节约型、环境友好型城市的建设,提升建筑暖通空调的设计水平对降低建设的能源消耗、促进城市的可持续发展具有重要的意义。
        关键词:高层民用建筑;暖通空调;设计要点
        1导言
        建筑暖通空调系统主要起调节室内气温的作用,人体对温度是比较敏感的,因此暖通空调系统的设计水平对居住体验的影响是比较大的。高层民用建筑的暖通空调设计与中低层建筑的暖通空调设计存在一定的差异,高层的暖通空调设计要相对复杂,在设计时不仅需要考虑常规的设计要点,还需要考虑建筑高度对暖通空调系统的影响。目前我国正在大力推进资源节约型、环境友好型城市的建设,暖通空调的设计方案能够在很大程度上影响建筑的能耗水平,因此还需要保证设计方案的节能环保,针对高层暖通空调设计的复杂性,需要对暖通空调设计的要点进行深入的分析,提升设计的水平。
        2高层民用建筑暖通空调设计原则
        2.1安全性原则
        高层民用建筑与常规建筑类型存在一定差异,其由于层高较高,一旦发生火灾等安全事故,后果将非常严重,因此此类型建筑对于安全性有着更为严格的要求。在进行暖通空调设计的过程中,设计人员需遵守以下几个安全性设计要点。首先是暖通空调的线路安全设计。暖通空调系统借助线路能够实现设备之间的串并联连接,为防止设备运行期间出现短路等问题,线路不得存在干涉交叉等规划设计。其次是系统运行设计,设计人员不但要注重系统的功能性优化设计,还要对系统的安全运行实施有效控制,在设计过程中要对系统进行安全性参数分析,确保其稳定运行状态,并提前针对系统可能出现的运行问题制定风险应对方案。第三是暖通空调的运行环境控制。为确保系统处于安全的运行环境当中,设计人员需要排除系统运行过程中的潜在危险因素,并按照规定设置消防设备。
        2.2实用性原则
        在传统的暖通空调系统设计中,往往缺乏灵活性,在设计时很少能够根据建筑的实际情况对设计方案进行有针对性的调整,无论是何种建筑都采取统一的设计方案,在设计单位仅仅考虑常规建筑和常规气候的情况下,很难保证暖通空调系统的使用效果。在高层民用建筑的暖通空调系统的设计中,需要对影响系统功能的因素进行全面的考虑,尤其是要加强暖通空调系统应对恶劣气候条件的能力,保证建筑的宜居性不受气候条件的影响。一般来说,可以通过提高机组的容量来提升暖通空调气温调节的能力,这种设计方案一般会在工程的建设上投入较多的资金,但是从后期运维的角度上来看,可以大大降低运维的压力。近些年来,随着电子信息技术的发展,建筑的暖通空调系统的自动化水平得到了很大的提升,极大地方便了对暖通空调系统的管理。因此在现代的建筑暖通空调系统的设计中,一般将现场控制器、通信网络以及空调系统组成一个有机的整体,方便对暖通空调系统的管理控制,一旦需要对建筑内的气温进行调节,相关的运维人员可以直接通过计算机对空调系统进行控制,极大地提升了暖通空调系统的实用性。
        2.3节能性原则
        暖通空调运行过程中产生的能耗总量较高,在建筑工程中,如何在确保暖通空调使用功能的基础上实现节能设计,一直是工程技术人员为之努力的目标。暖通设计人员进行暖通空调设计的时候也要注意节能问题,严格控制系统线路敷设长度,避免造成材料浪费,设计期间尽量应用可再生能源,合理应用地源热泵节能技术、自动温控技术、变频技术等当下被广泛应用的新型绿色技术。


        3高层民用建筑暖通空调设计要点分析
        3.1保证负荷计算的精确性
        在实际的设计环节中,由于建筑所属的区域、气候,以及建筑本身结构的不同,对暖通空调系统的负荷要求也存在着很大的差异。只有根据实际情况与需求对暖通空调系统进行设计,才能在保证设计效果基础上降低暖通空调系统的能源消耗。在此过程中,设计人员需要对项目的图纸进行细致的研究,对建筑采用的热阻材料进行调查,综合各方面影响因素来计算实际的负荷值。在明确所需负荷值的基础上进行设计,在设计的过程中需要对空调的型号进行明确。利用BIM技术对结构设计方案进行可视化的处理,保证设计方案的合理性。另外由于高层民用建筑的每一层都存在温度差异,因此还需要计算每一个房间所需要的热量负荷,为暖通空调的设计提供重要的参考。在对负荷进行计算的过程中,需要考虑建筑内风口的数量以及采暖设备的数量,保证负荷计算的准确性,这样不仅能够保证暖通空调系统设计的科学性,而且还能避免暖通空调系统在运行的过程中过多的能源消耗,对于降低建筑的能源消耗具有重要的意义。
        3.2供暖系统设计要点
        在高层民用建筑中进行供暖设计时,大多数工程设计人员的主要关注点往往都集中在建筑结构内部的供暖设计,而忽略建筑外部的供暖设计,这样一来就会导致设计方案中的供暖负荷值参数与建筑物的实际需求参数不符,在这种情况下必然会影响建筑的实际供暖效果。为此,设计人员供暖设计的时候,不但要注重对于室内供暖相关因素的研究分析,对于室外公共区域的采暖需求也要明确了解。例如,工程设计人员对某民用高层民用建筑进行采暖设计时,需要设置单独的热计量,部分建筑内部结构中的立管系统属于建筑的公共区域,因此在进行供暖设计的时候要将其规划在建筑公共部分,设计期间对于系统的水力平衡需求、散热情况、化学钢材的选择以及承载状态等重要因素进行分析,最终才能明确建筑供热系统的实际负荷参数,此外,工程设计人员还要注意建筑管道的热补偿问题对系统运行造成的影响,应用此设计方法一方面能够明确系统的热膨胀量,与此同时还能够避免供热管道出现热胀冷缩导致管道出现拉裂问题,由此设计人员可以明确补偿装置的规格和安装位置。这种设计方式也可以实现供暖系统的优化。
        3.3通风设计
        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,在高层民用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。
        结束语
        总之,高层民用建筑暖通空调在应用时会消耗大量能源,严重影响到高层民用建筑工程的成本,所以对高层民用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,从而保证高层民用建筑暖通空调的的运行质量和节能效果,进一步促进高层民用建筑的可持续发展。
        参考文献:
        [1]刘国强.高层民用建筑暖通空调设计中关键点探讨[J].住宅与房地产,2017(03):83.
        [2]陈一江.高层民用建筑暖通空调设计中关键点探讨[J].门窗,2017(06):115.
        [3]王康成.谈建筑暖通空调的设计要点[J].山西建筑,2015,41(34):135-136.
        [4]马丽莎.高层民用建筑暖通空调设计要点研究[J].居舍,2020(32):79-80.
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