摘要：随着城市化进程的加快，人们的生活质量不断提高，对工作环境和生活环境提出了更高的要求。冬季供暖工程作为北方高层建筑中不可缺少的系统，越来越被人们重视，同时，供暖工程对环境带来了很大的影响，另一方导致土地资源紧张，对于建筑行业发展提出了新要求。因地制宜的选择能源和设计方法来提高运行效率已成为研究重点，通过工程案例对供暖设计中的系统选择、管道配置、设备选型等常见问题分析，提出一些设计中的应对措施。
关键词：高层建筑；供暖设计；常见问题；应对措施
1、前言
随着高层建筑的数量提升，使用率提高，对于高层建筑的要求也在不断提升，尤其体现在环境方面，供暖工程便成为了一个很重要的方面，如何科学合理的为人们生活提供能源，如何简单高效的改善室内生活环境成为需要研究的问题，对于高层建筑供暖工程来说，必须结合建筑的实际情况和特点进行合理的设计。
2、高层建筑供暖设计
2.1工程概况
某办公楼外形为L型、长边长95m、短边长33.6m，建筑总面积约25542m2，主体地上11层（地下1层），建筑高度47.85m，裙房地上3层。地下1层变电所、换热站等；1层~2层厨房、办公室；3~8层办公室、会议室、电气用房等；9~11层宿舍。热源由市政热网提供，经地下一层的换热站后供给散热设备，供暖方式为低温热水散热器供暖，供暖热媒为70/50℃。
供暖系统设计：主楼供暖系统分高、低两个区，高区为7层~11层，低区为1层~6层、群房一层、二层及地下一层。为了避免供暖系统出现水力失调现象，主楼系统采用上供下回单管跨越式系统，高区回水管设在六层梁底，低区回水管设在一层梁底。群房及地下一层系统为上供上回双管同程式系统。
2.2高层建筑供暖设计的内容
2.2.1高层建筑供暖系统的选择
设计高层建筑的供暖系统，先要以建筑物自身的建设特点来保证其设计的完整性。具体来说，就是按照高层建筑的平面布局及建设高度来确定设计的系统，然后，根据建筑的供暖特点对设计方案进行竖向分区考虑，并通过综合分析选择合理的供暖系统形式。对于公共建筑供暖系统宜采用双管系统，也可采用单管跨越式系统，垂直单管跨越式系统的楼层层数不宜超过6层。对于设计过程中遇到的供暖系统热计量等重要内容，要根据该楼的使用功能和建设用途来确定具体的计量方式。
2.2.2热负荷设计
热负荷计算是供暖系统设计的前提条件，室内各房间供暖热负荷设计计算包括围护结构耗热量、冷风渗透耗热量和外门开启冲入冷风耗热量。围护结构耗热量：由基本耗热量和附加耗热量两部分组成，其中基本热耗量由公式q1=aFK（tn-twn）计算得出；附加耗热量包括朝向附加、风力附加、高度附加，各项附加应按其占基本耗热量的百分比来确定。冷风渗透耗热量：指由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量，由公式q2=0.28cpρwnL（tn-twn）计算所得。外门开启冲入冷风耗热量由q3=qj•βkq公式计算得到。
2.2.3供暖水力设计
通常高层建筑物的热水供暖系统采用分区供给，为了方便调节主楼与裙房、低层建筑的水力平衡，本工程采用分区供水，通过综合分析立管避免水力垂直失调，采用上供下回单管跨越式系统，水力稳定性好，排气方便，安装构造简单。
水力计算与常规的上供下回双管式系统计算方法不一样，主要是增加了三通温控阀的阻力，减去了水在管道内冷却产生的重力作用压力。
2.2.4室内房间的散热器片数
高层建筑的散热器片数的确定，可通过数学方法进行设计。首先，可将修正系数设为1，根据散热量、散热器内热媒平均温度、散热器的传热系统，计算出室内供暖的散热面积。其次，再根据每片散热器的散热面积，计算出散热器的设置片数。最后，再将计算出来的散热器片数乘以前期假设的修正系数，得出建筑内各房间的散热器片数。
3、高层建筑供暖设计中常见问题分析
高层建筑相较于其它建筑有以下特点，高层建筑的楼层高，层数多，这些对于供暖的施工都会有一定的困难，这些也需要在设计中进行考量，目前高层建筑的供暖设计中也存在一定的问题。
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3.1空气计算参数的权衡
