高层建筑暖通设计中的问题及改进措施分析

刘霄

（云南省设计院集团 云南省昆明市 650228）

引言

随着社会经济条件的不断改善，以及建筑工程领域的持续发展，高层建筑已经成为了城市现代建设过程中的重要内容，并在项目总量中逐渐增加比重。以此，建筑设计的科学性也成为了保证建筑整体质量的根本内容，而暖通设计作为发挥建筑主要使用功能的的重要内容，也受到了建筑设计者的高度关注，必须对当前工作中存在的问题进行分析，才能更好的发挥出设计工作的科技水平。

1 高层建筑暖通设计中的常见问题

1.1 设计缺乏规范性

高层建筑的暖通设计中，涉及的内容较为复杂，需要对通风、取暖、采光等多项内容进行客观的分析，在相关行业规定的指导下，完成对设计内容与项目的合理规划。同时，还需在设计过程中，充分的发挥出设备的技术优势，并就容易出现暖通问题的关键点进行控制，以此保证设计工作的完整性。

但在实际工作中，由于设计到建筑工程设计的公司较多，且发展情况表现出明显的差异化水平，一些发展程度较低的公司往往不重视设计工作的规范性内容，在设计较低、设计细节、图纸变更等关键内容上，出现了明显的问题与漏洞，对工程建设的质量水平与安全性能造成了明显的负面影响。

同时，对于设计图纸的科学性管理，也是保证建筑施工正常、有序、科学、合理进行的重要内容，必须在设计工作中进行科学化的管理，并在交底过程中进行完善。然而在具体的高层建筑暖通设计中，工作人员经常忽视设计图纸的科学性，在细节问题上存在不足，严重的，甚至会使图纸内容超出行业规范所设置的红线，出现违规的问题。例如，在对暖通管道进行设计使，部分设计单位或个人，没有按照规定的内容在图纸上进行详细的标注，使工程的建筑质量受到严重的负面影响。

1.2 环保化意识不足

在社会环保意识不断增加的背景环境下，工程设计与建设中的环保内容也受到了社会大众的广泛关注，成为了工程设计人员的重要工作内容。然而在进行高层暖通设计的工作中，设计工程使往往忽略了内容的科学性，不重视暖通项目设计对环境条件造成的影响，仍然将设计内容停留在传统的粗放式方法中，无论是材料使用、能源消耗、环境控制等内容上，各高层项目的暖通设计中都存在着不同程度上的缺失与不足，为设计的整体发展造成了较为明显的制约条件[1]。

例如，在空调系统的设计应用中，其设备使用是完成高层建筑暖通设计的重要手段，也是组成暖通系统的关键设备，在设计工作中，必须充分遵照相关的技术管理规定，在严格执行管理措施的基础上，强化应用手段与方法，使其功能性得到全面的发挥。然而在设计的应用过程中，经常会忽视线路设计的内容以及设备本身的能耗水平，为工程建设的施工与建筑投入使用时的功能造成负面影响，从而降低暖通设计的功能性。

2 加强高层建筑暖通设计的有效措施

2.1 节能设备在设计中的而应用

2.1.1 降低室内温湿度标准

建筑暖通设计的节能实现，主要集中在三个方面，分别是降低室内温湿度标准、利用室外新风量以及减少冷暖气输送能耗。首先是降低室内温湿度标准，为了提升居住舒适度以及减少能耗，可根据室外的温度适当调整室内温湿度标准，这要求参考建筑本身结构设计以及室内对特定参数温度、湿度的符合。例如，在夏季对于室温控制有效减轻空调冷负荷的影响，最大程度合理降低室内温湿度标准，同时又能保证人们体感舒适度和健康[2]。

2.1.2 利用室外新风量

需根据当地气候来决定采用何种空调节能设计。例如，对于冬冷夏热的房间，室外新风量越大室内空调的消耗也随之增高，新风量取用是根据空调放假正压值确定。根据这个特点，可以根据建筑内各房间的用途，采取不同新风量的空调系统设计，对于卧室、客厅来说是人们待的时间较多的空间，那么可保持原有新风量不变；对于卫生间、厨房人员出入频率少或使用时间段的区域，可在空调系统设计上减少新风量的取用，以此减少能耗。需要特别注意的是，为了更大程度降低新风量取用，要求公共场合禁烟，以此减少通风产生的空调能耗。对于室内发热量较大，例如科技企业机房或产生高温的设备室，这类空间在夏季对于冷风要求大，针对这种情况可充分利用室外新风量，将其引入减少空调系统负荷[3]。

2.1.3 减少输送过程的能耗

它对能源的消耗主要集中在风机和水泵这两大设备，因此建筑暖通节能设计针对这两个设备进行，通过减少在这些设备的系统阻力和输送流量，实现风机和水泵使用以尽可能高的效率运行，具体的操作可以从以下几个方面入手：

（1）采用大温差供回水，主要针对空调系统供回水、送回风这两个环节。有效兼顾了体感舒适度、温差监控、空调精度和施工工艺要求，通过加大供回水、送回风的温差，辅助空调系统降低能耗。需要特别注意的是，上述两个环节温差须控制在8℃以下。

（2）将调控冷暖气输送速度以低速运行，这是考虑到风机和水泵在流速高的情况下，能耗也随之增高的情况。同时过快地完成输送过程，需消耗更多电能输送新一轮冷暖气，也不利于空调系统运行稳定性。基于以上原因，要控制流量低速运行，实现建筑尽可能小的能耗。

（3）采取变风量的空调运行方式，这种节能方法主要是针对建筑中的公共场所，如电影院、商场、餐厅等人员流动大，且建筑空间结构负责、空调系统负荷大的场所。建筑空调系统采用变风量运行的设计，可根据各区域一定时间内的符合变化，动态调整送风量，从而达到按需供给、减少热损失的目的，这有助于降低建筑空调系统能耗[4]。

2.2 强化设计中的调节性与操作性

天气不同，建筑暖通系统受到的负荷也有所不同，若是暖通设计采用同一的标准应对不同天气的负荷变化，无疑会增加不必要的能耗，同时也因为负荷不同，使得体感温度呈现较为明显的差异，不利于居住舒适度的提升。鉴于此，对建筑暖通系统进行智能化改造，其利用传感器反馈的数据，实时调整暖通设备，以适应室内外的负荷变化。

基于以上要求，主要采用VRV、VAV两类变频空调，如图1所示。根据需要可以设置运行和不运行时间，它极大程度提高了工作人员的管理效率，降低相关工作量。在季节变化（春季、秋季）期间，温度变化不大或暖通承受符合较小的情况，可以改为手动控制阀门进行管理，减少过于频繁的调节增加能耗。若是建筑处于温度变化强烈且暖通承受负荷变动大，对于智能调控要求高的建筑，可以引入进算计技术结合人工管理的方式，进一步提高此暖通系统的使用质量。

图1 VRV变频中央空调在高层车库中的应用

但是这种节能设计的节能成本相对较高，在维护成本与设备采购成本方面。此外，对于设备养护与管理人员的综合素质也要求较高，需要专门为此组织培训，确保他们能够掌握这些设备的操作方法，保障设备持续、稳定运行。

3 总结

暖通设计作为高层建筑中十分重要的环节，必须得到设计工作者的高度重视，在科学的方法下，对设计方法进行升级，改善现阶段存在问题与漏洞的同时，通过节能设备使应用、设计灵活性的提升、对于成本条件的控制、项目设计的规范化操作等内容，使高层建筑暖通设计的实用性与功能性得到保证，在完成自身技术手段升级的过程中，成为推动行业领域发展的重要力量。