劉鵬

(中鐵十二局集團(tuán)有限公司勘測(cè)設(shè)計(jì)分公司，山西 太原 030000)

暖通系統(tǒng)在現(xiàn)代高層建筑建設(shè)中占有舉足輕重的地位，暖通系統(tǒng)項(xiàng)目復(fù)雜繁重，在設(shè)計(jì)過程中，對(duì)工作人員的專業(yè)水平以及設(shè)計(jì)能力具有較高的要求，同時(shí)也面臨諸多困難。我國(guó)當(dāng)前高層建筑暖通系統(tǒng)普遍出現(xiàn)的問題，需要提出相應(yīng)的解決措施，在設(shè)計(jì)當(dāng)中，要遵守暖通設(shè)計(jì)的基本原則，同時(shí)不斷創(chuàng)新，更新設(shè)計(jì)理念。除此之外，也不能忽視設(shè)計(jì)的規(guī)范，重視設(shè)計(jì)的品質(zhì)，進(jìn)而創(chuàng)作出優(yōu)秀的暖通工程方案。

1 高層建筑暖通設(shè)計(jì)的基本原則

1.1 經(jīng)濟(jì)性性原則

在高層建筑暖通項(xiàng)目的設(shè)計(jì)當(dāng)中，經(jīng)濟(jì)問題是需要首先考慮的重要問題，并根據(jù)項(xiàng)目的特征和建設(shè)的需求，按照經(jīng)濟(jì)性的原則，對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，以確保項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，在確保項(xiàng)目的品質(zhì)的前提下，盡可能地節(jié)約投資，創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。設(shè)計(jì)前，有關(guān)工作人員要對(duì)項(xiàng)目有詳盡的認(rèn)識(shí)，這樣才能做出科學(xué)而又精確的項(xiàng)目預(yù)算。通過對(duì)項(xiàng)目每個(gè)步驟的設(shè)計(jì)流程和特征進(jìn)行深入分析，能夠發(fā)掘出最佳的設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，在空調(diào)主機(jī)的能力控制方面，要確保嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。此外，對(duì)于暖通系統(tǒng)中的各種設(shè)備和設(shè)施，需要進(jìn)行科學(xué)而又合理的配置，以達(dá)到優(yōu)化效果[1-2]。

1.2 節(jié)能原則

關(guān)注于人民生活質(zhì)量提升的同時(shí)，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)和節(jié)能問題的認(rèn)識(shí)也日益加深。因此，對(duì)高層住宅是否能夠營(yíng)造舒適、節(jié)能和綠色環(huán)境成為了大家關(guān)注的焦點(diǎn)。高層建筑在新時(shí)期的暖通工作必須嚴(yán)格遵循節(jié)能原則。設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)全面評(píng)估平均輻射溫度、風(fēng)速、勞動(dòng)強(qiáng)度、濕度和溫度等要素，確保這些基本指標(biāo)在適當(dāng)比例范圍內(nèi)，以提供節(jié)能舒適的居住環(huán)境，滿足實(shí)際需求。在高層建筑的暖通工作中，節(jié)能原則是極為重要的考慮因素。設(shè)計(jì)方案必須全面評(píng)估平均輻射溫度、風(fēng)速、勞動(dòng)強(qiáng)度、濕度和溫度等參數(shù)，確保這些基本指標(biāo)在最合適的比例范圍內(nèi)，以提供節(jié)能舒適的居住環(huán)境，滿足人們的實(shí)際需求。

1.3 可調(diào)節(jié)性

暖通空調(diào)系統(tǒng)有四個(gè)大的種類，主要按照其調(diào)節(jié)范圍的不同進(jìn)行區(qū)分，四個(gè)種類分別是分區(qū)調(diào)節(jié)、過渡季節(jié)調(diào)節(jié)以及末端房間獨(dú)立啟停。當(dāng)對(duì)大型的空調(diào)機(jī)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，應(yīng)注意南北、內(nèi)外分別進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整；在過渡期，將正常的供冷和隨時(shí)開窗通風(fēng)與整體空調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合，并根據(jù)需求調(diào)整新風(fēng)或全新風(fēng)的使用，可以實(shí)現(xiàn)減少電力損耗的目標(biāo)。在部分負(fù)荷情況下，需要仔細(xì)審核和考察冷熱源單元的數(shù)量、容量配置、負(fù)荷性能以及IPLV指標(biāo)，并選擇最適合的方案，以達(dá)到節(jié)約能源和降低排放的效果；終端室的開啟和閉合均為單獨(dú)操作，可降低無謂的能量損耗。

