高层建筑暖通空调的设计及问题浅析

黄斌

摘要：近年来,随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高,暖通空调领域中新的设计方案大量涌现。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。根据实际工作经验,对暖通空调设计方案应注意的一些问题进行粗浅的分析。

关键词：暖通空调 设计方案排风系统防排烟系统

中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：

Abstract: in recent years, with the rapid development of science and technology and energy saving and environmental protection requirement to improve the air conditioning in the field of new design a rash. How to design scheme in hvac scientific comparison and selection, is hvac design personnel in the practical design work always met in important technical problems. According to the practical experience, the hvac design scheme should be pay attention to some problems are superficial analysis.

Keywords: hvac design scheme exhaust system and exhaust system

1、暖通空调设计的原则

1.1 弄清建筑物在总图中的位置，四邻建筑物及其周围供热、供水、供电等管线的敷设方式与可能的接口地点这可作为本建筑物设计供热入口时的客观条件。同时可作为计算负荷时考虑风力、日照等因素的参考，还可以根据主要入口的朝向，确定大门的做法。

1.2 掌握建筑物内的人员数量，使用时间，有无废气排放等作为计算负荷及划分系统的依据。

1.3 层数、层高及建筑物的总高度，看其是否属于高层建筑按现行的规范规定：10 层及10 层以上的住宅；建筑高度超过24m 的其他民用建筑，应遵守高层民用建筑设计防火规范条款。

1.4 了解防火分区的划分，防烟分区的划分及防火墙的位置及火灾疏散路线，才能设计防烟排烟系统，才能确定防火阀门的位置。

2、工程概述

置于某大厦建筑面积约9万m2，建筑高度67.3m2。地上共17 层：包括首层商务、服务、辅助性商用，2—16 层为办公；地下共3 层：包括餐厅、厨房、会议、物业管理办公、各类机房、汽车库、自行车库、仓库及人防等功能。标准层高3.70m2，办公室内净高2.65m2，空调面積约7.9 万m2。大厦四立面约75％的面积为透明白玻璃点式幕墙，是一幢整体性、高档次、多功能、智能化综合写字楼。

3、空调系统

根据大厦高起点的定位，空调系统按照高标准、高效、经济节能的原则进行设计。室内设计参数如表1

表1设计参数

3.1设计主导思想

写字楼空调系统设计的主导思想是避免传统做法中业已暴露出来的主要弊病，从设计技术上比过去前进一步。

3.2全空气风管系统的平面布置

全空气风管系统与风机盘管加新风机组系统相比，具有较大优越性，在过渡季节可以增大新风量，而且更多地利用室外自然条件以节约能源；在冬季可以增大新风量以避免内区的室温过高。它还利于维护检修和楼宇自控与智能化管理。

现以5，6层为例，其空调系统采用了全空气系统。其办公区进深达16 m，因此有必要划分为外区(周边区)和内区，将距外墙约6 m的范围划分外区，其余为内区。本层的外区办公面积1 163 m2，内区办公面积1 347 m2，内区另包括走道与过厅等面积。根据建筑平面以及层高等具体条件，每层设置3个空调机房南、北机房各40m2，各设1台送风量为20000m3/h的空调机组，负担本层的外区；中机房51m2，设1台送风量为25 000 m3/h的空调机组，负担本层的内区。受吊顶空间的限制，每层均利用吊顶空间作为回风静压箱，减少了风管的交叉。在办公区的吊顶上均匀地设置了众多的回风口，使办公区不论如何布置隔断墙，每个隔断单

元既有送风口，又有回风口，隔断单元的回风均能自由地进入吊顶空间。主回风管由南、北空调机房伸到外区的吊顶空间，由喇叭形及条形回风口回风。各回风管在接入空调机房之前，均设置了消声器，以降低由机房传入办公区吊顶空间的噪声。

3.3冬季热源及采暖系统设计

采暖空调热负荷为12650KW，热指标为115.8W/m2。热源由城市热网供给，一次水供回水温度为95/70℃，经热交换后，高温二次水供回水温度为85/60℃，供采暖系统及空气、新风处理机组使用。各类机房、自行车库等设5－8℃的值班采暖，人防掩蔽体采暖设计温度为18℃，厕所为16℃；低温二次水供回水温度为60/50℃，供风机盘管和汽车坡道化雪系统使用(化雪系统因故未上)。为保证一层室内良好的温度环境，抵挡大门的冷风侵入，在各大门入口处均设置了热空气幕。

3.4通风防排烟系统

各类机房或库房的通风换气次数如下表2

表2机房或库房通风换气次数

为避免二次污染，结合大厦建筑结构的特点，地下各类用房分别采用窗井排、补风及屋顶高空排放两种通风排烟方式。地下各类机房、库房和汽车库均通过不同窗井排风排烟和补风；垃圾间、厕所和厨房分别通过排风竖井将排风从屋顶排出。须设机械排烟的库房、汽车库及厨房等均设置采用双速风机的通风兼排烟两用系统及补风系统。部分系统根据需要同时设置了通风电动风阀和排烟防火阀。平时通风时，双速风机低速运转，开启电动风阀，关闭排烟防火阀；火灾时，双速风机高速运行，关闭电动风阀，按防烟分区开启各排烟防火阀及启动补风系统，以保证通风兼排烟的双重功能要求。

