高层建筑暖通空调设计

摘要：本文简要地介绍了高层建筑暖通空调系统的不同种类，并在此基础上着分析了暖通空调系统设计中要特别注意的问题，希望能为有关行业和部门提供一定的参考。
关键词：高层建筑；暖通空调；设计

随着社会发展的日新月异，我国的城市化进程也逐渐加快。城市化的不断提高使得建筑业得到了长足的发展，各种功能的高层建筑在城市中越来越多。新的建筑类型和新的使用功能对建筑设备的质量和革新提出了更高的要求，因此暖通空调已经成为现代化建筑不可缺少的设施。随着暖通工程的项目越来越多的应用到高层建筑中，暖通空调系统消耗的能量的比重也日益加剧。如何使室内环境设计的舒适合理，并尽可能的减少对室外环境的不良影响，是高层建筑暖通空调在设计中亟待解决的重要问题。

一、暖通空调系统概述

(一)暖通空调系统的类型

暖通空调系统有很多种类，但是这些系统的基本原理都是相通的。常见的几种类型有：全水系统、空气—水系统和全空气系统。
1.全水系统：是具有风机一盘管、组合通风装置或重力循环式室内末端的系统，没有经过调节的流通空气可以通过墙上的通风口渗入或送入。最大的优点是能够适应许多建筑物对空气调节的要求，并且可以灵活地应用在空调系统的改造中。
2.空气—水系统：这类系统通常是用冷水带走空调空间的大多数显热负荷，而用空气提供通风以保证空气质量，并带走由于空间的潜热负荷造成的湿气。
3.全空气系统：在这类系统中，空调空间的所有要求(如加湿、加热、冷却及除湿等)都靠送风来满足。

(二)暖通空调设计的原则

1.要弄清该建筑物在设计总图中的位置，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。这可为本建筑物设计供热入口时的客观条件。也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。
2.设计人员对建筑物内的人员数量、使用时间、有无废气要排等要做到心中有数，以此作为计算负荷及划分系统的依据。
3.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。如果不了解这些问题，设计人员就无法设计防烟排烟系统，也不知道该在什么位置设防火阀门。

二、暖通空调设计中要注意的问题

方向性、全局性等问题是暖通空调设计方案的主要问题。这不仅关系到高层建筑的室内环境参数能否满足使用要求，还直接关系到建筑的维护费用、工程投资、系统的可靠性、舒适性、安全性等。如果方案设计不合理，造成的损失会较大，而且在修改时很困难、影响的时间也比较长。

(一)可靠性与可行性

设计方案可行性应考虑的首要问题是满足高层建筑通风采暖的使用要求。设计方案应符合国家和当地政府有关规范的要求，包括有关环境保护的要求。设计方案应能满足供电、供气、供水、供热等相关方面的要求，并应着重顾及这些条件的长期变化情况。对于一些温湿度等参数要求高或比较较为特殊的工艺性暖通空调设计项目，设计人员应对设计方案

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分析全年工况，以确保其在全年各种室外气象条件下的适应性。在设计过程中，工作人员要综合考虑各种因素，保证设计方案的可靠性与可行性，保证施工质量，也能提高客户的满意度。

(二)安全性问题

防火安全、人员环境安全、易燃易爆环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全五个方面的问题是高层建筑物暖通空调系统的安全性的主要安全因素。通过工程设计、设备研制、运行管理、规范和技术措施等诸多方面的改进来实现和提高暖通空调系统的安全性。比如在设计煤矿、库房和厂房等易燃易爆工程的通风空调系统时，安全性是首要考虑的因素，设计人员应采取相应的防爆技术措施和方案。在设计燃油燃气锅炉房的过程中，应考虑可燃性气体、液体泄漏所带来的安全性问题，应设置可燃性气体泄漏报警系统和事故通风系统，并相互联锁以此提高安全性。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。

(三)经济性比较

在高层建筑暖通空调方案比较中最多考虑的一个问题就是经济性比较。设计人员应在相同设计要求与条件下进行比较，只有这样才能确保方案比较结果的合理性和公用工程设计的科学性。投资方最为关注的是一次性投资，在计算时应全面准确、不能有遗漏项目。暖通空调设计方案的一次投资包括各种材料、设备、管道的投资，相关水处理和配电与控制投资，相应的安装、调试和工程管理费用，机房土建投资与相应室外管线的费用等。
暖通空调设计方案技术经济性比较要着重考虑的重要参数是运行能耗和运行费用。运行能耗应计算暖通空调主机(锅炉和制冷机等)和其他辅助设备(如风机和水泵等)的能耗。计算时必须考虑在全年季节发生变化的情况下，建筑物实际负荷的变化，以及设备在非标准状态下的效率。高层教学楼、办公楼、写字楼等建筑物能耗进行比较时，要综合考虑暖通空调设备的运行时间，不同时期、不同地区、不同时段各种能源的可能不同。由于影响因素和不确定因素比较多，因此如何准确地计算高层建筑物暖通空调设备全年的实际运行费用和能耗，仍然是目前的一个没有完全解决的技术难题。

(四)调节性与操作性

高层建筑暖通空调系统的容量是根据接近全年最不利的气象条件而确定的，因此空调暖通系统应该要有较好的调节性能，以适应全年负荷的变化。在经济性分析时应综合考虑衡量调节性能好的系统方案，一次性投资较高但同时却有运行能耗较小的优点。另外，空调系统管理操作的方便性跟是否采用了自动控制的关系很大，设计时设计人员应根据实际情况和要求，来确定技术经济性比较。空调系统采用自动控制，能减少系统管理人员的数量和劳动强度，降低人工管理费，但工程的一次性投资增加，对操作人员素质的要求也相应提高。在设计的过程中，设计人员要遵循的原则一般为：大型空调系统和需要经常调节控制的设备较多的工程宜采用自动控制，但自动控制系统要尽可能简化，以提高系统的经济性和可靠性。
三、结语
社会和经济的进步使得人们对建筑和居住的环境有了更高的要求，因此暖通空调设计也要进行革新与发展，紧跟时代的步伐。高层建筑暖通空调工程项目的成败和经济效益的优劣与暖通空调设计方案的选择有着直接的关系。在设计过程中还要完善地处理设计环节的各个细节。因此暖通空调设计人员必须进行科学设计，综合考虑各种因，使暖通空调的设计方案发挥其最大的功能和经济效益。
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