2 高層建設(shè)暖通工程的重要性

經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的共同推動(dòng)下，建筑業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展的時(shí)期，并在其中獲得非常明顯的成就，已經(jīng)變成對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生重要影響的重要產(chǎn)業(yè)。建設(shè)正向著超大型、超高層發(fā)展，我國(guó)的高樓大廈也在不斷增多。住宅建筑的設(shè)計(jì)思想和觀念都有很大的改變。同時(shí)，與這個(gè)產(chǎn)業(yè)有關(guān)的其他方面，也在不斷地發(fā)生著改變，這既是機(jī)會(huì)，也是挑戰(zhàn)[3-4]。高層建筑物中，空調(diào)和采暖是非常重要的問題，也是人們普遍關(guān)心的問題。而在這些設(shè)備之中，空調(diào)是最重要的。高層建筑空調(diào)系統(tǒng)的重要性就更加凸顯出來，要想取得理想的結(jié)果，就一定要保證質(zhì)量。

3 高層建筑暖通設(shè)計(jì)中存在的問題研究

3.1 工程概況

北京一座由2座A級(jí)寫字樓和3座商業(yè)用房組成的超高層建筑，其總高99.85m，地面21層，地面3層，是很有代表性的工程。該大樓的主要結(jié)構(gòu)采用框架-剪切的形式，外墻采用玻璃和石頭混合的幕墻。

3.2 相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙與設(shè)計(jì)說明缺乏完善性

按照我國(guó)有關(guān)法規(guī)，對(duì)暖通設(shè)計(jì)規(guī)范中所包括的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的界定，有些工程設(shè)計(jì)師編寫的規(guī)范卻不夠全面，仍有許多不合理之處；此外，對(duì)建筑布局的縱深要求也不高，有些需要勾畫的地方被忽略；系統(tǒng)圖的可讀性不夠，設(shè)計(jì)圖的表述不夠清晰，對(duì)暖通系統(tǒng)的具體問題沒有得到全面的描述，許多具體問題的出現(xiàn)，以及不完整的設(shè)計(jì)，都會(huì)對(duì)整個(gè)暖通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)品質(zhì)造成很大的不利影響。

3.3 采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的問題

供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，當(dāng)主管道被引入到該系統(tǒng)之后，需要將其劃分成多個(gè)回路，在各個(gè)回路上沒有安裝相應(yīng)的調(diào)整和維修閥，這將會(huì)對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成很大的影響，也會(huì)加大后續(xù)系統(tǒng)維修工作的難度。此外，有些設(shè)計(jì)者在給回水干管的設(shè)計(jì)中，回水干管上沒有安裝與之對(duì)應(yīng)的放氣設(shè)備，或放氣斜率不滿足規(guī)定，導(dǎo)致放氣不順暢，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)有部分設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)供暖系統(tǒng)時(shí)，采用雙側(cè)連接，是以兩側(cè)負(fù)載以及散熱效果不一，設(shè)計(jì)中卻并沒有對(duì)這種問題進(jìn)行合理的調(diào)整與修改，導(dǎo)致使用效果欠佳。在安裝供暖系統(tǒng)管道時(shí)，如果缺乏與建筑相關(guān)的專業(yè)人士進(jìn)行有效合作，或者沒有進(jìn)行科學(xué)的管道設(shè)計(jì)，將對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生不利影響，并可能影響其外觀效果。因此，在進(jìn)行供暖系統(tǒng)管道安裝時(shí)，應(yīng)與相關(guān)專業(yè)人士密切合作，確保管道設(shè)計(jì)科學(xué)合理，并與建筑結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)，以保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，并且不對(duì)外觀造成不良影響。

