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摘要：随着国内高层建筑的不断建设，对于其内部暖通空调的设计，也成为了建筑领域专家学者与一线人员的关注领域，本文通过对暖通空调系统的设计原则进行分析，以及提出在实践建筑操作中常见的一些问题，希望能给广大工程师在设计中有些体会，从而推动我国高层建筑的暖通空调系统的有效调整、方案改善及优化升级。在设计对策方面，本文从暖通空调系统的基本类别入手，进而分析了其各类设计的对策，着重探讨了节能方面的应用与优化考量。
关键词：高层建筑；暖通空调；设计要点
引言：随着经济社会的不断发展，我国城市土地的人均拥有量在逐年的降低，在此背景下，城市高层建筑越来越多，对暖通设备有着较高的要求。然而，受各种因素的影响，高层建筑暖通空调的设计方案往往不尽如人意，如何设计出针对高层建筑的优质设计方案已经成为了业内普遍关注的问题。
一、暖通空调概述
暖通空调是指采暖、通风以及空气调节。采暖即供暖工作，通过向建筑物内部输送热量达到温度舒适的目的。采暖是建筑工程建设中的基本环节。随着科学技术的不断进步，采暖技术得以不断更新，不同的采暖技术各有其优势，要根据建筑物的实际情况进行采暖技术的选择。建筑通风需要在通风系统及相关技术的支持下完成，其目的是为了完成室内空气与室外空气的交换，确保建筑内部空气能够很好的流通，从而提高室内空气质量。建筑采暖与建筑通风具有十分密切的关系，建筑采暖虽然能够使建筑物内部达到舒适温度，但会影响建筑内部的通风，特别是造成室内湿度的下降，而建筑通风则可以有效调节控制室内空气，改善室内的空气状况。
二、高层建筑暖通空调设计原则
笔者认为，高层建筑暖通空调设计需要遵循以下原则：
1、安全性。高层建筑暖通空调设计的安全性主要指环境安全、线路安全以及运行安全。环境安全主要是指在设计过程中要充分考虑到施工时的具体环境，要远离易燃易爆物品，在系统中做好必要的防火措施。线路安全是指设计相关线路时，避免因线路走势错误造成安全事故。运行安全是指确保暖通空调能够平稳运行。高层建筑对暖通空调的安全性能要求较高，原因在于建筑物越高，一旦发生火灾事故逃生难度加大，因此，在暖通空调设计过程中必须要遵循安全性原则。
2、节能性。一直以来，暖通空调能耗在建筑总能耗中所占的比例较大，如何在确保暖通空调正常使用功能的前提下实现节能环保是人们普遍关注的问题，因此，在高层建筑暖通空调设计过程中要充分考虑到节能因素，充分利用自然能源，在线路敷设时避免敷设过长，增加能源浪费。此外，要不断引进节能新技术，比如变频技术、地源热泵技术、低温热水地板辐射采暖技术、温湿度自动控制技术等。
3、经济性。暖通空调施工是整体建筑工程施工的重要组成部分，在高层建筑暖通空调设计中，既要确保暖通空调的施工质量，又要充分考虑到施工工艺的难度，对施工的各个环节进行科学、合理的成本控制。比如，在材料采购时要充分考虑到暖通空调工程的实际需要，选择性价比较高的材料，兼顾材料质量与价格，做好成本控制。
三、设计暖通空调体系时应重视的细节问题
1、循环水泵
如果空调循环泵流量或扬程过大，造成不必要的资源浪费就难以避免了。空调循环泵出现过量流量的原因是在计算净水压力、冷却负荷和系统循环阻力时出现了偏差，假如在系统投入使用前也没有严格按照规范进行调试工作，就很容易造成水力失调。在空调循环水泵设计的过程中，必须根据空调分区、运行时间、部分负荷率等因素考虑循环泵的实际数量及参数，才能实现在不同的时间不同的负荷要求下空调系统均能满足舒适性需求，并且减少不必要的资源浪费，提高利用能源效率。
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2、供暖
