探讨高层民用建筑暖通空调设计常见问题论文_张亚娟

探讨高层民用建筑暖通空调设计常见问题论文_张亚娟

成都基准方中建筑设计有限公司西安分公司 陕西 西安 710054

【摘 要】高层建筑暖通工程设计水平是影响其质量水平的重要因素,只有暖通设计得到有效保障,才能更进一步促进质量水平的提高,因此,不断加强高层建筑暖通设计水平创新是提高暖通工程施工水平的关键, 对于高层建筑的发展意义重大。本文主要针对高层民用建筑暖通空调设计中常见问题进行探讨。

【关键词】高层建筑;民用建筑;暖通空调设计;常见问题

1 高层建筑暖通设计中的常见问题

1.1 暖通设计与规范或标准不符

作为设计人员,我们不能依靠自身的想象来编造设计,而是要根据相关的设计标准与规范来约束我们的设计。比如暖通空调的设计就有《采暖通风与空气调节制图标准》、《采暖通风与空气调节设计规范》等相关标准。设计人员在设计的时候必须严格的贯彻执行并牢固掌握高层建筑的暖通设计有关规范与标准。 但是,在设计实践中却存在一些不符合标准规范的现象,如:1)空调管道敷设的坡度问题:关于冷冻水管的坡度问题,在《设计规范》中规定坡度是 0.003,不能小于0.002,但是,在现实中,在施工时由于受到条件的限制,空调的供回水管的坡度只在 0.001~0.0015 之间,达不到规定标准。对于这样的问题,可以采取在适当位置增加合适的立管来解决;2)空调系统中防火阀设置问题: 规定要求:“风管穿过防火墙处设防火阀;穿过变形缝时,两侧都应设防火阀”。高层建筑中暖通设计时,有些风管穿进(出)防火墙的时候并没有设置防火阀;有些风管在变形缝穿过时,只有一侧设置了防火阀等现象。

1.2 工程设计中常见问题

1.2.1 过多的设置供暖入口

设计人员在供暖入口设置时, 不但要考虑室内供暖系统与室外管线衔接的合理性,而且要考虑室内供暖系统本身的合理性。在室内系统设计的时候,不能只图省事,方便,而不关心室外管网系统的合理性。在有些工程中,设置的供暖入口过多。在一层楼上设置的供暖入口竟然达 10 个还多,因而导致外线衔接点多,这样不仅对外线的施工造成了很大麻烦,而且导致室内系统调节起来很不便。

1.2.2 散热器的设计不合理

在对建筑楼梯间进行散热器设计时, 必须单独去配置散热器的立管以及其支管,同时不可以对其设置阀门。但在实际建筑工工程,有的建筑工程在对其进行散热器的设计时,采用的却是双侧的连接法,也就是其一侧和相邻房间散热器相连,而另一侧再和楼梯间的换热器进行相应的连接。这样的设计有很大的弊端,因为当供暖一旦出现故障,则会影响邻室供暖的效果,比较严重的情况下,会把散热器给冻裂了,致其无法正常进行供暖。

1.3 没有注重节能环保

在设计时我们必须要注意节能环保问题,尽量减少建筑工程中消耗的能耗。随着我国能源消耗越来越大,能源短缺及气候变暖的矛盾越来越突出,而在建筑总消耗能耗中,暖通设备所消耗的能源占据着非常大的比重,我们在建筑设计时不能只考虑功能性,还需要注重考虑投付使用后的节能环保问题,但在实际的设计中,很多设计人员很容易忽略对设计方案的节能优化及环保设计。

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2、把握设计中常见的几个关键点

2.1 空调负荷设计

《采暖空调制冷手册》和《制冷与空调技术手册》中规定,商业用的高层建

筑夏季的冷负荷概算指标为210W/㎡、240W/㎡,旅馆办公类的冷负荷指标为 94W/㎡、163W/㎡。可是在进行实际的设计工作时,常会因为各种因素而使得空调的装机容量大大增加,这会使空调系统安装初期必须加大资金的投入。首先,设计空调系统时,一些设计人员仅仅以负荷指标估算的方式开展计算,这会加大制冷器的装机容量,无法高效的利用资源,甚至还可能使有些负荷下的冷机效率降低;其次,进行设计工作时,要考虑各个安全系数的影响,否则可能使空调的单位制冷面积大于事先的冷负荷概算,大于工作过程中单位空调面积的峰值冷量。从全年的方面分析,建筑负荷保持在峰值的时长是较短的,所以大部分的时间内,冷机负荷不是以最大负荷工作的,COP 也是较低的。事实表明,单位办公室的冷负荷通常在 100W/㎡、150W/㎡,这样便能满足建筑的日常使用需求。

