高层建筑暖通设计中存在的问题与改进措施研究

2020-04-22吴伟江谭艳红

建材与装饰 2020年10期

吴伟江谭艳红杨环

（中机国际工程设计研究院有限责任公司湖南长沙 410000）

0 前言

当前城市建筑规模扩大，高层建筑物在城市中越来越常见，有关高层建筑物的节能减排问题得到社会广泛关注。但是从当前建筑暖通工程设计来看，在整个设计过程中一直存在弊端，不仅影响了暖通效果，也增加后期维修管理难度。所以必须寻找改进措施，争取能够进一步提高暖通系统性能，满足居民日常生活需求。

1 高层建筑暖通设计中存在的问题研究

1.1 设计过程中存在的问题

1.1.1 温度参数问题

我国相关规定对暖通设计提出了明确要求，包括厕所温度不能低于12℃、冬季浴室温度不能低于25℃等。但是很多地区在设计过程中，往往无法正确选择温度参数，导致暖通设计无法取得预期效果。例如在设计过程中没有考虑到地域差异的影响，一般随着纬度提高，相关的温度指标也需要提高，这样才能使居民在室内感受到舒适。除此之外，一些设计人员在设计中也容易出现失误，例如没有准确设计耗热量情况；或者在冬季供暖情况下忽视了门窗冷气等因素影响。

1.1.2 楼梯间散热器支管与立管中存在的问题

在高层建筑物的暖通设计中，需要在建筑物的楼梯间以及容易冻结的空间增设散热器，但是其中的立管与支管应该是单独设计的，并且严禁安装调节阀。但是从目前情况来看，暖通设计中还是会出现问题，例如楼梯间的散热器与相邻空间散热器共同使用一根立管；或者采用双侧连接方式将卫生间与相邻空间连接在一起[1]。在这种设计方法下，一旦出现质量问题，则会增加维修难度。

1.2 暖通设计的经济性问题

在设计过程中，设计人员必须考虑经济因素影响，例如没有精准计算系统负荷，造成设计容量过大。这种情况不仅增加了运行成本，也会影响居民的居住体验。除此之外，因为暖通设计人员在形成冷热系统方案前，没有认真调查当地的气候、能源价格等，再加之不了解暖通系统的功能，都会导致暖通系统设计缺乏经济效益。也有研究认为，暖通设计的周期短，设计人员没有充足的时间评价不同设计方案的可行性，这也会造成设计防方案缺乏经济性。

1.3 暖通系统布局不合理

在暖通系统布局中经常会出现质量问题，影响着暖通系统功能实现，因此暖通设计人员应该关注以下问题：①暖通管道的位置设计存在缺陷。在整个暖通系统中，管道设计位置不合理，经常会被安装在地面的某个角落，这种问题所所造成的直接问题，就是会影响居民的视觉效果。②在系统设计中忽视了线路布置的合理性。在设计过程中，需要考虑建筑物室内的供暖系统是否合理、管线的连接是否方便等。但是在设计过程中很多人会忽视这个问题，虽然室内施工难度更低，这种情况也导致很多人员会忽视室外管线设计，例如直接将立管设置在楼顶等，而这种情况不仅会影响立管的保温效果，还会加速立管老化，增加了暖通工程的总成本[2]。因此在未来暖通工程设计中，要尽量避免此类问题发生。

2 高层建筑暖通设计的改进措施

2.1 优化设计细节

2.1.1 合理掌握温度参数

温度参数对暖通空调设计的影响十分明显，所以在暖通设计之前，设计人员应充分参考当地其他高层建筑物的经验，了解地区气候等因素对暖通效果的影响。同时，暖通设计也应该考虑建筑物自身因素，例如门窗冷气会造成室内温度下降，所以在设计阶段，可以略微提高暖通系统温度水平，以抵消门窗冷气等因素对室内温度的影响，使居民能感受到舒适。

2.1.2 明确散热器支管与立管的安装方法

为了能够进一步提高暖通空调性能，需要进一步明确支管与立管安装的方法。

（1）支管安装方法。①在安装支管期间，需要保证支管的灯叉弯以及椭圆率等满足设计要求，正常情况下管径应大于等于100mm，允许偏差参数为10/100。②在暗装或者半暗装散热器置管期间，灯叉弯应该与散热器槽墙角适应，兼顾美观要求。③与散热器暗装的支管应该具有一定的坡度，当支管管长度小于等于500mm时，坡降值5mm；对于大于500mm的情况，坡降值为10mm。在设计期间，上供下回的供水支管坡向散热器，回水支管坡向立管。下供下回双管式在顶层供水立管上没有排气装置，供、回水支管坡向立管，其他层供水支管坡向散热器，回水支管坡向立管。

