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摘要：近年来，随着社会经济的不断发展，人们的生活水平也在日益不断提高，对于自身的生活和工作环境提出了更高的要求，暖通空调系统也因此得到了日益广泛的应用和普及，合理的暖通空调设计可以创造出舒适的室内环境，为人们提供一个舒适、健康的生活和工作环境。因此在现代的高层建筑中，应结合高层建筑的施工建设要求，科学合理的做好暖通空调设计，对暖通空调设计的各个环节进行严格把关，以提高高层建筑的使用性能和质量。本文主要就高层建筑的暖通空调设计进行了重点研讨和分析，以供同行借鉴参考。
关键词：高层建筑；暖通空调设计
随着我国社会经济的不断快速发展，我国建筑事业的发展速度越来越快，高层建筑数量逐渐增多，新的建筑类型和新的使用功能对建筑设备提出了更高的要求，对于暖通空调设计的标准与要求也就更加严格。为了充分有效的提高高层建筑暖通系统的效率，就需要我们因地制宜的合理选择能源资源，充分有效的用能，提高高层建筑用能系统的效率，合理设计创造舒适的室内环境而同时尽可能减少对室外环境的负面影响，是高层建筑暖通空调设计工作中必须解决的重要问题。
1 暖通空调系统的类型
当前，暖通空调在建筑领域中的应用非常广泛，同时暖通空调系统并具有诸多类型，但是万变不离其宗，其中的原理都是大同小异的。无论哪种类型的暖通空调系统，基本上都采用空气水系统、暖通调节系统和空气调节系统一体化的运行模式。随着建筑行业的快速发展，常见的暖通空调系统主要包括热回收暖通系统、热泵系统、分散式暖通系统、全水空调系统、全空气空调系统、蓄冷全空气系统、供暖热泵热回收系统、分散式供冷系统等，其中，全空气空调系统是高层建筑工程中最常见的一种系统，在实际应用中不仅可改变建筑室内的湿度和温度，而且具有良好的节能环保性。蓄冷全空气系统和分散式供冷系统的除湿、冷却、加湿、加热等要求，主要依靠送风来满足暖通水系统和空气系统，这些暖通空调系统主要是依靠冷水带走暖通空调的显热负荷，通过空气提供通风，并且确保空气质量，带走潜热负荷产生的湿气。
2 高层暖通空调设计的主要原则
2.1作为设计本身的建筑物首先要考虑供热入口的客观条件，确定所设计的建筑物在整个项目中所处位置，周边建筑布局情况，就近的供热、供水、供电等管线的敷设方式等基本情况。另外，在设计当中还要考虑所处位置的风力、日照等客观因素。
2.2高层建筑标准的确定。通过建筑物的层数和层高及建筑物的总高度，来确定其是否属于高层建筑。现行标准规定：10层以上（含10层）的住宅或者高度超过24m的建筑物属于高层建筑范畴。
2.3确定所设计的高层建筑物内常驻人员数量，使用的时间段，是否排放废气等作为计算负荷、划分系统的重要根据。
2.4合理划分防火分区。划分好防烟分区，防火墙的位置设定，火灾疏散路线之后才能很好的设计防烟与排烟系统。
3 高层建筑暖通空调系统设计中应注意的问题
根据设计规范和行业规定标准的要求，设计人员应该注意在系统设计、设备选型、管道布设等几个方面的问题。
3.1空调循环水泵在选型方面应注意的问题
我国现阶段循环水泵容量过大是存在的普遍问题，通常使用的容量超过实际需求量的一倍。这样的设备造成了早起采购成本的增加以及运行成本和维护成本的增加。造成这种问题的主要原因有：设计的冷负荷偏大；系统循环阻力过大；水压力方面的问题等，误将净水压力计算为系统的循环阻力，计算出的系统循环阻力值过大；系统水力平衡方面计算存在的问题。由于计算精确值不够，并且在使用钱没进行最终调试造成了水力失调。在具体的高层建筑设计过程中，要根据冷负荷在不同时间内，不同杨程的变化进行相应的变化调整。能实现不同工作环境下优先运行的工作要求。要控制好定速泵的数量和变频器速率的有效调整来实现节约能源的要求，做到控制方法上简单、易行，具有明显的节能效果。
3.2高层建筑供暖方面的问题
暖通设备在高层建筑的入口和入户装置要依据相关设计规范要求执行。热水供暖系统，需在热力入口的供回水总管上配置温度计，压力表和除污器。根据用户的具体使用情况，还可以配置热量计。通常，我们的设计人员只会注意到设置入户热力装置，却将入口装置设计忽略。这种做法，会直接造成设计方面的失误。这种入口数量设置问题要以方便后期的管理为前提。这就要求我们的相关设计人员不但要考虑室内供暖系统的科学性、合理性，还需实地考虑到室外对应管线衔接的顺畅，要将两者有效的结合在一起。
高层建筑物的楼梯间以及其他有冻结危险的范围内，散热器必须由独立的支管供热。并且在此设备上不能安装调节阀。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实际工程中会出现，一根立管公用，一侧连接相邻房间散热器，另一侧却连接在楼梯间散热器的做法。这种情况的密闭性很难得到保证，一旦供暖发生各种故障，相邻房间的供暖效果很难得到保证。带有底层商铺的住宅设计规范明确规定，对建筑内的公共用房和公用空间，应单独设置采暖系统和热计量装置。但设计中经常存在商铺的供热系统以及计量设备不独立的现象，如果与住宅采用共用供暖系统，在以后的使用中会产生很多不必要的问题。
