高层建筑暖通空调设计要点研究

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年6期   作者:宋艳艳1 贾会君2
[导读] 社会的快速发展得益于当代科学技术的不断进步与经济实
        宋艳艳1 贾会君2
        山东格瑞德集团有限公司       山东省德州市       253000
        摘要:社会的快速发展得益于当代科学技术的不断进步与经济实力不断增强的强大后盾支持,面对人们生活质量不断提升的今天。居民在进行日常的生活中逐渐的开始喜欢享受生活,对生活的质量要求也在不断的提升。正是基于这种经济实力不断提升的大背景之下,一座座高楼大厦拔地而起,一群群人开始涌入城市,高层建筑也随之出现。为了满足人们的生活需求,做好高层建筑暖通空调的设计工作,就显得十分重要。

        关键词:高层建筑;暖通空调;设计要点

        前言
        为了环节城市发展建设的压力,建设高层建筑能够有效的安置城市内部庞大的人口。为了满足当代人的生活需求,做好现代建筑的设计工作。在进行设计的过程中应该重视建筑暖通空调的设计。完善建筑暖通空调的设计工作,能够有效的提升人们的生活质量,有效的对现有的资源进行合理的利用。做好高层建筑暖通空调的设计工作,能够有效的提升建筑物的实际使用质量,本文将对此进行简要的研究分析。
一、暖通空调系统的类型
高层建筑是一项对施工技术要求较高的工程项目,并且高层建筑的使用一般主要是为了服务于人们的生活办公。所以,在当前社会的发展中,为了有效地满足人们的生活需求,改善人们的生活质量,从基础上对提升人们的生活基础,在高层建筑中完善暖通空调的设计工作就显得十分的重要。在当前的社会发展中,暖通空调系统种类繁多,但是基本原理都是相通的。其常见的n种类型是:全空气系统、空气一水系统和全水系统。另外还有:分散式供冷或供暖、热泵系统、热回收系统和蓄冷。全空气系统:在这类系统中,空调空间的所有要求(如加热、加湿、冷却及除湿等)都靠送风来满足【1】。空气.水系统:这类系统通常是用冷水带走空调空间的大多数显热负荷,而用空气提供通风以保证空气质量并带走由于空间的港热负荷造成的湿气,当然空气也提供一些额外的显热冷却。全水系统:这类系统指那些具有风机一盘管、组合通风装置或蘑力循环式室内末端的系统,未调节的流通空气通过墙上的通风口送入或渗入。其最大的优点在于能够适应许多建筑物空气调节要求,并且可灵活地应用在空调系统的改造中。
二、方案设计要统筹解决设计中的问题
