張 健

(山西中方森特建筑工程設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030002)

0 引言

冷、熱源系統(tǒng)是建筑物空調(diào)系統(tǒng)的核心，空調(diào)系統(tǒng)的冷媒水及熱媒水均由冷、熱源系統(tǒng)制備、輸送及供應(yīng)。在空調(diào)系統(tǒng)中，冷、熱源系統(tǒng)的能源消耗占據(jù)了極大比例，初投資一般是整個(gè)系統(tǒng)投資的40%～55%左右。因此，合理的冷、熱源系統(tǒng)方案對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的初投資、運(yùn)行成本、可靠性、維護(hù)管理等方面起著決定性作用。

近年來(lái)，在與年輕的設(shè)計(jì)人員交流中，尤其是在審閱其圖紙中，發(fā)現(xiàn)了不少問(wèn)題，其中的很多問(wèn)題是概念性或者基本程序性的問(wèn)題。這些問(wèn)題的存在，一方面使他們困惑，另一方面，也限制了其設(shè)計(jì)及技術(shù)水平的提高。同時(shí)設(shè)計(jì)作品的技術(shù)質(zhì)量較低，甚至存在違背國(guó)家的能源政策、環(huán)境政策以及設(shè)計(jì)規(guī)范的內(nèi)容。我個(gè)人認(rèn)為，正確的設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)步驟對(duì)年輕設(shè)計(jì)人員至關(guān)重要。一方面能夠?yàn)樗麄冎赋稣_的方向，在工作中少走彎路，不犯或少犯錯(cuò)誤;另一方面，對(duì)提高專業(yè)技能、完成高質(zhì)量的設(shè)計(jì)作品也大有裨益。因此，將冷、熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的常見問(wèn)題予以總結(jié)，以供更多的年輕設(shè)計(jì)人員參考。

1 選擇和確定冷源和熱源的原則與要素

GB 50736-2012民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范(以下簡(jiǎn)稱《設(shè)計(jì)規(guī)范》)第8章第8.1節(jié)中，對(duì)確定冷源和熱源的原則予以了詳細(xì)的闡述，設(shè)計(jì)人員應(yīng)熟讀本節(jié)的所有內(nèi)容，并將有關(guān)原則貫徹在自己的設(shè)計(jì)作品中。同時(shí)，還應(yīng)在選擇冷、熱源時(shí)要考慮以下要素:

1)充分了解建筑物的規(guī)模、功能、使用時(shí)間及特點(diǎn)。

2)充分了解當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件和參數(shù)，尤其是夏季、冬季極端溫度的范圍、出現(xiàn)的月份和持續(xù)的時(shí)間。

3)充分了解當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件，如地下水的水溫、水質(zhì)、出水量等參數(shù)。

4)掌握當(dāng)?shù)氐哪茉磧r(jià)格，如城市集中供熱的初裝費(fèi)和熱價(jià)、電價(jià)、燃?xì)鈨r(jià)、水價(jià)等。

5)了解國(guó)家及當(dāng)?shù)丨h(huán)保政策及節(jié)能減排的優(yōu)惠條件，例如峰谷電價(jià)的政策、地源熱泵的補(bǔ)貼政策等。

6)與建筑物的業(yè)主溝通，不同類型的業(yè)主對(duì)初投資及運(yùn)行費(fèi)用的關(guān)注和側(cè)重角度差別很大。例如企事業(yè)單位的業(yè)主關(guān)心較多的是運(yùn)行費(fèi)用，自營(yíng)的業(yè)主關(guān)心的是初投資和運(yùn)行費(fèi)用的平衡點(diǎn)，而房地產(chǎn)開發(fā)商最在意的是初投資。

7)了解建筑物的周邊環(huán)境、位置等以及是否有擾民的隱患。例如在商住樓的裙房屋面安裝風(fēng)冷機(jī)組可能導(dǎo)致住宅樓居民的投訴等。

8)掌握當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件、自來(lái)水水質(zhì)等，例如在大氣污染嚴(yán)重或常年風(fēng)沙大的地區(qū)使用風(fēng)冷機(jī)組或在自來(lái)水水質(zhì)不好的地區(qū)使用吸收式機(jī)組，機(jī)組的效率會(huì)大幅降低，壽命縮短。

2 冷、熱源設(shè)計(jì)時(shí)，機(jī)組數(shù)量的問(wèn)題

GB 50736-2012設(shè)計(jì)規(guī)范第8章第8.1.5條中規(guī)定:集中空調(diào)系統(tǒng)的冷水(熱泵)機(jī)組的臺(tái)數(shù)及單機(jī)制冷量(制熱量)選擇，應(yīng)能適應(yīng)空調(diào)負(fù)荷全年變化規(guī)律，滿足季節(jié)及部分負(fù)荷要求。機(jī)組不宜少于兩臺(tái);當(dāng)小型工程僅設(shè)一臺(tái)時(shí)，應(yīng)選調(diào)節(jié)性能優(yōu)良的機(jī)型，并能滿足建筑最低負(fù)荷的要求。