3.4 通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)方面的問題

在高層建筑中，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的明文規(guī)定，除非特殊原因，通風(fēng)管道設(shè)計(jì)不得通過變形縫或防火隔墻。然而，一些暖通設(shè)計(jì)師為了圖省事，在具體的通風(fēng)管道設(shè)計(jì)中忽略了這一要求，并將通風(fēng)管道設(shè)置成通過變形縫或防火墻。更糟糕的是，在實(shí)施后，他們還未對(duì)消防閥門進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。這種做法嚴(yán)重違反了建筑相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，可能帶來嚴(yán)重的消防安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，在通風(fēng)管道設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中，設(shè)計(jì)師和相關(guān)人員必須嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)的要求，確保通風(fēng)系統(tǒng)的安全性和防火性能，以保障建筑物及其居住者的安全。

3.5 空調(diào)系統(tǒng)的選擇不合理

在高層建筑的暖通工程中，選擇合適的空調(diào)設(shè)備是至關(guān)重要的，它直接影響著整體設(shè)計(jì)的效果。然而，在現(xiàn)實(shí)生活中，經(jīng)常會(huì)看到高層建筑的暖通設(shè)計(jì)存在著不合理的空調(diào)系統(tǒng)，這主要是由于設(shè)計(jì)人員只考慮了業(yè)主的需求，而沒有充分思考設(shè)計(jì)方案的完整性和后期維修的可行性。為了避免這種情況發(fā)生，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行高層建筑的暖通設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該采取以下措施。首先，與業(yè)主充分溝通，了解他們的需求和期望，同時(shí)將自己的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)融入其中，提供更合理的建議。其次，設(shè)計(jì)方案應(yīng)綜合考慮空調(diào)設(shè)備的適用性、能效性能以及維修保養(yǎng)的便利性。

4 高層建筑暖通設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

4.1 規(guī)范暖通設(shè)計(jì)安全性

高層建筑的空調(diào)工程中，工程技術(shù)含量較高，對(duì)工程質(zhì)量要求較高。有關(guān)的建設(shè)工作應(yīng)移交給專門的建筑工人來進(jìn)行。而實(shí)際的情況則是，在建筑工程中，以農(nóng)民工為主，文化程度較低，職業(yè)素質(zhì)較差，違章作業(yè)時(shí)常出現(xiàn)。這不但對(duì)建筑工程的建設(shè)造成影響，也給建筑工程的建設(shè)帶來很大的困難。專業(yè)和高質(zhì)量的人才只占少數(shù)。建筑企業(yè)應(yīng)認(rèn)識(shí)到這一問題，并及時(shí)采取相應(yīng)的對(duì)策。加強(qiáng)對(duì)員工的教育和技術(shù)訓(xùn)練，使員工積極參加。在正式施工之前，應(yīng)組織設(shè)計(jì)人員與施工人員進(jìn)行會(huì)面，這次會(huì)面的目標(biāo)是促進(jìn)設(shè)計(jì)人員與施工人員之間的密切溝通，以便共同達(dá)成施工目標(biāo)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)向施工人員詳細(xì)解釋設(shè)計(jì)方案、施工圖紙和技術(shù)規(guī)范等重要文件，強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵工藝和施工要點(diǎn)，并解答施工人員可能遇到的問題[5]。

