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摘要:由于大量的农民涌向城市,使得城市的规模越来越大。然而,城市的土地非常有限,这使得建筑物不得不朝向高层发展,因此建筑设计的难度也越来越大。由于人们生活水平在不断地提高,因而对于建筑功能的要求越来越高。暖通设计作为当代高层建筑设计必不可少的一部分,与普通建筑的暖通设计有着不同,是一项非常复杂的工作,其设计方案的优劣对建筑物功能的发挥产生了直接影响。本文分析了高层建筑暖通设计中的问题及优化措施。
关键词:高层建筑;暖通;设计;问题;措施
中图分类号:TU97文献标识码: A
一、暖通空调系统的特点类型
暖通空调的运行系统分为很多种,但是万变不离其宗,其中的原理都是大同小异的。我们通常所见的种类有全水、空气-水和全空气系统。另外,还有热泵、蓄冷、热回收、供冷/暖等系统类型。我们先来看全空气的系统,这种类型的系统中,空调的运行,如制冷/热、加/除湿等,这些功能都要依赖空气的流动才能达到效果。而在全水的系统中,它具有通风装置、循环末端系统、风机盘管等,这些可以使得未经调节的空气进入通风口,这种系统的优势主要体现在它的适应范围广,大多数的建筑都可以使用,而且,它对与空调系统的提升改造要求不高,为系统改造提供便利。有关部门对暖通空调设计的相关要求提出,在现代化高层建筑中,暖通空调设计方面很多规范。例如光照设计的规则中,标明了系统如何设计才合理、管道需要如何布置、设备需要怎样选择等要求,在设计过程中,依据各自的特点对这些方面进行注意即可。
二、高层建筑暖通设计问题
1、存在于贯彻执行设计规范及标准方面的问题
1.1敷设于建筑中供暖管道的坡度与规范要求不相符。
在规范中规定,热水管敷设坡度采用0.003较宜,不宜小于0.002。有些工程供暖和供水管其铺设坡度仅有0.001~0.0015。
1.2膨胀水箱及热(冷)水系统之间连接与规范要求不符。
规范规定,膨胀水箱及热水系统之间连接管(膨胀管、循环管)不可以装设阀门。此规范条款对于空凋冷冻水系统同样适用。然而有些空调中明显装设阀门,这种装设一旦在操作中失误,将会危及整个系统安全。
1.3通风空调系统中设置的防火阀与规范要求不符。
规范规定,系统中风管不宜穿过变形缝与防火墙,若实际工程中必须穿时,应在防火墙位置安装防火阀;在变形缝两侧安装防火阀。
1.1.4防烟楼梯、前室、消防电梯前室送风量存在问题。
规范中关于此送风量有明确规定,并且对于不同情况给出具体值。然而在实际有些工程中此风量明显小于规范值。
1.5选择的空调系统不够合理。
例如某项目甲方提出部分房间需保持恒湿恒温,设计人员只是简单地从系统里面分离出独立一个支路,这样不仅增加维护运行难度与能源消耗,有时也达不到甲方的要求。
2、图纸设计不规范。
高层建筑暖通设计图纸不规范主要表现在两个方面。一方面,平面图、系统图的设计存在缺陷,图纸中没有对设备进行编号,尺寸标注不正确等;另一方面,系统图与平面图和剖面图发生了不一致的情况,例如系统图与供回水管管径的平面图出现了尺寸不一致的情况等。
3、暖通设计的经济性问题。
系统主机容量的选择不合理。由于设计人员对系统主机负荷的计算出现了偏差,从而选用了大容量的主机,造成了不必要的经济浪费。
冷热源系统的选择不合理。选择合适的冷热源系统可以提高对能量的利用率,节能效果十分显著。由于设计人员在没有充分了解当地的能源结构以及能源价格、水资源、自然条件以及各类空调系统特点的前提下,盲目地进行冷热源系统的选择,这对空调的节能是十分不利的,容易造成浪费。设计人员在选择冷热源系统之前,应该要结合当地的自然条件以及建筑物本身的特点对各种冷热源系统进行仔细的对比分析。
