摘要：伴随着我国城市化水平的不断提高，我国高层建筑的数量也逐渐增多。暖通空调能源消耗占整个建筑耗电量的50%以上，是建筑物的总体能耗的大户。因此，指定科学合理的设计方案对提高建筑的能源有效利用率的至关重要。本文主要对高层建筑暖通空调设计中关键点作出探讨。
关键词：高层建筑；暖通空调；设计关键点
随着城市化不断深入的情况下，人们开始对生活和工作的环境有了更高的要求，因此，高层建筑数量开始逐渐增加。其中，暖通空调广泛使用在生活建筑和商用建筑当中，不但可以为人们提供舒适的生活环境，同时还可以将人们工作效率提高。可是，因为受到技术的约束，安装和实际应用过程中存在比较多的问题，因此，保证高层暖通空调的有效性成为了高层建筑工程设计的重难点。
1 高层建筑暖通空调设计关键点
1.1 空调水系统承压
随着建筑高度的增高，空调水系统承受压力也随之增大。设计时，计算各设备的承压能力时，要考虑系统瞬间开启、关闭以及正常运行三种情况下的承压能力，选择最大的压力来作为设备和管件选型的依据。并且考虑所选设备承压能力在垂直高度关系来判断水系统是否需要进行分区。一般来说，冷水系统高度超过200m的情况下，要考虑分为高、中、低三个系统。除此以外，循环水泵设置在冷水机组的出水端也可以降低机组的承压。对于现代寸土寸金的房价来说，适当选择高承压设备以减少设备机房面积亦具有巨大的经济效益。
1.2 新风供给设计
现今建筑由于大气污染和城市噪音等原因，致使设计人员尤为重视高层建筑外围护结构的严密性，从而导致新风无法利用开窗换气的方式获取。新风设计是否合理直接关系到室内空气品质的好坏。新风普遍为与全空气系统集中处理或独立新风的形式。独立新风方案可根据建筑特点分为集中处理后经竖向井道分层输送或分层处理送到各自房间。对于全封闭的建筑，应重点考虑门窗渗透量与新风量平衡的关系，考虑是否需要机械排风以保证室内外气压差的稳定性。另外新风设计时应考虑机组压头，房间新风量和风口布置的合理性，以优化室内气流组织。
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1.3 冷热源节能环保设计
建筑节能已经成为国家和地方政府关注的焦点，设计者应保证在建筑功能完善的情况下，尽量提高能源的利用率，节约能源的消耗。冷热源系统是整个暖通空调系统主要耗能部分，暖通空调冷热源设备种类繁多，选用何种冷热源设备对暖通空调系统投资成本和经济效益影响巨大。中央空调冷热源按照冷凝方式主要分为风冷和水冷。按照冷（热）载体又可分为冷媒系统和水系统。高层建筑常用的空调设备类型主要有VRV、风冷热泵螺杆机组、风冷热泵模块机组和水冷螺杆（离心）机组等。在制定冷热源方案时候，因地制宜选择可再生、天然能源和多种能源的优化组合，客观分析冷热源方案的技术经济和可持续发展对节能减排和环保意义重大。而中央空调常用的主要天然能源有天然地表水、太阳能、天然气等。对于水资源丰富的地区，宜采用地表水或者地下水地源热泵形式作为冷热源。对于太阳能丰富的地区，适宜采用太阳能作为系统热源，并设辅助能源或蓄热装置以应对季节、昼夜的变化。对于具有工厂余热丰富的地区，宜变废为宝，采用吸收式冷水机组作为热源制冷。对于天热气供应充足的地区，适宜采用分布式燃气冷热电三联供系统，实现电力和天然气的“削峰填谷”。设计人员在制定设计方案时应以能耗指标、当地能源结构、气候条件、初投资费用、运行费用、建筑规模和使用性质等作为依据，科学选择满足使用者的中央空调设备形式。
1.4 合理设置水力平衡设备