2.2 选择空调循环水泵

现今存有的一个严重问题时空调循环水泵的容量太大。一般条件下,设计的空调水泵一般会使设计要求量的 2 倍上下,这要求较高的运行费用和投资费用。产生这种现象的原因可能是冷负荷设计太大、系统的循环阻力计算值太大、静力压力值存在误差、系统水力平衡计算值错误等情况。某些设计在开展冷水泵选择工作时, 没有注意到夏季流量和冬季流量间的差别。 例如, 一工程冬天要有 55℃、200m3 没事的热水流量,夏季则要求 10℃、400m3 每时的冷水。冬天的循环水流量大大少于夏季,所以安装冬天热水泵和夏天热水泵时必须有所区别,若只使用一台,则会产生极大的资源浪费。所以,进行实际设计工作时,要依据各个时间段的扬程变化和冷负荷变化实施校准,掌握好变频泵的速率和定速泵的数量,使其在任何条件下等保持最佳的运行状态。利用这种方式开展设计。可以最大化的利用各种资源。

暖通空调系统安装时必须科学的确定水泵的扬程。比如,一工程的冷却塔放在 80m 高的屋顶,并且是闭式循环系统,因此设计工作中,设计人员可能将高程也纳入了水泵扬程之中,使水泵的扬程达到了 93m 之多。确定要使用的水泵时,还要依手册系数和计算方法确定水泵; 并给予中央空调水循环流量变化足够的重视, 循环系统的水流量可能是变化的,我们就要保证水泵的水量变化区域在适当的值。对于冬季和夏季水量的变化,为使系统持续处于稳定工作状态,必须设立冷、热两个水泵。

2.3 选择供回水总管上的压差旁通阀和旁通管

为保证通过的冷水机组的水量稳定, 需要在冷水机组的供回水管上安装一个旁通道,还要设置一个控制压差的调节阀。依据一个冷水机组的冷冻水量来设计旁通管道的最大水流设计流量, 而旁通管的直径也应依据最大流速的大小来合理的设定,切忌不经过科学的计算就随意确定其直径。一般要用 ZAPC、ZAPB 型电动调节阀当做旁通阀,若末端设备的管道阻力大于 0.2MPa 时,就要依据相关规定科学的确定冷水机组旁通阀的通径。

2.4 供暖方面的设计

在进行供暖设计时,设计人员往往只是对户内供暖进行设计计算,对户外供暖下够重视,导致设计供热负荷与实际负荷出现误差,供暖效果下理想在设计供暖系统时,除了要对室内因素进行考虑,还要对公共部分的供暖进行设计;在设计楼梯管道时,需要对温度变化时引起的冻结问题予以考虑;对于商务建筑,要单独设置热计量而这些问题都是在实际设计过程中经常忽视的问题, 对后期管理和运行造成了下必要的麻烦比如, 共同使用立管系统的高层住宅, 在设计过程中,要根据承载能力、水力平衡、散热设备、化学管材等因素进行设计,并考虑管道热补偿问题,为了防止管道热胀冷缩出现支管被拉裂的情况,要对热膨胀量进行校核,确定补偿器规格型号及具体位置。

3 结语

总之,高层建筑物的暖通设计要按照规定的要求进行,符合国家和地区规定的法律法规,同时也应该具体情况具体分析。不仅要考虑设备的使用,减少设备的运行费用,还要增强设备的运行能力,避免设计中出现不应该出现的问题。建筑业的不断发展,暖通设计也应该不断被完善和改进,这样才能满足使用者的需求,真正的提高建筑物的质量。

论文作者:张亚娟

论文发表刊物:《低碳地产》2016年7月第14期

论文发表时间:2016/11/7

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