高层建筑暖通设计中的常见问题及措施

张亮亮

（甘肃宏图建筑设计有限公司，甘肃 兰州 730000）

伴随着改革开放的步伐日益加快，各地区的城市化进程发展变化也是突飞猛进，城市的高楼建筑如雨后春笋般涌现出来，众多的开发商都加快了建筑项目建设步伐以获取更多的经济回报。建筑行业的绿色化、可持续化、环保化一直是发展中不可忽视的重点问题，建筑环境和谐统一，才能使房建工程更加节能减排、低碳高效，显著提高企业的综合竞争力。受多方面因素的制约，目前高层建筑暖通设计有待健全、完善，实践运用过程中难免产生诸多不足。此些状况会负面作用于居民的生活质量和居住体验，也增大了建筑企业的维修保养难度。因此，提高高层建筑暖通设计的设计和施工能力，根本上解决供暖难题，保障人们的生活水平，是建筑行业极为重视并在尽力改善的问题。

1 暖通设计的基本概念

暖通设计是高层房屋建筑中不可或缺、至关重要的环节。暖通设计通常分几大方面：首先是采暖，是暖通设计的基础和关键，依靠外部设备吸取热量，用以提升室内的温度；其次是空调，空调的运行和采暖是完全相反的，将屋内的热量集中起来然后排出，以确保屋内温度处于舒适水平；再次是通风，室内如果有人生活，会有很多二氧化碳产生，但是采暖设施要求在通风的前提下工作，因此通风环节至为关键。一般而言，暖通项目包括三个环节，第一个环节是方案制定，第二个环节是工程设计，第三个环节是现场作业。不同时期间互相推动、互相影响，关系紧密，只有各个环节的工作都确保质量，才可将暖通设计的效果最大化地发挥出来。

2 高层建筑暖通的相关设计原则

在设计暖通系统的时候，可将通风、生态保护、室内采暖作为着力点，为人们创造优良的居住环境。在设计工作开展过程中，应当遵照下述准则：环境的保护和业主的生命财产安全始终放在首位，遵循绿色低碳的发展理念，在不对室内室外产生固体废弃物污染的前提下保障空气流通，节能降耗，实现室内外环境的和谐统一，这也是对可持续发展价值观的有力践行；社会经济的高速发展，环境资源被过度消耗，不是可长久发展之计，一大批环保清洁能源应运而生，其中比较有代表性的当属天然气和太阳能资源，可再生无污染能源也是行业目前及未来发展的趋势。

3 高层建筑暖通设计中存有的缺陷

3.1 通风系统设计不够科学

当前高层、超高层建筑不断增多，在这些建筑的地下室空间，通常存放很多设备，并且风井需要和生活建筑共同使用，为此在设计竖向风管的时候应当格外注重长度，并且科学处置断面直径问题。在规划风井的过程中，需预先考虑到提前留出管道安装所需的施工空间。安装风井所需的施工空间在设计中很容易被忽略，在设计的图纸中管道尺寸可被容纳，但在后期的管道施工时，空间不足，而此时风井的围护结构多已施工完毕，唯一解决办法不得不破坏掉已完工的风井围墙，待放入风管后再重新砌筑。如此操作，费时耗力，是对资金、人力、时间、资源的极大浪费，也是设计中要加以重视、预先规划出解决方案的问题。

3.2 散热器选取与系统规划不科学

对于高层建筑而言，在规划暖通系统的时候，散热器的选取十分重要，应当依据各种客观环境与运用状况合理的选择。若室内的湿度较大，铸铁散热器则是优中之选。

若卫生间的设计考虑美观的因素，钢制散热器则是更好的选择，既符合了美学标准又防止腐蚀问题的产生。对于楼梯间温度通常不高、冻结可能性大等区域，设计要求中已指出，散热器应当使用单独模式的管道进行热量的供给，调节阀并非不可缺少的设备。在施工实践中，一些建筑楼层散热器和临近楼梯之间配有公共立管，并且是两端相连的架构。如果用户一端的散热器不经常运用亦或将阀门关上，会导致楼梯间散热器产生风险的可能性增大，更有甚者，会致使散热器温度不达标导致其被冻裂，会严重影响整栋建筑的采暖效果。