在进行高层暖通空调的设计中,应该对相关的问题进行研究分析。面对各地域不同的发展状况,在进行高层暖通空调的设计中,我们应该对相关的问题进行研究分析,对设计的方案进行统筹的规划,对可能出现的问题进行预先的设想以及解决,避免在实际的设计中遇到一些棘手的问题,导致设计方案不能够如期的完成,影响设计研究进度。暖通调设计方案的问题是方向性、全局性的问题,不仅关系到高层建筑的室内环境参数能否满足使用要求,而且直接关系到建筑的工程投资、维护费用、舒适性、系统可靠性、安全性和可操作性。并影响到环境、建筑层高、建筑美观、机房面积等诸多指标参数【2】。在实际工作中我们经常会看到很多案例因为在设计的时候没有通过科学的论证而仓促上马的工程,总是会发生这样那样的错误,从而导致在实际施工建设阶段发生了很多的失误和漏洞。
三、设计工作中的细节把握
高层建筑的设计工作是一项十分复杂的工作。在进行高层建筑暖通空调的设计过程中,由于设计的问题相对较多,所以,为了能够有效的解决设计中存在的细节问题,避免其对设计方案产生影响,在设计的过程中我们应该将多种设备的使用共同的引入方案的设计环节中,并且,在这个过程中充分的了解建筑物的使用状况也十分的重要。
3.1方案应吸收设备工种参加
现在有不少工程,在方案阶段只有建筑师埋头创造,不吸收设备工程师参加方案设计结果建筑方案中选后设备空间没有考虑,造成设备设计很大闲难。机房设在某一角落,风道拉得很远,既不经济也影响通风效果;进风口与排风口挤在起,不合规定:管道夹层当机房使用,噪声、振动直接影响上、下客房,不但增加了消声减振的费用,还难以取得满意的效果。诸如此类举不胜举。要改变这一现实,要想适用、经济、美观地建造起现代化建筑,建筑师在方案阶段就吸收设备工程师参加设计实为当务之急。
3.2设计前对建筑物要了解清楚
每个建筑物都是不同的,再设计之初要求每个设计人员要对其有足够的了解,不能闭门造车,想当然的认为这样或者那样,很多设计漏洞都是因为我们的盲目造成的,没有经过实际调研就没有发言权,对一个建筑物没有从细节上掌控,就不可能给予系统的空凋设计方案,我们不仅要有对目标建筑物进行足够了解的习惯,更应该有这样的职业操守。才能从实用,经济,美观三方面来对目标建筑物的暖通空调设计方案进行提出和修正。
四、经济性比较问题
面对我国高层建筑的增多,高层建筑群体开始大规模出现,这些建筑物都需要安装暖通空调系统,他们在选择暖通空调方案时,自然会进行多方面对比。而经济性必然是他们考虑的首要因素。特别是在相通的设计要求下,哪个暖通方案最科学、最经济实惠,那么投资方自然会青睐哪个方案。因此,嗳通空调设计时要把经济性作为一个重要标准,要考虑暖通空调设计和施工中所需要用到的各种材料、各套设备以及相应的安装和管理费用等。在选择设备时,要进行多家对比,选择最优惠、质量最优的产品【3】。此外,经济性不仅指的是暖通空调设计系统所产生的商品费用,还包括暖通空调系统运行中将会产生的各项费用。如果暖通空调系统能耗少,那么运行费用就会相对较低,因此,在设计时,设者要充分考虑暖通空调系统的运行时间,要认真扣除空调的停机时间,把可能产生的影响因素都考虑在内,设计出最科学的暖通空调系统。