4高层建筑暖通设计中存在的问题

4.1通风空调系统防火阀的设置不符合规范要求

《高规》中第8.5.3 条规定：风管不宜穿过防火墙或变形缝，如必须穿过时，应在穿过防火墙处设防火阀；穿过变形缝时，应在两侧设防火阀。然而，有的高层建筑，风管穿防火墙处未设防火阀，或者防火阀设置位置距离防火墙太远，即有些工程防火阀的位置设置不当。按要求防火阀应紧靠防火墙设置，且连接防火阀的穿墙风管厚度δ≥1.6mm，防火墙两侧各2m 范围内的风管应采用不燃材料保温。但有些工程通风空调风管上的防火阀随意设置，远离防火墙，其间的风管既未注明加厚，亦未采取任何保护措施，存在着隐患。本人对穿越变形缝的风管在变形缝两侧设置防火阀这条规定颇为不解，风管穿越变形缝，但未穿越防火分区本人认为可以不设置防火阀，可以在穿越变形缝处做金属波纹管，以防止不均匀沉降带来的后果。

4.2供暖系统设计不合理。

供暖系统设计存在不合理之处：①有的供暖系统由1条主立(干)管引进，分几个环路，分环上不设阀门，给系统运行调节，维修管理造成不便。②有的供暖管道布置不合理，与建筑专业不易协调，或供暖立管直接立在窗子上，或者供暖水平管道敷设在通道的地面上。③有的供、回水干管高点漏设排气装置，一旦集气，难以排除，影响系统使用。④有的供暖系统为同程式，一个环路单程长300m，致使供、回水干管坡度很难达到规范规定的不小于0.002的要求。⑤有的供暖系统为双侧连接，两侧热负荷及散热器数量相差悬殊，而两则散热器供、回水支管却取用相同管径，两侧水力不平衡，难以按设计流量进行分配。

4.3空调冷凝水管设计不合理

空调冷凝水管均设计为就近排放于衛生间，而空调冷凝水要求为间接排放，因而时常看到明露的空调冷凝水排水管，这与装修高档的卫生间格格不如。空调冷凝水管最好还是设计成集中排放，如果是水平管线太长，可分成几段集中排放，增设排水立管，排水立管可放于给排水管井中。这样既可解决上述美观问题，同时又不会因空调冷凝水管的敷设而影响走道的吊顶高度。

4.4 暖通空调不节能的问题

在进行暖通设计时，必须把建筑节能作为一个很重要的因素考虑在内。而现在的一部分设计中，由于设计者设计的方案本身存在问题及由于后来施工时对设计者的思路把握不当而导致暖通空调不节能，还可能导致空调性能不好等一系列问题。所以在设计时应把节能作为一个非常重要的标准融入到设计中，尽可能的采用天然采暖，且需要考虑简单的施工方式，这样在施工时便可获得较好的效果。施工人员要按照设计的图纸进行施工，保证其各项的功能都能够实现。在北京远洋大厦的建设项目中，建筑设计充分按照高标准、高效、经济节能的原则进行设计，采暖、空调空调处理机组和新风处理机组系统以及风机盘管系统的供水管路，由热交换站引至环形管廊，管路为双管同程系统，采暖用户为异程式上供上回、同侧上进下出方式。散热器采用高频焊对流散热器，为保证室内良好的温度环境，抵挡大门的冷风入侵，在各大门入口均设置了电热空气幕，有效地节约了能源，取得了良好的效果。

5、暖通设计的改进措施

5.1设计要进行经济性比较

经济性比较是目前暖通方案比较中考虑最多的一个问题。在经济性比较时首先应注意比较基准必须一致。应采用相同的设计要求、设备档次、能源价格、舒适状况等基准条件进行比较，保证方案比较结果的科学性和合理性。如果对采用名牌设备和采用低档设备的方案进行经济性比较，显然是不合理的；如果不考虑舒适性的区别，对有新风供应和没有新风供应的方案进行经济性比较，显然不可能做出正确的选择；如果不考虑美观性和舒适性进行经济性比较，对集中式空调方案显然是不公平的。

在设计方案经济性比较时应综合考虑投资、运行费用以及设备的使用寿命，以相同的使用周期为基准，进行综合经济性的计算比较，而不能简单地根据设备报价进行比较。对于同时有供暖和空调要求的项目，应考虑冬季和夏季设备综合利用问题，进行冬夏季综合经济性比较。

5.2免费供冷空调系统

免费供冷技术通过水系统来利用自然冷源。它也称冷却塔供冷，是一种节能

降耗的系统形式。在空调系统中，冷水机组的能耗占有极高的比例，如用冷却塔

供冷技术可少开或不开冷水机组，其节能效率将会是显著的。

5.3对现行设计规范、规定、标准学习不够，贯彻执行不够，因此应加强对现行设计规

范、规定、标准的学习，提高贯彻执行设计规范的自觉性。设计过程中缺乏多方案技术经济比较，随意性较大。应像建筑方案设计一样，进行多方案比较，做出合理的设计。图纸审查不严甚至流于形式。应坚持三审(自审、审核、审定)制，确保设计(含图纸、计算书)质量，杜绝出现差错。对照有关设计规范、规定、标准本文指出了解决办法和改进措施。目前高层建筑暖通空调设计、图纸设计等方面存在的问题分析产生问题的原因。

五、结语

总之，暖通空调工程设计员必须对设计方案中涉及到的种种因素进行综合考虑，在此基础上进行科学设计，以寻找到符合最大经济效益和功能要求的暖通空调工程设计方案。

参考文献：

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