设备管道的配置不合理。大部分管道配置不合理都是由设计人员缺乏专业技术知识以及对市场的变化不了解引起的。很多设计人员在没有对空调设备和管道材料进行充分地对比和分析的情况下,就盲目地进行选择。暖通设计人员必須具备熟练掌握和了解空调设备的工作原理、内部各元件之间的组成情况和功能以及各种管道材料的性能和用途等专业知识的能力。社会在进步,知识在发展。暖通设计的专业技术知识在不断地更新与发展,设计人员必须不断地加强自身的学习,特别是要加强与业内有知名度的企业或者专家之间的学习与交流。
三、高层建筑暖通设计问题的改进措施
1、要加强工程设计人员对现行的规范规定的学习与认识。
为了提高高层建筑暖通设计的科学性和合理性,设计人员必须严格遵守有关规定和标准,提高自身的严谨性和自觉性,尽量减少暖通设计及安装施工中的问题,使各项设计符合规定和标准。
2、更新设计理念和完善方法。
设计方法的完善应将重点放在逐渐转向综合化、规范化等方面。对我国的发展而言,建筑节能方面的考虑是把提高建筑围护结构热工性能,降低热负荷作为主要目标,来确保供暖热源和系统的能源效率能够达到标准。设计中还要将我们设计的成果是否会给国家能源资源和环境保护带来的影响考虑在内。更新设计理念是将静态观念转向动态观念。就高层建筑使用而言,其主要过程是由内至外的动态变化,单单靠稳态设计工况是无法满足使用需要的,我们可以采用新技术新方法(建筑动态负荷分析方法和计算流体动力力学方法等),来方便方案的确定和计算的顺利进行。
3、提高暖通设计的可靠性和可行性
在进行暖通设计的过程中,要严格按照相关规范的要求对相关的建筑的设计方案和施工方案进行详细的研究,对设计中存在的问题进行及时的修正,使暖通设计与施工过程中的可靠性得到最大的保证。同时,也要按照高层建筑施工场地的实际的地质条件与气候条件、供电供水能力、对机械设备的要求等综合地对方案进行评估,找出最合理可靠的方案。
4、选用合理的空调系统。
在进行空调系统的选择时,首先要保证其功能良好,可以适应全年中周期性的负荷变化。同时,空调系统一次性投资成本相对较高,因此要尽量降低空调系统的运营成本,在设计过程中要对空调系统的运营成本进行一个综合的评估,尽量选择运营成本较低的方案。此外,在选择空调系统时还要考虑建筑物的使用功能,对于高层办公建筑来说,其运作的时间大多是白天,这样可以尽量降低夜间空调系统的运行时间。影响空调系统选择的因素涉及到很多方面,在选择时要对各方面因素进行综合地考虑。
5、降低暖通设计中的设计成本。
要想降低高层建筑暖通设计中的设计成本,首先,要在设计进行的过程中对施工过程中所用到的各种材料和相关的施工设备与施工工艺进行充分的调查,对各种材料和设备的市场价格要进行有针对性的调研,尽量在设计中使用性价比高的材料和设备;再者,要对暖通设计中各个机械设备的运行和保养费用以及使用寿命进行一个综合的评估,依据季节的不同来对不同阶段的施工与设计所需成本进行一个动态的比较,从中选择出一个成本最低且符合设计规范要求的方案。
6、考虑高层建筑暖通设计方案的可操作性和调节性。
较好的调节性有利于系统更好地适应全年负荷的变化,有利于节省能源。比如对高层办公建筑而言,其高层建筑应尽量选择白天运行、夜间不运行的系统;自动化控制的简化是实现可操作性的重要措施,这样有利于提高工作效率,减轻工作人员的负担。
结束语
总之,合理设计创造舒适的室内环境而同时尽可能减少对室外环境的负面影响,是高层建筑暖通空调设计中必须解决的问题。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