3.3 采暖管道安装的相关问题

采暖管道的安装是至关重要的环节，也有相关的行业规范和标准。其中比较重要的环节是采暖管道的施工，应当设计恰当的坡度。但在许多的施工现场，供暖的坡度不符合标准，低于规定数值，更有甚者在无坡度的情况下直接铺设。此种做法的后果是严重且危险的，当散热器内的积气无法及时排除时，不仅影响采暖系统的工作效果，还会增加采暖设备损坏的风险。采暖系统的管道设计通常存在很多支路，科学合理地规划各支路的布局连接，根据其各自的管道压力和应用特点精心设计支路阀门与主干管相连的口，最后保证采暖管道的实效性。

3.4 图纸设计的相关问题

高层建筑暖通项目的图纸设计是施工安装的理论依据，图纸设计的科学性和完整性是采暖效果充分发挥的重要保障。如果对设计中的冷热负载、热工况、热源、冷源等重要参数不能做好精准掌握，设计的困难系数会大大增加；若对平面设计的理解不很深入，绘制内容的细节就禁不起仔细推敲。采暖设计中常见问题包括：主干管最高位置缺少排气设施、系统图深度与要求不一致、管道直径标注具有误差等，均会不同程度影响高层建筑暖通系统的运行效能。

4 高层建筑暖通设计中的改进措施

4.1 在高层建筑暖通设计中利用 BIM 技术

BIM技术是近几年新出现的一种技术，十分受技术工作者的认可，设计者可利用该技术建立HVAC系统，建立立体模型，还能够设计需求对模型进行调节，以达到设计标准。视图的改变会致使其他模型产生一定的变化。把该技术应用到暖通工程设计中，不但能够清楚呈现所有分支管线的模型，还能够即时查看管线交错状况与转弯位置的设计是否合理，是优化高层建筑暖通设计的理想工具。BIM技术的优势不止体现在设计方面，也为设计工作者开展工作创造了诸多便利，比如能够依据设计需求自行选取任一的剖切图，快速生成和其相一致的剖面图，大幅增快暖通工程的设计速度。该技术能够辅助设计工作者选择高质量产品，提升产品品质，依据设计标准迅速核算出产品模型的重要参数，为构建虚拟模型提供数据支持。

4.2 提升暖通设计人员素养

对于暖通项目而言，无论是设计者还是作业人员均十分关键，在项目设计科学性、建设质量方面起着不可忽视的作用，建筑企业一定要增大对有关人员专业技能的关注力度，恰当开展内容与需求相一致的培训活动，并有计划地聘请行业专家来对设计人员进行授课指导，使企业整体的设计和施工能力得到根本的提升。技术竞赛是可借鉴的提高工作人员技术水平的方式，建筑企业应积极动员、创造一切机会鼓励设计人员参与其中，为设计人员提供交流技术与共同探讨的平台，激发出员工的设计潜能和工作热情，项目就已经成功了一半。不仅如此，安全是施工过程中最为重要的因素，设计人员应将安全理念融入进设计的全过程，以暖通设计安全规范为指导进行设计工作；单位也需增强对作业人员的培训力度，深化安全认识，要求其依据暖通建筑安全标准进行施工，不得任意变更工作流程，忽略与安全相关的任何细节，最大程度保证暖通工程的设计和施工质量。

4.3 加强节能环保措施

目前，对高层建筑的暖通工程，许多建筑企业虽然认识到保护环境与节能降耗的重要性，但在实际的设计和施工过程中，受主客观诸多因素的限制，在节能环保这方面做得不够多也不够好，也造成了建筑行业资源浪费、环境污染的现象频繁发生。暖通项目设计繁杂，体系巨大，能源消耗量很大，空调系统会导致能耗更高，长此以往，后果不堪设想，节能减排已是当务之急的任务。科学的做法是采用先进的技术及设备，理论联系实际，在保障暖通设计符合项目要求的前提下，制定切实可行的节能方案，从根本上降低暖通工程的能源消耗。首先，设计人员将节能环保的理念和实际的处理措施融入设计方案中，且施工过程中要求现场人员以设计方案为指导，按部就班地执行；其次，选择质量和技术更过硬的设备，延长暖通设备的使用寿命，也从侧面实现节能减排的目的。