目前，高层住宅通常采用共用立管的供热系统，这就要求在设计暖通空调系统时，应结合化学管材热性、散热设备、承压能力、系统水力平衡等因素，竖向分区设置高层建筑的共用立管和供暖系统，充分考虑到暖通空调系统管道的热补偿问题，在补偿器上安装固定支架，认真校核暖通空调系统的热膨胀量，提高高层建筑暖通空调系统的运行效率。
3.3高层建筑空调通风
相关规范规定，旅馆、办公类的冷负荷标准是：94w/m2～163w/m2；商场类建筑冷负荷的标准为：210w/m2～240w/m2。有两种问题会导致在设计的空调装机容量过大。首先，出于各种安全因素的考虑，设计的时候，会使得单位空调面积的制冷机装机容量明显高于规范规定的标准。其次，一些设计人员采用估算暖通空调系统负荷指标的方法，导致暖通空调系统的制冷机装机容量较大，不仅浪费了大量的资源，而且严重影响了制冷机的运行效率。因此，高层建筑暖通空调设计应全面优化空调通风，严格按照标准的暖通空调系统负荷指标进行设计，提高暖通空调的运转效率。同时，高层建筑暖通空调设计应选择合适的水泵扬程，尽量控制设计偏差。例如，由于某高层建筑的使用要求，在90m高的建筑屋顶设置冷却塔，采用闭式循环水系统，设计人员结合高层建筑暖通空调设计要求，准确计算水泵扬程。并且，设计人员在选择暖通空调系统冷冻水泵时，应充分考虑到春夏秋冬不同季节流量的差异性，如在冬季高层建筑暖通空调所需的50℃～60℃热水循环量为240m3/h，夏季暖通空调所需的7℃～15℃的冷冻水循环水流量为430m3/h，因此冬季采暖热水循环量远远少于夏季建筑中空调冷冻水循环量，同时高层建筑暖通空调设计应分别设置夏季和冬季的热水泵和冷水泵，结合不同季节需求，选择合适的设置方式，减少暖通空调系统能耗。另外，高层建筑暖通空调系统设计应结合不同工况，合理调节冷冻水泵和冷却水泵转速、湿度、送风量、相对湿度和温度、风机转速和冷却塔风扇等，必须合理优化这些被控量。
4 高层建筑空调系统节能设计新思路
4.1设计方案
目前空调设计方案的原则是：以低能耗、高室内环境的基础上，使用可调风凉的置换式系统以及冷辐射吊顶系统并与冰蓄冷的低温送风系统相结合。这种系统主要采用辐射式供冷。冷辐射吊顶必须结合置换式送风，采用下送风方式将新风有效送入室内。这样做，既可以使室内空气品质得到保障，还能有效的又保证室内热环境。采用空调去湿方案，第一，可以保证室内良好的空气品质；第二，这种方案可以保证绿色建筑对室内湿度的有效控制。
4.2良好的通风系统是保障
新风在室内的流动对于室内人员的健康是不言而喻的，室内某些建筑装修材料含甲醛等具有挥发性有害物质，会造成室内空气污染，尤其是在相对封闭的空间，如果没有良好的自然通风，整个环境属于非常有害的。因为，新风在室内的流动是必不可少的。
4.3蒸发和冷却技术的应用
具有蒸发、冷却技术的空调主要有间接蒸发冷却与直接蒸发冷却，运用的是绿色仿生空调技术。由于是采用水作为制冷剂，该系统可以有效的实现空调运行对环境的零污染。此外，该系统的比机械制冷效果明显，所以，它是一种可以大力推广的绿色空调技术。
4.4地源热泵空调系统
利用土壤、地下水或地表水作为冷热源的一种高效空调方式，被称作地源热泵空调系统。由于土壤随处可见，又因为其稳定、适宜的温度以及良好的蓄热性，是我们的首选。地源热泵有超强的稳定性，可以相对简单的实现冬季供热，夏季供冷。利用地下水的水源热泵因其采用深井回灌方式，经换热器回灌至地下，整个过程在全封闭模式下完成，不会损害任何资源，也不会污染所使用的地下水源。
4.5零费用供冷空调系统
这种技术主要通过水系统实现对自然冷源的利用。这种节能降耗的系统形式又被称作冷却塔供冷。冷水机组在室外温度降到某个标准时关闭，循环冷却水向空调系统供冷，从而实现为建筑空调提供所需要的冷负荷。冷水机组的能耗在整个空调系统当中所占的比重很高，使用这种技术可实现少开或不开冷水机组，从而真正实现节能的目的。
5 结语
总之，随着社会的快速发展，越来越多的高层建筑拔地而起，在高层建筑中，暖通空调是十分重要的组成部分，通过暖通空调供暖、通风等功能的发挥，为人们营造出良好的室内居住环境。鉴于暖通空调的重要性，在进行暖通空调设计时，科学性及合理性是必须要具备的，因此，如何对暖通空调设计方案进行科学的比较和优选，是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。一个优秀的暖通空调工程设计方案，应对设计方案涉及的各种因素进行全面的考虑，使其综合效益最高，充分的发挥暖通空调的作用，提升高层建筑的使用价值。
参考文献：
[1]刘向华.建筑暖通空调系统设计研究[J].科技创业家，2014（08）.
[2]蔡光明.高层建筑暖通空调设计存在的问题和解决方法[J].中华建设，2013（06）.
论文作者:高君
论文发表刊物:《基层建设》2015年28期供稿
论文发表时间:2016/3/31
标签：高层建筑论文; 空调系统论文; 系统论文; 暖通论文; 暖通空调论文; 空调论文; 建筑论文; 《基层建设》2015年28期供稿论文;