[1]寇璇.浅谈高层建筑中暖通设计存在的问题及其对策[J].科技风,2012,07
[2]高志强.高层建筑暖通设计的问题及改进措施分析[J].山西建筑,2012,30
关键词:高层建筑;暖通;设计;问题;措施
中图分类号:TU97文献标识码: A
一、暖通空调系统的特点类型
暖通空调的运行系统分为很多种,但是万变不离其宗,其中的原理都是大同小异的。我们通常所见的种类有全水、空气-水和全空气系统。另外,还有热泵、蓄冷、热回收、供冷/暖等系统类型。我们先来看全空气的系统,这种类型的系统中,空调的运行,如制冷/热、加/除湿等,这些功能都要依赖空气的流动才能达到效果。而在全水的系统中,它具有通风装置、循环末端系统、风机盘管等,这些可以使得未经调节的空气进入通风口,这种系统的优势主要体现在它的适应范围广,大多数的建筑都可以使用,而且,它对与空调系统的提升改造要求不高,为系统改造提供便利。有关部门对暖通空调设计的相关要求提出,在现代化高层建筑中,暖通空调设计方面很多规范。例如光照设计的规则中,标明了系统如何设计才合理、管道需要如何布置、设备需要怎样选择等要求,在设计过程中,依据各自的特点对这些方面进行注意即可。
二、高层建筑暖通设计问题
1、存在于贯彻执行设计规范及标准方面的问题
1.1敷设于建筑中供暖管道的坡度与规范要求不相符。
在规范中规定,热水管敷设坡度采用0.003较宜,不宜小于0.002。有些工程供暖和供水管其铺设坡度仅有0.001~0.0015。
1.2膨胀水箱及热(冷)水系统之间连接与规范要求不符。
规范规定,膨胀水箱及热水系统之间连接管(膨胀管、循环管)不可以装设阀门。此规范条款对于空凋冷冻水系统同样适用。然而有些空调中明显装设阀门,这种装设一旦在操作中失误,将会危及整个系统安全。
1.3通风空调系统中设置的防火阀与规范要求不符。
规范规定,系统中风管不宜穿过变形缝与防火墙,若实际工程中必须穿时,应在防火墙位置安装防火阀;在变形缝两侧安装防火阀。
1.1.4防烟楼梯、前室、消防电梯前室送风量存在问题。
规范中关于此送风量有明确规定,并且对于不同情况给出具体值。然而在实际有些工程中此风量明显小于规范值。
1.5选择的空调系统不够合理。
例如某项目甲方提出部分房间需保持恒湿恒温,设计人员只是简单地从系统里面分离出独立一个支路,这样不仅增加维护运行难度与能源消耗,有时也达不到甲方的要求。
2、图纸设计不规范。
高层建筑暖通设计图纸不规范主要表现在两个方面。一方面,平面图、系统图的设计存在缺陷,图纸中没有对设备进行编号,尺寸标注不正确等;另一方面,系统图与平面图和剖面图发生了不一致的情况,例如系统图与供回水管管径的平面图出现了尺寸不一致的情况等。
3、暖通设计的经济性问题。
系统主机容量的选择不合理。由于设计人员对系统主机负荷的计算出现了偏差,从而选用了大容量的主机,造成了不必要的经济浪费。
冷热源系统的选择不合理。选择合适的冷热源系统可以提高对能量的利用率,节能效果十分显著。由于设计人员在没有充分了解当地的能源结构以及能源价格、水资源、自然条件以及各类空调系统特点的前提下,盲目地进行冷热源系统的选择,这对空调的节能是十分不利的,容易造成浪费。设计人员在选择冷热源系统之前,应该要结合当地的自然条件以及建筑物本身的特点对各种冷热源系统进行仔细的对比分析。