在供暖设计中空气计算参数计算的合理性在很大程度上决定了供暖工程设计最优性，在工程的相关设计规范中，针对于空气计算参数也有着明确的规定，目前很多供暖工程并没有严格按照规定进行设计和施工，这就大大降低了供暖设计的科学性和合理性。另外，其它的供暖设计中的必要数据，例如系统热负荷量以及通过门窗冷空气量等，在设计中都有着明确的规定，但是有些设计师还是会选择根据实际情况和经验进行设计，并未真正按照规定进行精确计算，这就导致了后期的运行效果不理想。
3.2散热器立、支管合理配置
高层建筑相较于低层建筑增加了许多设计难度，随着难度的提升要求也不断提高，在实际的设计和施工中更要求精确和严谨，在高层建筑中，会存在冻结空间例如楼梯间，那么供暖就需要解决如何在温度过低时避免冰冻，这种情况下就需要安装散热器。设计和安装散热器时需要采用立管、支管单独设计，避免与房间内的管道共通，散热器前不得设置调节阀，立管上设置阀门。
3.3循环水泵扬程设计
在供暖系统循环水泵的设计中应当注意水流量和系统阻力两个重要因素，在选择时应当参考这两项指标进行，但在实际的工程中，很多时候并没有按照指标进行计算选择，大多情况下依靠经验进行选择，同时由于对于不同类型的产品未进行分类对比研究，以至于在选择时无法选择最合适的水泵，造成后期工作困难，同时增加了后期运行的相关费用。
4、高层建筑供暖设计问题的应对措施
4.1供暖设备的选择
为了在节约成本及能源的情况下达到良好的效果，在供暖设备的选择上就需要进行综合比较，选择最合适的。高层建筑在供暖工程中由于自身特点在施工中存在许多施工难点，有些需要专业设备完成，这类设备的自身性能也严重影响着工程的质量，为了达到最终的效果，在选择中也要严格按照工程标准和规范进行，选择资质完整、设备质量高的设备。
4.2设计的可行性和准确性
在工程设计中一方面需要注意各种专业数据的准确性，另一方面需要注意设计系统的可行性和合理性，这是整个设计方案中非常重要的部分。在设计系统中需要在遵循相关规范的情况下，根据建筑特点、房间布局、热源的条件选择合适的供暖系统，工程后期的使用效益也是设计工作中需要重点考量的。
4.3环保和节能的设计
随着社会的不断发展，科技也在不断地进步，人们对于物品的选择也不再仅仅只注重是否可以正常运作，更多情况会考虑是否环保和节能，对于建筑供暖系统来说，这是两个必须要进行考虑的指标。
环保和节能的主要措施：1）提高室外管网材料的节能水平，大力推广聚氨酯保温材料，在供热干管上安装平衡阀或自立式流量控制器；2）热网系统设计节能，在综合考虑经济、技术效果的前提下，确定优化方案，进行详细的水力平衡计算，达到最佳设计效果；3）热用户使用节能，供暖需要建立计量系统，积极采用热量分配表、热能计等计量装置。4）建筑物本身需要节能设计，控制通过控制门窗的辐射传热，降低维护结构的传热系统。
4.4系统的合理分区
在设计中，也需要根据高层建筑不同的使用功能进行分区设计，分区的方式可以根据使用目的、使用时间、负荷特性等进行分区，保证每个区域内的温度一定，同样在许多高层建筑供暖设计中，也会按照楼层进行竖向分区，竖向分区的依据主要来源于建筑内的热水供暖设备、管道及部件的承受最低工作压力及水力平衡要求进行竖向分区。
5、结语
总而言之，高层建筑供暖设计是国家近些年比较关注的问题，我们要综合分析常见的问题，从问题中找出不足之处，然后再一一分析和探讨，必须在设计的规范性、节能的重视度、供暖系统的合理性及其设计的优化上进行完善问题，保证高层建筑供暖设计的质量及其后期的维护问题，为居民生活及其办公条件创造更好的环境。
参考文献：
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[3]曹丹凤，胡宏亮．新时期高层建筑暖通设计创新研究［J］．科技创新导报，2015（02）：76．
论文作者:李磊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/11
标签：系统论文; 高层建筑论文; 耗热量论文; 散热器论文; 工程论文; 分区论文; 水力论文; 《基层建设》2018年第24期论文;