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摘要: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。
关键词:高层建筑暖通
因地制宜的合理选择能源资源,充分有效的用能,提高高层建筑用能系统的效率,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。
1、高层建筑通风采暖的使用要求
能够满足高层建筑通风采暖的使用要求是方案可行性应考虑的首要问题。设计方案应符合国家和当地政府有关和规范的要求,包括有关环境保护的要求。设计方案应能满足相关方面的要求(如供电、供气、供水、供热等),并应特别顾及这些条件的长期、变化情况。对于温湿度等参数要求较高或比较特殊的工艺性暖通空调设计项目,应对设计方案进行全年工况分析,以确保其在全年各种室外气象条件下的适应性。对于一些无法采用标准设备的特殊情况,对非标准设备应提出详细的参数要求,并且所提出的参数要求应合理可行。能否有足够的机房面积也是评判设计方案可行性必须考虑的问题,尤其是对于一些改造工程和建筑面积比较紧张的情况。
(1)经济性比较
经济性比较是高层建筑暖通空调方案比较中考虑最多的一个问题。应在相同的设计要求与条件下进行比较,这样才能确保方案比较结果的合理性和科学性。一次性投资是投资方最为关注的,在计算时应全面准确、不能漏项。暖通空调设计方案的一次投资包括各种设备、材料、管道的投资,和相应的安装、调试和工程管理费用,相关水处理和配电与控制投资,机房土建投资与相应室外管线的费用等。由于同一种设备的生产厂家价格不同,因此在不同方案经济性计算比较时各种设备的价格应采用平均价格。运行能耗和运行费用是暖通空调设计方案技术经济性比较必须考虑的重要参数。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变化的情况下,建筑物实际负荷的变化,以及设备非标准状态下的效率。高层办公楼、教学楼、写字楼等建筑物能耗比较时,考虑暖通空调设备运行时间应扣除停机时间,不同地区、不同时期、不同时段各种能源的价格可能不同。由于影响因素和不确定因素较多,如何准确地计算建筑物暖通空调设备全年的实际能耗和运行费用,目前仍然是一个没有完全解决的技术难题。
(2)高层建筑暖通空调系统的依据
高层建筑暖通空调系统的容量的确定依据是接近全年最不利的气象条件,因此空调暖通系统应有较好的调节性能,以适应全年负荷的变化。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,在经济性分析时应综合考虑衡量。另外,空调系统的管理操作方便性跟是否采用自动控制关系较大,设计时应根据实际情况和要求,经技术经济
性比较来确定。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。设计时遵循的一般原则为,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,但自动控制系统应尽可能简化,以提高系统的经济性和可靠性。
(3)安全应注意问题
高层建筑物暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全、人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全5个方面的问题比如空气传染性疾病和有毒有害气体在空调系统中的扩散和蔓延。暖通空调系统的安全性的提高途径要在通过工程设计、设备研制、运行管理、规范和技术措施等诸多方面的改进加以实现。比如设计库房、煤矿和弹药厂房等易燃易爆工程的通风空调系统时,安全性是必须考虑的重要因素,应采取相应的防爆技术方案和措施。在设计燃油燃气锅炉房时应考虑可燃性气体、液体泄漏带来的安全性问题,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。防火安全问题应按照有关防火设计规范来考虑,设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全等。总之,高层建筑物暖通空调系统需要调节的量一般包括空调对象的温度和相对湿度的调节,送风量、湿度的调节,冷却水泵和冷冻水泵的转速调节,冷却塔风扇以及风机转速的调节,工况转换监测和控制,变送风流量调节及变水量流量调节等。这些量可以作为空调系统控制的被控量也可作为系统要优化的量。
2、暖通空调系统设计中应注意的问题
循环水泵容量过大在我国是普遍存在的问题,其容量通常能达到实际需要的两倍,这将造成极大的投资费用和运行费用的浪费,究其原因主要是:
(1)系统循环阻力计算结果偏大。
(2)设计冷负荷偏大。
(3)净水压力问题。错误的将净水压力算作系统的循环阻力,造成系统循环阻力计算偏大。