设备管道的配置不合理。大部分管道配置不合理都是由设计人员缺乏专业技术知识以及对市场的变化不了解引起的。很多设计人员在没有对空调设备和管道材料进行充分地对比和分析的情况下,就盲目地进行选择。暖通设计人员必須具备熟练掌握和了解空调设备的工作原理、内部各元件之间的组成情况和功能以及各种管道材料的性能和用途等专业知识的能力。社会在进步,知识在发展。暖通设计的专业技术知识在不断地更新与发展,设计人员必须不断地加强自身的学习,特别是要加强与业内有知名度的企业或者专家之间的学习与交流。
三、高层建筑暖通设计问题的改进措施
1、要加强工程设计人员对现行的规范规定的学习与认识。
为了提高高层建筑暖通设计的科学性和合理性,设计人员必须严格遵守有关规定和标准,提高自身的严谨性和自觉性,尽量减少暖通设计及安装施工中的问题,使各项设计符合规定和标准。
2、更新设计理念和完善方法。
设计方法的完善应将重点放在逐渐转向综合化、规范化等方面。对我国的发展而言,建筑节能方面的考虑是把提高建筑围护结构热工性能,降低热负荷作为主要目标,来确保供暖热源和系统的能源效率能够达到标准。设计中还要将我们设计的成果是否会给国家能源资源和环境保护带来的影响考虑在内。更新设计理念是将静态观念转向动态观念。就高层建筑使用而言,其主要过程是由内至外的动态变化,单单靠稳态设计工况是无法满足使用需要的,我们可以采用新技术新方法(建筑动态负荷分析方法和计算流体动力力学方法等),来方便方案的确定和计算的顺利进行。
3、提高暖通设计的可靠性和可行性
在进行暖通设计的过程中,要严格按照相关规范的要求对相关的建筑的设计方案和施工方案进行详细的研究,对设计中存在的问题进行及时的修正,使暖通设计与施工过程中的可靠性得到最大的保证。同时,也要按照高层建筑施工场地的实际的地质条件与气候条件、供电供水能力、对机械设备的要求等综合地对方案进行评估,找出最合理可靠的方案。
4、选用合理的空调系统。
在进行空调系统的选择时,首先要保证其功能良好,可以适应全年中周期性的负荷变化。同时,空调系统一次性投资成本相对较高,因此要尽量降低空调系统的运营成本,在设计过程中要对空调系统的运营成本进行一个综合的评估,尽量选择运营成本较低的方案。此外,在选择空调系统时还要考虑建筑物的使用功能,对于高层办公建筑来说,其运作的时间大多是白天,这样可以尽量降低夜间空调系统的运行时间。影响空调系统选择的因素涉及到很多方面,在选择时要对各方面因素进行综合地考虑。
5、降低暖通设计中的设计成本。
要想降低高层建筑暖通设计中的设计成本,首先,要在设计进行的过程中对施工过程中所用到的各种材料和相关的施工设备与施工工艺进行充分的调查,对各种材料和设备的市场价格要进行有针对性的调研,尽量在设计中使用性价比高的材料和设备;再者,要对暖通设计中各个机械设备的运行和保养费用以及使用寿命进行一个综合的评估,依据季节的不同来对不同阶段的施工与设计所需成本进行一个动态的比较,从中选择出一个成本最低且符合设计规范要求的方案。
6、考虑高层建筑暖通设计方案的可操作性和调节性。
较好的调节性有利于系统更好地适应全年负荷的变化,有利于节省能源。比如对高层办公建筑而言,其高层建筑应尽量选择白天运行、夜间不运行的系统;自动化控制的简化是实现可操作性的重要措施,这样有利于提高工作效率,减轻工作人员的负担。
结束语
总之,合理设计创造舒适的室内环境而同时尽可能减少对室外环境的负面影响,是高层建筑暖通空调设计中必须解决的问题。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
[1]寇璇.浅谈高层建筑中暖通设计存在的问题及其对策[J].科技风,2012,07
[2]高志强.高层建筑暖通设计的问题及改进措施分析[J].山西建筑,2012,30