五、调节性可操作性问题
暖通空调的使用是为了满足人们的生活需求,在进行使用的过程中相关的操作人员应该重视调节性与可操作性问题,对其中可能产生的问题进行详细的研究,将调节性与可操作性中的相关影响因素,综合的考虑到暖通空调的设计要点当中。暖通空调系统的容量通常是按接近全年最不利的气象条件确定的,因此系统应有较好的调节性能,以适应全年负荷的变化。调节性能好的系统方案,如采用VAV空调系统和VRV变频空调系统的方案,其一次投资通常较高,但运行能耗较小,在经济性计算和比较时应综合考虑这些因素。对于部分时间使用的办公建筑、写字楼和教学楼,设计方案应能适应其夜间不工作时的调节要求。
六、高层建筑暖通空调设计必须要把安全要素作为一个重要的标准
高层暖通空调的设计使用,实际上是为了满足人们的生活需求。在这个过程中,做好高层建筑暖通空调的设计工作,把握好其中的相关要点,特别是空调设计中的安全要素,就显得相当的重要。如果,在设计环节出现了安全性问题,直接后果将是不可逆的,十分严重的。所以,安全在任何时候都是第一位的,建筑物服务的对象是人,高层建筑采用暖通空调系统是为了给人们提供一个舒适的居住或工作环境,而这一切必须要以为人们提供一个安全的环境为前提。特别是高层建筑一旦发生意外会造成重大的人员伤亡。因此,暖通空调系统设计时要充分考虑系统的防火安全、人员环境安全和重要设备物品环境安全、系统设备运行安全等重要的安全问题。比如设计者在设计暖通空调库房时,要考虑到库房可能存在的不安全因素,采取相应的防爆技术方案和措施,保证即便发生不安全因素,也能在第一时间得到有效控制。
        七、绿色建筑中的绿色节能暖通空调技术
1.被动式方式
利用被动式的方式提高室内生态环境,主要是通过合理布置建筑朝向与周围环境,科学选择建筑材料与结构等,有效调节太阳能辐射、处理自然通风,使日光、热能、空气流等仅在合理、有益的时间进入建筑室内,实现对热、冷空气的良好储存与合理分配,使建筑物能够充分利用自然资源,实现“冬暖夏凉”。
(1)控制太阳辐射
        太阳辐射对于建筑暖通空调技术而言有利也有弊:首先,提高太阳光进入室内的辐射量,可以充分利用太阳辐射热能,减少冬季暖通空调的采暖负荷,并能充分利用昼光照明,降低室内电气照明的能耗。但是在夏季,太阳辐射量的增加又会导致室内日间空调冷负荷升高。因此,必须对太阳能辐射能量进行有效控制。
(2)利用自然通风
        自然通风涉及因素较多,因此,比较难以实现有组织的自然通风。但是,可通过利用计算流体力学软件与能耗分析软件,并借助于先进的自动控制系统,使自然通风简单易行。在过渡季节,有组织的自然通风能够为室内提供新鲜空气,并有效降低室内温度。同时,在高温天气时,充分利用夜间进行自然通风,使建筑围护结构与室内家具的蓄热量得到有效降低,从而使白天空调的启动负荷大大降低。实践发现,在夜间进行充分的室内通风,能够使白天室内的温度降低至2 ~ 4°。对于外窗无法开启或双层、三层的玻璃幕墙,可通过间接自然通风,将室内空气引入双层玻璃的夹层,然后排放到室外。比如厦门第一个绿色三星建筑海沧生态花园住宅项目的超高层住宅,外飘窗正面采用三玻两腔内置百叶玻璃,侧面采用开启式双层中空玻璃,玻璃均为高透型Low-E 玻璃。既控制了太阳辐射,又可以自然通风。
2.主动式方式
建筑规模的日趋复杂,使得很多建筑气候区无法通过被动式方式保持良好的室内环境。因此,就需要借助相关的机械设备、电气设备,使室内保持良好的生态环境。
(1)置换式通风系统
        置换式通风系统中,新鲜空气通过调整后,通过利用下送风或顶回风的方式送入室内工作区,然后在密度差的作用下,使得冷气流由于较大的密度而向下流动,并在地板区域的位置形成温度适宜、空气清新的空气湖,热气流(向上)与冷气流(向下)形成对流气流向上部运动,并在房建顶部的排风口处排出室外。根据羽流原理,室内流场分成了下部低温单向流动区以及上部紊流混合区,上下两个区域形成一个热力分层高度,而通过合理控制这一高度值,就能使室内的空气质量得到保障,实现建筑的节能降耗功效。
在进行置换通风系统的安设时,应注意符合以下几个要求: 首先,置换通风器附近不能有体积较大的障碍物影响送风;其次, 置换通风器较宜靠外墙或者是外窗的位置;另外,冷负荷较高的情况下,应根据要求安设多个置换通风器;此外,室内置换通风器的安设时,整体布局应与室内的整体空间相互协调。
(2)冷辐射吊顶系统
        冷辐射吊顶系统主要是利用铜盘管内循环的冷水和热水,对室内的人们、地面、墙面以及电气设备等提供冷热辐射,实现对室内温度的调节,并达到制冷或供暖的效果,并由独立的新风系统满足室内的通风换气需要。冷辐射吊顶系统搭配独立新风系统,能够合理控制室内湿度,提高室内舒适度,并能有效缓解冷辐射吊顶系统的室内空气结露问题,因此, 合理搭配新风系统就显得尤为重要。

结语
        在高层建筑中应用暖通空调设备,是改善人们生活质量的重要措施之一。所以,在当代高层建筑的暖通空调的设计中,应该重视相关的设计要点,而本文则对此进行了详细的分析研究。只有牢牢把握设计时的必备要点,才能够提升暖通空调的设计质量。
        参考文献
        [1]郭锐.高层建筑暖通空调设计要点分析[J].工程技术研究,2019 (03) :205-206.
[2]上官海波.高層建筑暖通空调设计要点探讨[J].居业,2019 (01) :69.
[3]雷丽娜,李国伟.高层建筑暖通空调设计要点探讨[J].工程建设与设计,2018 (23) :82-83+86.
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