(4)系统水力平衡计算问题。水力平衡计算不精确,正式投入使用前又没进行全面的调试,会造成水力失调。在具体的设计过程中,应该随不同时刻冷负荷及扬程的变化而变化,能够满足不同条件下优化运行的要求,通过对定速泵的台数控制及变频泵的速度调节达到节能的目的,控制方法简单,节能效果明显。
2.1供暖方面
高层建筑暖通入1:3入户装置根据采暖通风与空气调节设计规范规定,热水采暖系统,应在热力入口的供回水总管上设置温度计、压力表及除污器,必要时应装热量计。而设计人员往往只注意入户热力装置的设置,忽略了入口装置,造成设计失误。入口数量问题应考虑开发商后续管理方便的基础上,设计人员不仅要考虑室内供暖系统的合理性,又要考虑室外管线衔接的合理性,不能顾此失彼。规范规定楼梯间或其他有冻结危险的场所,散热器应
由独立的立支管供热,且不得装设调节阀。工程中共用一根立管一侧连接邻室房间散热器另一侧连接楼梯间散热器的做法,因密闭性难以得到保证,供暖发生故障,将影响邻室的供暖效果。带有底层商铺的住宅设计规范明确规定,对建筑内的公共用房和公用空间,应单独设置采暖系统和热计量装置。但设计中总存在商铺未单独设热计量装置,或与住宅采用共用系统,都将对以后使用后引起不必要的麻烦。采用共用立管系統的高层住宅,设计中要根据系统水力平衡、承压能力、散热设备及化学管材的特性等因素对供暖系统及共用立管进行竖向分区设置,并应考虑管道热补偿问题。工程上忽略伸缩器设置、未认真校核热膨胀量以决定补偿器的位置、在补偿器上下的位置安装固定支架消弱补偿器作用等会因立管的热胀伸缩拉裂了支管的现象。
2.2空调通风系统防火、防烟阀的设置问题
防火阀与排烟防火阀不同,不能将这两种不同功能的阀门混合使用,防火阀一般设在通风空调管路穿越防火分区或变形缝处,平时开启,火灾时,当烟气温度达到70℃时.阀体内的易熔片熔断,从而切断烟、火沿通风管道向其他防火分区蔓延.高规中规定。风管应在穿过防火墙处设防火阀;穿过变形缝时,应在两侧设防火阀。然而,有的设计在风管穿防火墙处未设防火阀,有的风管穿过变形缝时仅在一侧设有防火阀,而另一侧则未设。另外,有些工程防火阀的位置设置不当。按要求防火阀应紧靠防火墙位置,且连接防火阀的穿墙风道厚度&≥1.6,防火墙两侧各2m范围内的风道应采用不燃材料保温。但有些工程通风空调风管上的防火阀随意设置.远离防火墙,其间的风管既来说明加厚,亦未采取任何保护措施,而捧烟防火阀是设在专用排风道或兼用风道上,排烟阀体上加装280℃熔断的温度熔断器,当排烟温度高达280℃时温度熔断器动作,阀门关闭,停止排烟。
3、结束语:
高层建筑暖通空调系统种类,浅谈了暖通空调设计中方案设计的重要性与需要重点遵循的原则,和暖通空调施工图设计中应特别注意的问题,以期能为暖通空调业同行有所裨益。
关键词:高层建筑暖通
因地制宜的合理选择能源资源,充分有效的用能,提高高层建筑用能系统的效率,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。
1、高层建筑通风采暖的使用要求
能够满足高层建筑通风采暖的使用要求是方案可行性应考虑的首要问题。设计方案应符合国家和当地政府有关和规范的要求,包括有关环境保护的要求。设计方案应能满足相关方面的要求(如供电、供气、供水、供热等),并应特别顾及这些条件的长期、变化情况。对于温湿度等参数要求较高或比较特殊的工艺性暖通空调设计项目,应对设计方案进行全年工况分析,以确保其在全年各种室外气象条件下的适应性。对于一些无法采用标准设备的特殊情况,对非标准设备应提出详细的参数要求,并且所提出的参数要求应合理可行。能否有足够的机房面积也是评判设计方案可行性必须考虑的问题,尤其是对于一些改造工程和建筑面积比较紧张的情况。
(1)经济性比较
经济性比较是高层建筑暖通空调方案比较中考虑最多的一个问题。应在相同的设计要求与条件下进行比较,这样才能确保方案比较结果的合理性和科学性。一次性投资是投资方最为关注的,在计算时应全面准确、不能漏项。暖通空调设计方案的一次投资包括各种设备、材料、管道的投资,和相应的安装、调试和工程管理费用,相关水处理和配电与控制投资,机房土建投资与相应室外管线的费用等。由于同一种设备的生产厂家价格不同,因此在不同方案经济性计算比较时各种设备的价格应采用平均价格。运行能耗和运行费用是暖通空调设计方案技术经济性比较必须考虑的重要参数。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变化的情况下,建筑物实际负荷的变化,以及设备非标准状态下的效率。高层办公楼、教学楼、写字楼等建筑物能耗比较时,考虑暖通空调设备运行时间应扣除停机时间,不同地区、不同时期、不同时段各种能源的价格可能不同。由于影响因素和不确定因素较多,如何准确地计算建筑物暖通空调设备全年的实际能耗和运行费用,目前仍然是一个没有完全解决的技术难题。
(2)高层建筑暖通空调系统的依据
高层建筑暖通空调系统的容量的确定依据是接近全年最不利的气象条件,因此空调暖通系统应有较好的调节性能,以适应全年负荷的变化。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,在经济性分析时应综合考虑衡量。另外,空调系统的管理操作方便性跟是否采用自动控制关系较大,设计时应根据实际情况和要求,经技术经济
