摘要：随着我国经济的快速发展，高层民用建筑发展壮大和生活质量水平的提高，人们对高层建筑暖通空调的设计要求越来越严格，为了保障高层民用建筑暖通空调设计的质量和舒适度，应有完善的暖通空调系统作为基础。本文在暖通空调设计实践的背景下分析高层建筑暖通空调系统设计的一些问题，并进行总结，希望对行业有所贡献。
关键词：高层建筑；暖通空调；设计；注意事项
一、暖通空调设计的原则
1.安全性原则
高层建筑物暖通空调系统的安全性的提高是要通过对设备多方面改善来达到的。笔者认为，应当从“设计—研发—管理—规范”的过程入手，从五个方面来提高安全性：人员环境安全、系统设备运行安全、物品摆放安全、物品防火环境安全、重要设备防火环境安全。
在一些易燃易爆工程中，通风空调系统必须严格按照安全标准设计，设计人员不仅要考虑实用性，最重要的是要考虑安全性。否则暖通空调在运行中，一旦发生可燃性气体、液体泄漏，后果将不堪设想。应按照有关防火设计规范来考虑防火安全问题，设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全等。因此，在设计一些燃油燃气锅炉房过程中，应采取科学严谨的防爆技术。其次，报警系统也是设计方案中的必要部分。
2.生态指令的首要目标
生态指令希望通过推动能效产品的使用而减少CO2整体排放。由于对全球暖通空调行业的高效和安全制冷剂的使用采取了不必要的和未经证实的限制措施，这个目标的实现可能会受到影响。我们都知道，暖通空调产品包括制冷剂的环保性能都应该在初步研究的基础上进行评估，但是，我们并不支持将制冷剂的类型作为生态设计的基本需求。
3.能效和安全
暖通空调产品的性能和能效不单单与所充灌制冷剂的GWP值有关，也与设计参数有着千丝万缕的联系，因此仅对其中的某个因素进行限制势必将影响产品的优化性能。另外，对于低GWP值制冷剂的任何激励措施都可能促使该类制冷剂的应用，但也可能增加了设备的能耗。以CO2制冷剂在商用制冷设备中的应用为例，在北欧和中欧将看到非常好的能效性能，但在气候比较热的南欧，这可能导致能耗的增加。最后，由于低GWP值制冷剂的物理化学特性，该类制冷剂在整个生命周期的使用，包括维护和报废等，可能产生一些安全风险。
二、设计前的准备工作
1.分析建筑物外部环境与内部环境
对暖通空调设计前，应全面观察与分析高层建筑四周的外部环境及基础设施埋设方式，从而设计科学的供热入口，对空调负荷进行设计的时候，应对高度及日照和风力等外部环境进行综合分析，联系室内人员及设备和照明等内部环境，进行计算，推算出合理的空调负荷。
2.分析建筑物内部使用状况
综合考虑和分析建筑物的基本使用状况、废气排放的情况及居住人员的数量，对建筑内部的有关情况有足够的了解，对每个区域真实的运转负荷进行计算，以此为依据科学的划分暖通空调系统区域。
3.划分防烟区域防火区
高层建筑楼层多，如果发生火灾，不能快速的疏散居民，会产生很大的安全事故，所以进行设计的时候，应规划具体的防烟区与防火区，科学的设计防火区和防火墙、防烟区，保证在发生火灾的时候，居民可以在最短时间内离开危险区。
三、设计中的几个关键点
1.空调负荷设计
在《采暖空调制冷手册》和《制冷与空调技术手册》中指出，商用建筑夏季的冷负荷概算指标为210w/m2～240w/m2，旅馆办公类的冷负荷指标为94w/m2～163w/m2。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是在具体的设计过程中，会由于一些问题导致空调装机容量增加，导致空调系统初期的投资金额增加。一是在设计空调系统时，个别设计人员只是使用负荷指标估算的方法进行计算，导致制冷机的装机容量增加，造成了不必要的投资浪费，严重时会对部分负荷下的冷机效率造成影响；二是在设计的过程中，考虑各种安全系数，导致空调单位制冷面积超出手册中冷负荷概算，超过了实际运行过程中单位空调面积的峰值冷量。从全年的角度来看，建筑负荷真正处于峰值的时间并不长，因此在大多数时间段，冷机负荷率是处于一种比较低的状态，COP并不高。根据经验，一般办公室单位冷负荷指标取70W/m2～90W/m2，商场单位冷负荷指标取100w/m2～150w/m2之间就可以达到日常使用要求（均指建筑面积）。
2.选择空调循环水泵
空调循环水泵容量偏大是当前存在的主要问题。通常情况下，设计空调水泵容量会超出实际需求量的两倍左右，造成运行费用和投资费用的极大浪费。出现这种情况主要是因为冷负荷设计偏大、系统的循环阻力计算结果过高、静水压力计算错误、系统水力平衡计算不正确等问题引起的。还有的设计在进行冷水泵的选择时，对夏季流量和冬季流量的差异性不够重视，比如，某工程冬季需要温度为55℃的热水每小时循环水流量200m3，夏季需要温度为10℃的冷冻水每小时400m3，冬季的循环水流量要远低于夏季，因此要分开设计冬季的热水泵和夏季的冷水泵，如果共用一台，势必造成不必要的能源浪费。因此，在实际的设计过程中，要根据不同时间段中扬程的变化和冷负荷的变化对设计进行校准，通过控制变频泵的速度以及定速泵的数量，保证各种条件下持续处于最佳运行状态。使用这种方法进行设计，具有良好的节能效果。
水泵扬程的选择也是暖通空调设计过程中一个关键点。例如，某工程的冷却塔放在高度为80m的屋顶，使用闭式循环系统，在设计的过程中，设计人员错误的将高程也加入到了水泵的扬程中，导致选择水泵的扬程在93m以上。在选择水泵时，要根据具体的手册系数、计算方法选择需要的水泵；要提高对中央空调水循环流量变化情况的重视度，由于循环水流量是不恒定的，要保证选择水泵的水量变化范围处于高效区；当冬季和夏季水量有比较大的变化时，为了保证系统的稳定运行，冷水泵和热水泵要分别设置。
3.选择供回水总管上的压差旁通阀和旁通管
为了使经过冷水机组的水量处于恒定的状态，在冷水机组的供回水总管上要设置一条旁通管，并安装控制压差的调节阀。根据一部冷水机组的冷冻水量确定旁通管道的最大设计流量，旁通管的直径根据冷冻水管的最大允许流速进行确定，不允许不经计算就确定管道直径，使用ZAPC、ZAPB型电动调节阀作为旁通阀，当末端设备管道的阻力为0.2MPa时，可以根据相关标准进行冷水机组旁通阀通径的选择。
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，对户外供暖不够重视，导致设计供热负荷与实际负荷出现误差，供暖效果不理想。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不必要的麻烦。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。
结语
随着人们生活水平的不断提高，人们对自身居住的环境提出越来越多的要求，并认识到能源的重要性，进而促进我国高层节能建筑的发展，其中暖通空调系统是高层民用建筑的重要组成，应积极引用先进的科学技术和设计理念，提高和创新暖通空调体系的设计，有利于我国的生态环境保护，还有利于我国和谐社会的构建，为人们提供一个温馨舒适的生活环境。
参考文献：
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[3]荆洋.暖通空调系统节能设计思考[J].城市建设理论研究（电子版），2017（09）：236~237.
论文作者:林喜武
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/26
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