GB 50189-2005公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)第5.4.11條規(guī)定:冷水(熱泵)機(jī)組的單臺(tái)容量及臺(tái)數(shù)的選擇，應(yīng)能適應(yīng)空調(diào)負(fù)荷全年變化規(guī)律，滿足季節(jié)及部分負(fù)荷要求。當(dāng)空氣調(diào)節(jié)冷負(fù)荷大于528 kW時(shí)機(jī)組不宜少于兩臺(tái)。

因此，在選擇機(jī)組前，要準(zhǔn)確計(jì)算建筑物的冷、熱負(fù)荷，同時(shí)要盡可能了解所設(shè)計(jì)的該類型建筑物其負(fù)荷的波動(dòng)特性，結(jié)合制造商的資料選擇合適的機(jī)組型號(hào)，確定機(jī)組臺(tái)數(shù)。目前有一種不良的設(shè)計(jì)習(xí)慣，即不管空調(diào)系統(tǒng)計(jì)算負(fù)荷是多少，只選擇一臺(tái)機(jī)組，尤其在中型建筑物的設(shè)計(jì)中，這種現(xiàn)象屢見不鮮，其弊病顯而易見。

鍋爐和換熱機(jī)組的數(shù)量，一般中、大型建筑物可以采用兩臺(tái)，特大型建筑物也可以采用更多的臺(tái)數(shù)，但通常不超過(guò)四臺(tái)。

3 冷、熱源主機(jī)選型時(shí)共性的技術(shù)問(wèn)題

在具體選擇冷、熱源主機(jī)時(shí)，以下的問(wèn)題是經(jīng)常遇到的:

1)GB 50736-2012設(shè)計(jì)規(guī)范第8.2.2條對(duì)電動(dòng)壓縮式冷水機(jī)組的總?cè)萘看_定有明確的規(guī)定，設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格執(zhí)行。

2)對(duì)于夏季供冷、冬季供熱的空氣源熱泵機(jī)組，首先根據(jù)建筑物冬季計(jì)算熱負(fù)荷確定機(jī)組的總供熱量，同時(shí)要復(fù)核機(jī)組的總供冷量是否不小于建筑物夏季計(jì)算冷負(fù)荷，如果機(jī)組的總供冷量小于建筑物的夏季計(jì)算冷負(fù)荷，則應(yīng)重新選型使機(jī)組的供冷量與冷負(fù)荷值相吻合。在這種情況下，機(jī)組的總供熱量大于建筑物的熱負(fù)荷，應(yīng)采取改變機(jī)組臺(tái)數(shù)等手段予以調(diào)節(jié)。

3)在選擇空氣源熱泵機(jī)組時(shí)，要注意廠家技術(shù)資料中的名義供熱量是在一定室外環(huán)境參數(shù)下確定的。機(jī)組的有效制熱量必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐亩究諝庹{(diào)節(jié)室外計(jì)算溫度，分別采用溫度修正系數(shù)和融霜修正系數(shù)進(jìn)行修正。

4)確定直燃式機(jī)組的總?cè)萘繒r(shí)，應(yīng)該盡可能使機(jī)組的供冷、熱量與建筑物的冷、熱負(fù)荷相匹配。如不匹配時(shí)，按照《設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.4.3條的要求，宜按滿足夏季冷負(fù)荷和冬季熱負(fù)荷的需求中的機(jī)型較小者選擇。機(jī)組的供冷或者供熱量的欠缺，以設(shè)置輔助冷源或者熱源的方式予以彌補(bǔ)。

5)選擇換熱機(jī)組時(shí)，應(yīng)對(duì)機(jī)組循環(huán)水泵的流量、揚(yáng)程、電機(jī)功率及轉(zhuǎn)速予以復(fù)核，如不滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)必須要求廠家予以修正。

6)鍋爐的額定供熱量原則上應(yīng)根據(jù)建筑物冬季計(jì)算熱負(fù)荷直接確定，不應(yīng)放大。

7)冷水機(jī)組、換熱器及鍋爐在選擇時(shí)一定要注意其實(shí)際工作壓力不應(yīng)大于其額定工作壓力。

4 冷、熱源系統(tǒng)施工圖設(shè)計(jì)的圖紙內(nèi)容及深度的問(wèn)題

一般而言，冷、熱源系統(tǒng)的施工圖內(nèi)容包括:

