高层建筑暖通空调设计中的存在问题及解决措施

高层建筑暖通空调设计中的存在问题及解决措施

浙江佳源建筑设计有限公司浙江省嘉兴市314000

摘要:随着新建筑、新功能的使用对建筑设备提出了新的、更高的要求,暖通空调已成为现代化建筑设施的重要组成部分,暖通行业进入了一个黄金时期。本文对高层建筑暖通设计存在一些常见的问题进行探讨,并提出了一些解决办法,仅供参考。

关键词:高层建筑;暖通空调;设计;问题;措施

一、暖通空调设计的原则

(1)明确建筑物在总体规划中的位置、周围建筑及其周围供暖、供水、供电等管道敷设及可能的接口位置。它不仅可以作为建筑采暖入口设计的客观条件,也可以作为考虑风电、日照等因素计算荷载的参考,并可根据主入口的方向确定闸门的确定方法。

(2)楼层的数量,楼层的高度和建筑物的总高度,看看它们是否属于高层建筑。根据现行“规范”,十层以上的住宅和其他高度在二十四米以上的民用建筑,应当遵守“高层民用建筑防火规范”的规定。

(3)计算出建筑物内的人数、使用时间、是否有废气排放等,作为计算系统负荷和划分的依据。

(4)防火分区、防烟分区、防火墙位置和消防疏散路线的划分。如果不了解这些问题,就无法设计烟雾和烟雾控制系统,也不知道在哪里安装防火阀。

二、空调系统设计新思路

(1)方案设计

新时代背景下的空调设计方案是:在低能耗、高室内环境质量的前提下,采用可调风量代替送风系统、冷辐射顶棚系统,低温送冰系统和除湿空调系统。为了平衡高层办公建筑中主要热源(如设备和照明)的辐射热,采用辐射来提供冷却。冷辐射顶棚与置换送风相结合,采用降风方式将新风送进室内,既保证了室内空气质量,又保证了良好的室内热环境。采用空调除湿方案,一是能保证室内空气质量;二是采用除湿,保证绿色建筑室内湿度控制在60%以下的要求。

(2)良好通风系统

室内空气污染是由装饰材料引起的建筑物中一些挥发性有害物质造成的。因此,绿色建筑中的暖通空调必须有一个良好的通风系统,才能实现合理的自然通风,因为室内新鲜空气的流动对人体健康至关重要。

(3)蒸发冷却技术

蒸发冷却空调技术是一种绿色仿生空调技术,包括间接蒸发冷却(IEC)和直接蒸发冷却(DEC)。该系统采用水作为制冷剂,实现空调运行,对环境无污染。此外,蒸发冷却系统的制冷系数比机械制冷系统大得多,制冷不消耗压缩功率。是一种节能环保的绿色空调技术.

(4)地源热泵空调系统

地源热泵空调系统主要是以地下水、河流、湖水为冷热源的高效空调系统。土壤是一种非常适宜的热源,其温度适宜、稳定、蓄热性好,到处都有。地源热泵可以在冬季和夏季提供热量,而不需要其他辅助热源和冷却设备。地源热泵的COP大于4.0.深井补给水源热泵,地下水通过热交换器抽出来,再充入地面,是一种完全封闭的方式。因此,不利用水资源,地下水不受污染。

三、设计中常见的问题

(1)设计(施工)说明的内容不完整

“设计深度规则”对暖通空调设计说明中的内容作了明确的定义。设计说明应包括室内和室外设计参数;热源和冷源;热媒和制冷剂参数;加热负荷和热量消耗指数;系统总阻力;散热器类型;空调冷却和热负荷;系统形式和控制方法;抗干扰、隔振、防火、防腐、绝缘;空气管道、管道材料的选择、安装要求;系统压力试验要求。然而,一些项目的设计说明是不完整的。

(2)空调系统的不合理选择

如果某工程甲方要求部分房间保持一定的温湿度,设计人员只需将系统与系统分离为一个分支,既增加了操作和维护的难度,又增加了能源消耗。这样的空调系统不能满足甲方的要求,如果某工程有指挥厅、会议厅、机房等,这种性质的理想空调系统应该是低速风管系统,但风机盘管系统的设计显然是不合理的。

(3)冷水系统设计不合理及系统图深度不足

设计深度为暖通空调平面,系统图为详细说明的内容。然而,大量的工程设计并没有完全按照规定进行。主要问题是:供暖方案、无标志的水平管直径和定位尺寸、一些冒口没有编号、通风空调方案,有些没有标明各种设备数量和定位尺寸;供暖系统图纸,有的冒口没有编号,而是被建筑轴线取代;有的管道换(转)标高说明;有的甚至不画供暖系统图或立管图;有的公共建筑设计,厨房部分的供暖、通风、空调等内容留给厨房设备制造商去做,这是非常不恰当的。