性比较来确定。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。设计时遵循的一般原则为,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,但自动控制系统应尽可能简化,以提高系统的经济性和可靠性。
(3)安全应注意问题
高层建筑物暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全、人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全5个方面的问题比如空气传染性疾病和有毒有害气体在空调系统中的扩散和蔓延。暖通空调系统的安全性的提高途径要在通过工程设计、设备研制、运行管理、规范和技术措施等诸多方面的改进加以实现。比如设计库房、煤矿和弹药厂房等易燃易爆工程的通风空调系统时,安全性是必须考虑的重要因素,应采取相应的防爆技术方案和措施。在设计燃油燃气锅炉房时应考虑可燃性气体、液体泄漏带来的安全性问题,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。防火安全问题应按照有关防火设计规范来考虑,设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全等。总之,高层建筑物暖通空调系统需要调节的量一般包括空调对象的温度和相对湿度的调节,送风量、湿度的调节,冷却水泵和冷冻水泵的转速调节,冷却塔风扇以及风机转速的调节,工况转换监测和控制,变送风流量调节及变水量流量调节等。这些量可以作为空调系统控制的被控量也可作为系统要优化的量。
2、暖通空调系统设计中应注意的问题
循环水泵容量过大在我国是普遍存在的问题,其容量通常能达到实际需要的两倍,这将造成极大的投资费用和运行费用的浪费,究其原因主要是:
(1)系统循环阻力计算结果偏大。
(2)设计冷负荷偏大。
(3)净水压力问题。错误的将净水压力算作系统的循环阻力,造成系统循环阻力计算偏大。
(4)系统水力平衡计算问题。水力平衡计算不精确,正式投入使用前又没进行全面的调试,会造成水力失调。在具体的设计过程中,应该随不同时刻冷负荷及扬程的变化而变化,能够满足不同条件下优化运行的要求,通过对定速泵的台数控制及变频泵的速度调节达到节能的目的,控制方法简单,节能效果明显。
2.1供暖方面
高层建筑暖通入1:3入户装置根据采暖通风与空气调节设计规范规定,热水采暖系统,应在热力入口的供回水总管上设置温度计、压力表及除污器,必要时应装热量计。而设计人员往往只注意入户热力装置的设置,忽略了入口装置,造成设计失误。入口数量问题应考虑开发商后续管理方便的基础上,设计人员不仅要考虑室内供暖系统的合理性,又要考虑室外管线衔接的合理性,不能顾此失彼。规范规定楼梯间或其他有冻结危险的场所,散热器应
由独立的立支管供热,且不得装设调节阀。工程中共用一根立管一侧连接邻室房间散热器另一侧连接楼梯间散热器的做法,因密闭性难以得到保证,供暖发生故障,将影响邻室的供暖效果。带有底层商铺的住宅设计规范明确规定,对建筑内的公共用房和公用空间,应单独设置采暖系统和热计量装置。但设计中总存在商铺未单独设热计量装置,或与住宅采用共用系统,都将对以后使用后引起不必要的麻烦。采用共用立管系統的高层住宅,设计中要根据系统水力平衡、承压能力、散热设备及化学管材的特性等因素对供暖系统及共用立管进行竖向分区设置,并应考虑管道热补偿问题。工程上忽略伸缩器设置、未认真校核热膨胀量以决定补偿器的位置、在补偿器上下的位置安装固定支架消弱补偿器作用等会因立管的热胀伸缩拉裂了支管的现象。
2.2空调通风系统防火、防烟阀的设置问题
防火阀与排烟防火阀不同,不能将这两种不同功能的阀门混合使用,防火阀一般设在通风空调管路穿越防火分区或变形缝处,平时开启,火灾时,当烟气温度达到70℃时.阀体内的易熔片熔断,从而切断烟、火沿通风管道向其他防火分区蔓延.高规中规定。风管应在穿过防火墙处设防火阀;穿过变形缝时,应在两侧设防火阀。然而,有的设计在风管穿防火墙处未设防火阀,有的风管穿过变形缝时仅在一侧设有防火阀,而另一侧则未设。另外,有些工程防火阀的位置设置不当。按要求防火阀应紧靠防火墙位置,且连接防火阀的穿墙风道厚度&≥1.6,防火墙两侧各2m范围内的风道应采用不燃材料保温。但有些工程通风空调风管上的防火阀随意设置.远离防火墙,其间的风管既来说明加厚,亦未采取任何保护措施,而捧烟防火阀是设在专用排风道或兼用风道上,排烟阀体上加装280℃熔断的温度熔断器,当排烟温度高达280℃时温度熔断器动作,阀门关闭,停止排烟。
3、结束语:
高层建筑暖通空调系统种类,浅谈了暖通空调设计中方案设计的重要性与需要重点遵循的原则,和暖通空调施工图设计中应特别注意的问题,以期能为暖通空调业同行有所裨益。