1)設(shè)計(jì)及施工說(shuō)明及設(shè)備、主要材料規(guī)格明細(xì)表，在表中要將設(shè)備及主要材料的詳細(xì)技術(shù)參數(shù)、規(guī)格、單位、數(shù)量等標(biāo)示清楚。

2)冷、熱源系統(tǒng)流程圖，表現(xiàn)冷媒、熱媒制備的流程。要注意流程圖中設(shè)備的次序和管線的流向要與機(jī)房?jī)?nèi)的實(shí)際布置相吻合，并且管路的種類、管徑、所有閥門及配件等均不能遺漏。

3)冷、熱源機(jī)房設(shè)備及管路布置平面圖，表現(xiàn)設(shè)備在機(jī)房中的定位、管線的走向等，對(duì)于大型或復(fù)雜的機(jī)房，要將設(shè)備布置圖和管線布置圖分別表示。在圖中要注意將設(shè)備精確定位，確定設(shè)備與設(shè)備之間、設(shè)備與墻柱間的距離、設(shè)備的檢修所需的空間與距離、各種通道的尺寸等。尤其重要的是一定要和電氣專業(yè)密切配合，確定機(jī)房配電柜、控制柜以及配電線路的位置和所需空間的尺寸。

4)冷卻塔設(shè)備及管路布置平面圖，冷卻塔一般布置在屋面，因此本圖要表示冷卻塔的定位、管線走向等，一定要注意的是與建筑專業(yè)配合，確定冷卻塔在屋面上的位置，避免冷卻塔距離外墻過(guò)近影響建筑立面或者距離塔樓過(guò)近影響住戶的問(wèn)題。

5)冷、熱源機(jī)房設(shè)備基礎(chǔ)及管溝平面圖，本圖是提供給建筑和結(jié)構(gòu)專業(yè)的條件圖，主要表示的是各種設(shè)備基礎(chǔ)的外形尺寸、高度、設(shè)備荷載以及排水溝、集水坑、熱力管溝的寬度、深度以及走向等。在本圖中，還應(yīng)該表示出冷、熱源機(jī)房的外門位置、尺寸、大型設(shè)備的預(yù)留洞等。在完成本圖時(shí)，應(yīng)與建筑專業(yè)及電氣專業(yè)進(jìn)行會(huì)簽，避免出現(xiàn)電氣設(shè)備基礎(chǔ)、管溝與工藝設(shè)備基礎(chǔ)、管溝重疊及交叉的問(wèn)題。

6)冷卻塔屋面設(shè)備基礎(chǔ)平面圖，本圖也是提供給建筑和結(jié)構(gòu)專業(yè)的條件圖，主要表示冷卻塔基礎(chǔ)的定位、外形尺寸、高度、設(shè)備荷載等。在提供條件時(shí)，一定要注意提供給結(jié)構(gòu)專業(yè)的荷載必須是冷卻塔的運(yùn)行重量。

7)冷、熱源機(jī)房及屋面冷卻塔布置剖面圖。剖面圖主要表示的是在機(jī)房高度方向，各種設(shè)備及管線的標(biāo)高及相對(duì)位置。因此，在布置本圖前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該建立各種設(shè)備、管線的空間位置、交錯(cuò)的空間設(shè)想，才能順利。一般情況下，至少需要4個(gè)～6個(gè)剖面圖才能表示清楚。在畫剖面圖時(shí)要注意的是，一個(gè)剖面中只表示希望重點(diǎn)表現(xiàn)的設(shè)備及管線，而無(wú)關(guān)的設(shè)備、管線要“視而不見”，不要出現(xiàn)在這個(gè)剖面中。同時(shí)，管線的標(biāo)高均應(yīng)該是管中心線標(biāo)高，以室內(nèi)±0.00為基準(zhǔn)。

8)有關(guān)的詳圖及局部放大圖，根據(jù)實(shí)際情況確定。

9)在目前的施工圖設(shè)計(jì)中，最大的問(wèn)題是:a.圖紙的表現(xiàn)深度不夠;b.不向土建、電氣專業(yè)提供詳細(xì)的條件、也不和相關(guān)專業(yè)進(jìn)行配合而“自以為是”;c.平面圖中只畫出設(shè)備的位置而不標(biāo)注尺寸;d.只畫平面圖不畫剖面圖，管線的位置和標(biāo)高依靠施工單位現(xiàn)場(chǎng)確定的偷懶做法。

5 冷、熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，專業(yè)配合重點(diǎn)注意的問(wèn)題

冷、熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，與各專業(yè)都需要密切地配合。由于配合的內(nèi)容繁多，稍有不慎或者遺忘，對(duì)系統(tǒng)的合理布置、施工安裝、運(yùn)行管理乃至安全性都會(huì)帶來(lái)很大影響。因此，以下問(wèn)題在專業(yè)配合時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注。