由于高层建筑的高度一般较高、系统压力大，采暖系统形式的选择至关重要，一般可采用分层式或单双管式系统。分层式系统的特点是建筑分为高、低区分别供暖，能减小低区底层散热器承受的压力;单双管式系统的特点是能解决散热器立管管径过大的问题，避免垂直失调现象的产生，同时克服单管系统不能调节的问题。另外由于供暖供水温度较高，设计过程中应当绘制水压图，准确计算各栋高层建筑的水头，避免高层水系统汽化。
3、循环水泵及空调主机容量的选取
高层建筑暖通空调设计存在两大问题，导致空调安装容量大。一是由于考虑了各种设计的安全系数，使单位空调面积的制冷机装机容量大多比负荷计算书中计算值还要大。二是在空调系统施工图设计过程中不进行负荷计算，而是采用负荷指标估算法，无法跟实际的围护结构、人员数量相匹配，造成制冷、热量大，造成了很多浪费。在暖通空调通风设计中还有一个问题是水泵的扬程选择，特别是采用水冷机组时，冬夏季水泵扬程一般存在一定的差异。比如说一个空调系统，冬季空调需要50－60℃的热水循环量，容量为200m3/h，很可能夏季空调需要7－12℃的冷水循环量，容量为400m3/h。由此可见，冬季供暖所需要的热水循环量比夏季空调所需要的冷却水循环量小，在冬夏两季的水泵设置上要区分设置，避免一台公用出现的问题。
四、高层建筑暖通空调设计的要点
1、规划设计。在高层建筑暖通空调系统的设计中，一定要注意不同系统之间的协调与配合。当今社会提倡节能，因此，各个系统的搭配使用应该以降低能耗作为基本的出发点。在室内环境允许的条件下，通常采用辐射的形式作为主体的制冷技术，将替换式送风系统、低温送风系统、冷辐射吊顶系统以及去湿空气系统协调使用。更重要的一点，在进行冷辐射吊顶系统的安装时，为了能够保证室内空气湿度，此系统一定要和替换式送风系统配合使用。在实行规划之前，当系统的设计满足了各项功能指标以后，还应考虑如何在此基础上尽可能的降低经济成本，如对于配点控制投资、室外管线费用、工程管理费用以及机房土建费用等的预算控制。经济高效、功能齐全、节能减排的暖通空调系统才是适应当代社会需要的优良系统。
2、空调负荷合理计算。要想设计出一个完善的、适用的民用暖通空调系统，必须对设计过程中的各个方面都要加以合理安排，在所有的工作之中，冷热负荷体系是工作的核心重点。冷热负荷体系是保证空调系统长期稳定运行的关键部分，如果其设计不合理，不仅不能保证空调系统的稳定性，而且频发的事故会导致系统的使用成本升高，后续的维护也将更加困难。
3、水利平衡装置设置。对于水利平衡装置的设置要做好三个方面的工作。第一方面，必须采用科学合理的管路、系统来对相关的流量系统体系进行统筹平衡，这是所有工作的基础和关键。第二方面，变流量系统的设计中要设置好动态性的压差控制阀来进行有效的替换，对于需要特定力量或者是某些特殊的区域需要特殊的需要则不适用这种做法。第三方面，要把暖通系统调节、水利计算等方面作为工作核心，静态水平衡阀必须要设置在相应的热力入口之上。通过以上三方面的工作来尽最大可能的保证系统的平衡。
结束语
综上所述，高层建筑暖通空调设计要遵循安全性、节能性、经济性的设计原则，充分考虑到经济效益与环境效益，不断引进先进的节能技术，优化设计方案，确保高层建筑暖通空调系统能够安全、高效的运行。
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论文作者:袁腾飞
论文发表刊物:《防护工程》2017年第13期
论文发表时间:2017/11/10
标签：暖通空调论文; 高层建筑论文; 系统论文; 空调系统论文; 建筑论文; 采暖论文; 暖通论文; 《防护工程》2017年第13期论文;