（2）安装立管期间，应关注以下几点：①在安装立管时应该充分考虑建筑物供暖系统、散热器布置情况以及建筑物自身使用需求，在尽可能节省原材料的基础上，还应方便检修、安装。由于立管主要采用明装施工方法，所在设计中应该将其布置在外墙墙角以及窗间墙等位置。在布置的双管系统是，供水立管布置在右侧，回水立管布置在左侧，两者之间的距离至少大于等于100mm，方便维修管理。②在暖气立管与横干管连接时，若至直管直线长度不足15m，可用两个弯头连接；当立管直线长度大于15m时，干管与立管之间用三个90°弯头连接。

2.2 严格遵守高层建筑暖通设计规范

高层建筑物暖通设计人员应具有一定的专业能力，认真掌握暖通设计规范，确保能够严格遵照地区的质量标准以及要求作出设计。而考虑到高层建筑物中最大的能耗系统就是暖通系统，所以为了能够减少高层建筑物能耗情况，需要保证设计合理性，争取能够通过最少资源来获得更高的经济效益。例如在设计过程中，应该充分考虑到建筑物供水、供电等因素影响，通过各种方案来提高暖通系统经济性，不能盲目照搬其他高层建筑物暖通系统的设计经验。

以通风系统设计为例，在通风设备中经常会出现材料选择不合理的情况，习惯于使用铝箔玻璃棉充当保温材料，虽然这种材料对于风管而言具有一定的保温效果，但是针对冷冻水管或者立管的保温效果大打折扣。因此为了满足暖通设计规范，应该选择其他材料，如聚氨酯泡沫塑料或者高级橡塑等，这些材料的保温效果更理想[3]。同时很多暖通系统设计人员习惯于通过负荷指标果断通风设备负荷，这种现象会造成一个问题，即制冷机的桩基容量大，且无形中增加了整个暖通系统的施工成本，这种情况不满足高层暖通设计规范，所以设计人员需要结合建筑物空间、人口密度等多个指标预测通风设备负荷，确保设备能够处于理想的运行状态下。

2.3 强化对暖通系统设计过程的监理

监理是提高暖通设计质量的重要保障，在工作中，应该深入了解高层建筑物暖通设计的要点，并针对各种可能出现的问题进行分析见图1。

图1 暖通监理工作要点

例如当前建筑暖通系统中容易出现噪声，所以监理人员在监理期间，需要综合评价通风设备、冷却水机组、冷却水水箱等关键部件的影响，审查这些设备的布置位置，若位置不合理也会造成噪音现象。所以设计人员要尽可能的优化上述部件的布置位置，并分析送风口与回风口的消声情况，尽量消除噪音风险。

2.4 强化培训，提高暖通设计人员的专业水平

考虑到未来高层建筑物的结构越来越复杂，所以为了能够提高暖通系统设计质量，就应该关注人为因素影响，通过适当培训，使设计人员能够适应复杂建筑物结构设计要求。

①针对高层建筑暖通设计人员定期进行专业培训，介绍当前我国有关高层建筑物暖通系统设计的规范，并定期考虑，使培训结果更加科学、有效。②在培训期间引入竞争比赛机制，通过这种方法来进一步提高设计人员的积极性。③聘请专业设计人员开展讲座，详细介绍暖通设计的方法，鼓励西相关设计人员踊跃参与，通过持续的讲座来弥补设计人员在认知上的缺陷，提高专业水平。

2.5 合理控制成本

在暖通空调设计期间，设计人员需要充分考虑成本等因素限制，所以为了实现这一目标，应该重点做好以下工作：①充分了解施工技术与施工技术，通过前期的市场调研，充分考虑其他因素的影响，选择性价比高的原材料与设备。②设计人员需要综合考虑暖通设计中的费用一级使用寿命问题，并结合地区气候等因素影响，比较不同设计方案的成本，并从中选择性价比最高的暖通材料。