水力平衡对空调系统正常运行至关重要，合理地设置平衡阀能有效解决系统水力失调、降低系统能耗。对于定流量水系统，通常只存在静态水力失调，在主要分支供回水管上设置静态平衡阀即可。对于变流量水系统，运行流量大部分情况下均低于设计工况。为了保证蒸发器流量不变，一般设置系统压差控制的电动旁通调节阀。在实际一些工程中，经常出现旁通调节阀选型不当导致调节能力很差的情况。因此调节阀的口径应根据使用对象的流通能力来确定，一般取阀门设计流量取单台最大冷水机组流量较为恰当。对于有多台冷水机的变流量一级泵系统中，在机组与水泵之间采用共用集管情况下，应在每台主机和进出水管设置与水泵联动的电动两通阀门。当机组与水泵之间采用一对一管道连接方式，可取消电动两通阀门，利于降低系统阻力和节省工程造价。另外还可以在连接管处宜设置日后互为备用的手动转换阀门，供检修时交叉组合互为备用。设计时，应根据系统特点，灵活连接管道和设置水力平衡设备。
1.5 风口气流组织合理性
空调的气流组织关键在于合理布置风口，使经过空气处理后的空气形成均匀的气流，保证室内的湿度、温度、气流速度的稳定。室内热源位置、风口位置、风口形式、送风口的射流参数（包括风量、风速和温度）和房间的形状都会影响室内气流的分布。风口选型应以空调区域特征为依据，如室内高度、是否采用吊顶、吊顶形式、房间的形状等来进行初步考虑。选型后校核风口的位置、数量是否满足使用所要求的射程、温度和流体速度、噪音等因素，避免气流的短路、死角和使用者的吹风感。除以上外，设计者应协调内部装修、家具布置情况来设计，对于复杂空调空间宜采用CFD模型模拟计算。
1.6 避免空调设备容量选型过大
经过研究表明，有关的设计工作人员设计空调通风的过程中，对多种安全系数的掌握并不精准，并未进行准确的综合评价，选择的实际装机容量远高于实际需要的冷负荷。在社会经济快速进步的背景下，高层建筑由于其规模大、楼层高，导致暖通空调需要消耗比较多的能源。所以，设计工作者需要保证节能的前提上，科学对各项安全系数进行评估，降低了整个项目能源的损耗，从而确保暖通空调可以更合理有序的运行。
1.7 入口计量设计存在问题
进行空调入口设计的同时有非常多的方案，有些要依照小区单位入口作为基准设计，有些将楼栋入口作为基准设计，这样不但可以节省设计成本，可是在设计的设计当中还存在漏洞。比如暖通空调入口设计缺少统一的要求，大部分的设计人员责任心不强，认为只有空调入口方便管理就行，造成设计缺少合理性。有的设计人员缺少全局观念，只关注室内供暖，不关注管线连接，造成空调连接出现问题，影响后续的应用。
结语
总而言之，高层建筑过程中，暖通空调作为最核心的一个构成部分，所发挥的作用不可小觑。因此，高层建筑暖通空调设计当中，需要设计者严格遵守暖通空调的设计标准，将设计过程中的关键点良好掌握，使高层建筑暖通空调设计工作更加科学规范，保证高层建筑暖通空调的设计品质。
参考文献
[1]徐伟.民用建筑供暖通风与空气调节设计规范宣贯辅导教材[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[2]马最良，姚杨.民用建筑空调设计（第二版）[M].北京：化学工业出版社，2012.
[3]孙丽丽.高层建筑暖通空调设计常见问题及策略[J].门窗，2016，09：135.
论文作者:蓝朝隆
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期
论文发表时间:2017/12/7
标签：热源论文; 暖通空调论文; 高层建筑论文; 系统论文; 风口论文; 新风论文; 气流论文; 《建筑学研究前沿》2017年第18期论文;