4.2 熱水采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1)高層建筑的采暖系統(tǒng)入口裝置設(shè)計(jì)需要根據(jù)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理設(shè)置，包括安裝溫度計(jì)、除垢器、壓力表等設(shè)備，并設(shè)定熱量計(jì)。同時(shí)，要充分考慮室內(nèi)系統(tǒng)的合理性，以及與室外管線的連接，確保安全可靠并避免問題。設(shè)計(jì)者應(yīng)注意設(shè)備位置、監(jiān)測(cè)參數(shù)、熱量計(jì)設(shè)定，以及室內(nèi)系統(tǒng)與室外管線的協(xié)調(diào)性?？傊?，設(shè)計(jì)高層建筑的采暖系統(tǒng)入口裝置要遵循規(guī)范，確保安裝合理、運(yùn)行安全，提供舒適的室內(nèi)環(huán)境。在一些工程項(xiàng)目中，一味設(shè)置過多的采暖入口，無疑給室外管線施工和系統(tǒng)調(diào)整帶來了嚴(yán)重隱患。需要謹(jǐn)慎考慮入口設(shè)置的數(shù)量，以確保施工和調(diào)整過程的順利進(jìn)行。2)規(guī)范中明確公眾建筑物中，在有冰凍風(fēng)險(xiǎn)的電梯井或其它地方，采暖系統(tǒng)采用單獨(dú)的豎支管道，并且不允許安裝控制閥。實(shí)際應(yīng)用中，采用同一立管一端連相鄰單元的暖氣，而另外一端連樓梯間的暖氣，樓梯間密閉程度較差，導(dǎo)致供熱設(shè)備失效，會(huì)對(duì)相鄰單元的供熱質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。3)高層住宅樓一樓安裝時(shí)，有關(guān)工作人員根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在公用部位安裝獨(dú)立的熱量計(jì)量器，由此創(chuàng)造出良好的供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)品質(zhì)。對(duì)于使用共享立管系統(tǒng)的高層住宅，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，要以系統(tǒng)的水力平衡、承壓能力、散熱設(shè)備和所選擇管子的特點(diǎn)等為基礎(chǔ)，對(duì)采暖系統(tǒng)和共享立管展開垂直的分區(qū)，同時(shí)還要對(duì)管道的熱補(bǔ)償問題進(jìn)行充分的考慮。

4.3 空調(diào)選型

從宏觀上講，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)可分成兩大類：含氟空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)與水調(diào)節(jié)系統(tǒng)。兩種方法都有各自的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。前者操作簡(jiǎn)單，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中還能節(jié)省電能，它的初始投資比較高。而后者雖然在使用過程中需要有人來進(jìn)行操作，在負(fù)載上的時(shí)候，消耗的電能會(huì)比較高，它的投資更低，受到用戶的歡迎。在風(fēng)口的安裝過程中，有關(guān)工作人員還對(duì)裝修施工圖和暖通施工圖進(jìn)行審查，特別是對(duì)于天花板形狀比較復(fù)雜的大廳和多功能大廳，保證它們的外形與消防噴頭、燈具和風(fēng)口的布局完全一致。在安裝此類房間的風(fēng)口風(fēng)管時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意，在施工前不能提前進(jìn)行開孔。必須等待設(shè)計(jì)和裝修圖紙會(huì)審?fù)戤?，并確認(rèn)好風(fēng)氣區(qū)的位置后方可進(jìn)行開孔工作。有些建筑在建造過程中，為保證外形美觀，通常會(huì)把風(fēng)管斷面變得較小，或是按照裝飾圖紙來確定風(fēng)口的位置，這樣不但會(huì)增大系統(tǒng)的阻力，還會(huì)增大風(fēng)機(jī)的噪音，對(duì)該系統(tǒng)的正常使用造成很大的不利。調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)時(shí)，監(jiān)督人員要以保證空調(diào)的總體性能為依據(jù)，根據(jù)項(xiàng)目的具體情況來調(diào)節(jié)，以使總體暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理，使其真正的價(jià)值得到最大程度的發(fā)揮。

4.4 循環(huán)水泵的選型

選擇過程中，有關(guān)工作人員科學(xué)合理地選擇暖通空調(diào)的循環(huán)水泵，這是保證高層建筑總體設(shè)計(jì)品質(zhì)的重要一環(huán)，若選擇的循環(huán)水泵能力較強(qiáng)，則會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用持續(xù)上升，造成有關(guān)部門的財(cái)務(wù)負(fù)擔(dān)。在暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)過程中，有關(guān)工作人員要根據(jù)不同時(shí)期的揚(yáng)程和負(fù)荷等進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，同時(shí)要合理地控制定速泵的數(shù)目，同時(shí)還要根據(jù)所需變頻器的速度來進(jìn)行調(diào)速，以達(dá)到將能量消耗降到最低的目的。