(4)平面冷冻水系统设计存在不合理之处

a.一些冷水系统是由一个主提升管引入的,它被分成几个循环。分离环上没有阀门,给系统的运行、调节和维护管理带来不便;b.部分空调系统是双向连接的,热负荷和空调器数量相差很大,但给水管直径和回水管直径相同,两侧水力不平衡,很难按设计流量分配。c.同一范围、不同范围的空调水系统的调试和维护是很困难的。

(5)平衡阀设置中的几个问题

空调冷水系统应配备平衡阀,一般位于回水管道上。有的工程仅用普通阀门替代平衡阀,有的在新风机组冷却供水、回水管道上安装了口径和管径相同的平衡阀。

(6)风口的位置设置影响建筑美观

如一座高层建筑,卫生间的排风系统并没有专门的空气通道,但每个独立的,在风口的外墙上,都极大地影响了建筑的美观。也有工程项目,新风口布置的位置不合理,也影响了建筑的美观。

(7)平面图、剖面图、系统图不一致

在暖通空调的设计中,平面、断面和系统图的相应部件的设备和尺寸应完全相同,否则会给施工的安装和管理带来麻烦。但是,一些设计、管径、平面图和系统图不一致;有些空调通风设计、风管尺寸、平面图和系统图不一致;设备、零件位置尺寸、平面图和外形不一致;设备、图纸和设备表的数量不一致;还有一些空调制冷设备的型号、方案、系统图和设备表供空调设计使用。笔记写得不一样,让人不知道该怎么做。

四、贯彻实施设计规范、标准方面实际存在的问题和解决方法

(1)通风空调系统中消防阀门的安装不符合规范的要求。

“条例”规定,风管不得通过防火墙或变形接头,当需要交叉时,防火阀应安装在通过防火墙的地方;当通过变形的接缝时,消防阀门应该安装在两边。然而,在一些高层建筑中,在通过防火墙的空气管道上没有防火阀,而一些风管在通过变形的接头时只在一侧设置了消防阀,而另一侧则没有。

(2)空调管道敷设坡度不符合规范要求

《设计规范》规定,空调管道的安装应有一定的坡度,对于冻结管道的坡度应为0。003,不少于0.002。然而,在一些工程中,空调回水管道的坡度仅为0.001—0.0015。由于某些工程受条件的限制,边坡不能满足这一要求,可以通过在适当的位置加设冒口来解决。

(3)防烟楼梯间前室送风口风量的确定有问题

“高规”中提供了高层建筑防烟楼梯间前房的压力送风率,并根据实际情况给出了具体的风量值。注中指出,开门时,门的风速不应小于0.7米/秒;20层以下开启的门数为20层以上3扇。“高级法规”还规定,每层楼须设置一个加压风口楼梯井,以防止吸烟及排出废气。根据这些规则,可以计算出每一层的前腔内的风量应为L/2(小于20层)或L/3(前房内20层以上的总压力供气量)。然而,在一些工程中,防排烟楼梯间前厅的风量标为L/N(n为建筑楼层数),明显小得多。

(4)误将防烟分区排风量的计算混同于排烟风机风量的计算

《高规》排气扇的风量有明确规定:进入防排烟区排烟时,防烟区的面积不得少于每平方米60m3/h的面积,而当两个或多于两个防烟区负责排烟时,每平方米的最大防烟面积不得少于120m3/h的面积。请注意这指的是所选择的排气风扇的风量,而非防排烟区排气量的翻倍(每个防排烟区的排气量仍以每平方米不少于60m3/h的水平计算)当排气扇负责两个或两个以上防烟区时,无论水平方向还是垂直方向对两个或多个防烟区负责,只有两个防烟区被用来确定排气风扇的风量。然而,在一些工程中,排气扇的水平方向对不同区域的2~3个防烟区的排烟有影响,而排气扇的风量是根据每m2不小于60m3/h的2~3个防烟区的总面积计算的,而不是按每m2的最大防烟面积计算的。计算不少于120m3/h,导致排风风机风量小,难以满足防火使用的要求。

(5)以上问题的原因和解决方法

现行的设计规范、法规、标准还不够学习、理解、实施,有的设计人员还不够负责任,所以我们应该加强对现行设计规范、法规、标准的研究,提高执行设计规范的意识。图纸审查不严、流于形式。应坚持三审(自审、审核、审定)制,确保设计(含图纸、计算书)质量,减少出错。

五、结语

高层建筑暖通空调系统的调节量一般包括调节空调对象的温度和相对湿度,调节送风率和湿度。调节冷却水泵和制冷泵的调速。冷却塔风扇和风机调速,状态变化监控,风量调节和变流量调节。这些量可以作为空调系统控制的控制量,也可以作为系统优化的数量。

参考文献:

[1]刘盼盼.高层建筑暖通空调设计中存在的问题及改进措施[J].黑龙江科技信息,2014(8):250.

[2]余小平,付祥钊,肖益民.既有公共建筑空调工程能效诊断方法探讨[J].暖通空调,2013(2):33~38+137.

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