4.4 暖通空调的消音设计

暖通空调的噪音会影响住户的居住质量，消音设计也是暖通空调的重点部分，设计中选用消音设施，降低噪音污染，为人们创造惬意的居住环境。隔离方式的效果很好，能够让消音的需求得到满足。还能够打造备用房当做消音处置方略的支撑，在机房中铺上充足的消音材料，把消音器与消音静压箱等放在风管位置，对噪声的降低有非常显著的效果。由于空调机房一般设计在功能房周围，地点十分关键，对设计有很高的要求，为此采用降噪举措是十分有必要的。

4.5 注重设计方案的成本

高质量的设计通常会带来更高的经济效益，设计人员在确保所设计内容符合项目要求的前提下，坚持经济适用的原则，不影响暖通设计质量的同时可降低项目的成本投入，是高水平的设计要追求的目标。在此目标的驱动下，整个设计也会更加的科学合理高效。重视暖通设计的经济性，不代表可忽略项目的舒适和美观等特性，全面考虑各个环节各个因素，暖通设计的计划会更为健全、精良。

5 高层建筑暖通设计的创新

随着住宅用地越来越紧张，人口基数大，住宅建筑高层化是建筑行业的发展趋势，暖通领域也会随之有更广阔的发展前景，因此为了整个行业健康均衡的发展，很有必要加大对高层房屋暖通设计变革与开发方面的投资。支持引导设计工作者制定更科学的设计计划，使暖通工程更好地为人们的生活服务。

5.1 优化现有设计理念和方法

高层建筑暖通设计需要更加规范化、标准化、全面化，即涵盖面广又兼容细节。目前在能耗节省方面已有很大突破，能够让建筑热负荷大幅减小，确保系统能耗、采暖热源能耗均符合标准要求。高层建筑暖通设计不仅需要考虑技术层面，还需兼顾社会经济环境等客观情况，更不可忽视节能环保的重要性。将动态化观念融入设计创造中，使设计方案能更灵活地应对各种复杂多变的工况。

5.2 能源效率优化设计

依据当前普遍运用的中央空调型冷源评判，直燃型冷水机组仍是市场的首要选择，它具有长期平稳运用的优点。蓄水型空调在实践运用期间尽管能够实现高峰阶段电力负荷的平稳，节省电能支出，然而依旧会导致电能使用数量增高，需要引进一些先进技术和工艺来解决这些疑难问题。尽管新技术新设备的成熟应用还需要一个长时间完善的过程，也需要从业人员不断积累经验，不断归纳梳理，参考国外领先技术举措，引入最先进的研究成果，和国内的现状深度融合，最终实现提升能源效率、节能降耗的大目标。

5.3 大数据AI制图

近20年来，互联网技术的发展突飞猛进，给各行各业都带来了巨大的颠覆与变革，另一方面，大数据、人工智能时代，对传统工业技术的创新与发展都起到了积极的作用。近几年来比较热门的大数据分析与AI智能绘图结合的技术，给暖通设计行业带来了不小的变革。全新的科技大大提高了传统人工绘图的效率、准确度，及对标准规范的应用程度。目前新兴的科技还在萌芽发展阶段，但伴随网络行业与计算机技术的不断发展，该技术有期望和以前由手工绘制转变成电脑绘制一样，不断成熟完善，最终被广泛使用。

6 结束语

综上所述，高层建筑暖通设计伴随着建筑行业的蓬勃发展也经历了快速的变化和改变，取得优异成绩的同时也暴露了一些漏洞与不足，文章正是针对目前存在的问题提出了具体的解决措施。房屋住宅是关系到人们衣食住行日常生活中最为关键的一项，和住宅相关的方方面面无小事。生活水平的提升使人们对高层建筑的室内环境要求也相对提高，为提供舒适度更高的居住体验，获得更高的房屋满意度和市场认可度，暖通设计至关重要且还需进一步的优化完善，这也间接影响着房屋的使用寿命。所以建筑行业必须强调暖通设计的重要性，提升暖通设计的能力和现场施工的水准，为人们创造更加优质、舒适的居住环境，也推动这个行业稳定健康地向前发展。