4.5 把控好熱量問題

如何有效地解決熱耗問題，是提升高層建筑節(jié)能效果的重要環(huán)節(jié)。下面將重點(diǎn)討論如何有效地減少熱損失。1)裝散熱器。散熱器是室內(nèi)不可缺少的裝置，一般都安裝在樓梯上或冷凍的空間內(nèi)，通過對(duì)它的正確應(yīng)用，可以增強(qiáng)室內(nèi)的暖通性能。2)應(yīng)用太陽能量。將太陽能應(yīng)用于高層建筑的空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員可以考慮使用太陽能。太陽能作為潔凈的新能源，幾乎可以說是無窮無盡，只要有陽光照耀，幾乎就沒有枯竭的可能。最關(guān)鍵的是，它的生態(tài)友好，沒有任何的污染。也正如此，它的作用才會(huì)越來越大。在冬天，利用特殊的太陽能裝置將太陽能儲(chǔ)存并轉(zhuǎn)換成熱能，將熱能輸送到建筑物內(nèi)，降低對(duì)采暖和空調(diào)等采暖裝置的需求。3)利用墻面空隙。墻壁上的縫隙對(duì)儲(chǔ)存熱能有特殊的功能。在具體的建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)該考慮到空間上的狹小空間，達(dá)到蓄熱的目的，減少對(duì)采暖的要求，達(dá)到節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的目的。4)使用穿堂風(fēng)需要適度控制，考慮到過大的風(fēng)量和風(fēng)速可能對(duì)人體帶來不適和健康影響，尤其在寒冷季節(jié)。必須合理調(diào)控進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)口的位置、大小和方式，避免穿堂風(fēng)路徑穿過人們長(zhǎng)時(shí)間停留的區(qū)域，如座位區(qū)或辦公區(qū)，導(dǎo)致不必要的風(fēng)寒感覺。合理選擇門窗布置和應(yīng)用，以確保室內(nèi)空氣流通，創(chuàng)造舒適、健康的室內(nèi)環(huán)境。

4.6 應(yīng)用智能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)

多聯(lián)機(jī)空調(diào)是常見且廣泛應(yīng)用于商業(yè)和住宅建筑的空調(diào)系統(tǒng)。由一臺(tái)中央室外機(jī)和多個(gè)室內(nèi)機(jī)組成，通過冷媒管路連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)房間的獨(dú)立控制和空調(diào)。其特點(diǎn)包括提供獨(dú)立溫度調(diào)節(jié)、占據(jù)較小空間、節(jié)能高效、運(yùn)行穩(wěn)定、安裝維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)。在商業(yè)和住宅建筑中，它靈活滿足不同需求，提供個(gè)性化舒適環(huán)境。它也有不可忽略的缺陷，即收費(fèi)方法不合理，費(fèi)用較高。傳統(tǒng)的電力收費(fèi)方法較為陳舊，以面積和用電量為主。按面積收取費(fèi)用，把用戶支付的費(fèi)用當(dāng)作固定的價(jià)值，與實(shí)際的用途毫無聯(lián)系，這是一種不公正不合理的收費(fèi)方式。但是按照消耗的能量來計(jì)算費(fèi)用，不僅不能保證精度，還會(huì)增加人力，增加人力成本。應(yīng)該采用更加科學(xué)化、智能化的價(jià)格體系。

5 結(jié)語

在中國(guó)大力推動(dòng)生態(tài)文明城市建設(shè)、可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能降耗的理念下，高層建筑的暖通設(shè)計(jì)需要綜合考慮資源和能源的有效利用。設(shè)計(jì)必須充分滿足用戶實(shí)際需求的前提下，進(jìn)行科學(xué)、理性的設(shè)計(jì)和施工，并將節(jié)能降耗理念融入其中。