5.1 建筑專業(yè)方面

1)機(jī)房的外門尺寸一定要滿足機(jī)組通過(guò)的要求，且機(jī)房的外門一定要處于建筑物本層主要通道上，通道寬度保證機(jī)組可以順利通過(guò)，沒有90°死角。2)控制室、值班室等房間的面積一般要不小于9 m2，和機(jī)房的隔墻上要設(shè)置視線良好的觀察窗。3)機(jī)房的地面一定要布置排水溝和積水坑，排水溝起點(diǎn)的截面尺寸應(yīng)不小于300 mm(B)×300(H)mm，積水坑的尺寸不小于800(B)mm×800(L)mm×800(H)mm。4)機(jī)房沿建筑外墻布置或在地下室時(shí)，要在墻面或地下室的頂板上預(yù)留設(shè)備安裝孔，孔洞的大小應(yīng)滿足設(shè)備吊裝和就位需要的尺寸。安裝孔在設(shè)備就位后再予以封閉。5)屋面設(shè)備的位置既要滿足通風(fēng)、施工安裝要求的間距，同時(shí)其位置盡可能不破壞建筑立面的要求以及對(duì)居民等的影響。6)直燃機(jī)機(jī)房、燃?xì)忮仩t房的位置及做法必須滿足《燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》《設(shè)計(jì)規(guī)范》以及《防火規(guī)范》的要求。

5.2 結(jié)構(gòu)專業(yè)

1)設(shè)備的基礎(chǔ)尺寸一定要與制造商的技術(shù)資料進(jìn)行核對(duì)。2)提供的設(shè)備重量必須是機(jī)組的運(yùn)行重量。3)屋面設(shè)備、管道基礎(chǔ)的高度必須高出建筑防水層300 mm以上。4)穿越樓板、剪力墻的洞口，當(dāng)寬度或直徑不小于100 mm時(shí)要預(yù)留洞口或預(yù)埋套管。

5.3 電氣專業(yè)

1)仔細(xì)核對(duì)設(shè)備的電氣參數(shù)，無(wú)誤并沒有遺漏后再提供。

2)核對(duì)設(shè)備是否自帶控制柜或控制裝置。

3)要核對(duì)電氣專業(yè)在機(jī)房?jī)?nèi)布置配電柜、控制柜的位置和它們與設(shè)備的間距是否滿足相關(guān)要求。

4)冷卻塔的就地檢修開關(guān)和事故通風(fēng)控制開關(guān)是否按照要求設(shè)置。

5.4 儀表專業(yè)

儀表專業(yè)布置各種傳感器、監(jiān)測(cè)元件和有關(guān)調(diào)節(jié)閥件在管道和設(shè)備上的位置是否符合本專業(yè)的要求，是否與本專業(yè)的閥門及管道配件位置沖突。

5.5 給排水專業(yè)

1)地漏和排水管道是否穿越電氣管溝。2)自來(lái)水管的管徑一般應(yīng)不小于32。

6 結(jié)語(yǔ)

本文的最后，給出幾點(diǎn)建議:

1)多去參觀已建成的冷、熱源機(jī)房，尤其是自己設(shè)計(jì)的機(jī)房，看看實(shí)際投入使用的機(jī)房的真實(shí)情況。

2)常去制造商的工廠參觀，認(rèn)識(shí)、了解各種設(shè)備。

3)設(shè)計(jì)開始前，一定要認(rèn)真閱讀廠家的技術(shù)資料，掌握所需的設(shè)備參數(shù)后再開始設(shè)計(jì)。

4)認(rèn)真、按步驟完成幾個(gè)冷、熱源系統(tǒng)的施工圖設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)水平的提高大有裨益。

以上類似的問(wèn)題其實(shí)很多，需要我們?cè)趯?shí)際工作中，不斷發(fā)現(xiàn)、思考、探索、總結(jié)。設(shè)計(jì)是一種為滿足人們物質(zhì)及精神需求而進(jìn)行的有目的、有計(jì)劃的智慧活動(dòng)。設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)新的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，需要專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能、專業(yè)手法為支撐。設(shè)計(jì)不是紙上談兵，更不能閉門造車，是“從實(shí)踐中來(lái)，到實(shí)踐中去”的不斷學(xué)習(xí)、不斷完善、螺旋上升的過(guò)程。

［1］陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.第2版，北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.

［2］GB 50736-2012，民用建筑采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］GB 50189-2005公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［4］GB 50016-2006，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范［S］.

［5］全國(guó)勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)工程師公用設(shè)備專業(yè)管理委員會(huì)秘書處.全國(guó)勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)公用設(shè)備工程師暖通空調(diào)專業(yè)考試復(fù)習(xí)材料［M］.第3版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.