建筑项目暖通空调系统设计

建筑项目暖通空调系统设计

钟健维

钟健维

广东省都市建筑规划设计有限公司

摘要：暖通系统是伴随建筑整个生命过程中必不可缺的一个组成部分，暖通系统的节能设计是在建筑工程施工中至关重要的环节，合理的节能设计不但能为建筑节省一大笔费用，还是减少资源浪费和环境污染。因此，在暖通系统的节能设计中，设计员应该给予足够的重视，利用科学的方法，结合工程的实际情况，设计出合理、可操作的设计方案，以实现暖通空调的节能设计经济、节能、安全等目的，促进中国建筑行业的健康发展以及能源的可持续发展。

关键词：建筑工程；项目；暖通空调；设计

在我国城市化建设的不断发展下，对建筑的舒适度要求越来越高，暖通空调已经成为现代建筑中非常重要的设施。在民用建筑暖通空调设计的过程中，如何进行空调负荷的设计，如何选择空调水泵，如何对能源进行选择利用，以提高能源的使用效率，如何在创造出舒适的室内环境时避免对室外环境造成过多的不良影响，已成为设计中需要重点解决的问题。

1设计前的准备工作

1.1分析建筑物外部环境和内部环境

在进行暖通空调设计前，要对建筑周围的外部环境和基础设施的埋设方式进行全面分析，以设计合理的供热入口；在设计空调负荷时，要综合考虑高度、日照、风力等外部环境因素，结合室内人员、设备、照明等内部环境因素，按照设计步骤逐步计算，最终得到切合建筑物实际负荷特性的空调设计负荷。

1.2分析建筑物内部使用情况

要对建筑物的基本使用情况、人员居住的具体数量、废气排放基本情况等进行考虑，在充分了解建筑内部的相关情况后，通过计算得出各不同区域实际的运转负荷，以便对暖通空调系统进行合理分区。

1.3划分防烟区和防火区

由于建筑的楼层数量比较多，一旦发生火灾，如果不能及时对居民进行疏散，会造成严重的安全事故。因此在设计时，要划分具体的防烟区和防火区，要对防火区、防火墙、防烟区进行合理的设计，确保有火灾发生时，人们可以在最短的时间内逃离事故现场。

2设计中的几个关键点

2.1空调负荷设计

在《采暖空调制冷手册》和《制冷与空调技术手册》中指出，商用建筑夏季的冷负荷概算指标为210w/m2～240w/m2，旅馆办公类的冷负荷指标为94w/m2～163w/m2。但是在具体的设计过程中，会由于一些问题导致空调装机容量增加，导致空调系统初期的投资金额增加。一是在设计空调系统时，个别设计人员只是使用负荷指标估算的方法进行计算，导致制冷机的装机容量增加，造成了不必要的投资浪费，严重时会对部分负荷下的冷机效率造成影响；二是在设计的过程中，考虑各种安全系数，导致空调单位制冷面积超出手册中冷负荷概算，超过了实际运行过程中单位空调面积的峰值冷量。从全年的角度来看，建筑负荷真正处于峰值的时间并不长，因此在大多数时间段，冷机负荷率是处于一种比较低的状态，COP并不高。根据经验，一般办公室单位冷负荷指标取70W/m2～90W/m2，商场单位冷负荷指标取100w/m2～150w/m2之间就可以达到日常使用要求（均指建筑面积）。

2.2选择空调循环水泵

空调循环水泵容量偏大是当前存在的主要问题。通常情况下，设计空调水泵容量会超出实际需求量的两倍左右，造成运行费用和投资费用的极大浪费。出现这种情况主要是因为冷负荷设计偏大、系统的循环阻力计算结果过高、静水压力计算错误、系统水力平衡计算不正确等问题引起的。还有的设计在进行冷水泵的选择时，对夏季流量和冬季流量的差异性不够重视，比如，某工程冬季需要温度为55℃的热水每小时循环水流量200m3，夏季需要温度为10℃的冷冻水每小时400m3，冬季的循环水流量要远低于夏季，因此要分开设计冬季的热水泵和夏季的冷水泵，如果共用一台，势必造成不必要的能源浪费。因此，在实际的设计过程中，要根据不同时间段中扬程的变化和冷负荷的变化对设计进行校准，通过控制变频泵的速度以及定速泵的数量，保证各种条件下持续处于最佳运行状态。使用这种方法进行设计，具有良好的节能效果。水泵扬程的选择也是暖通空调设计过程中一个关键点。例如，某工程的冷却塔放在高度为80m的屋顶，使用闭式循环系统，在设计的过程中，设计人员错误的将高程也加入到了水泵的扬程中，导致选择水泵的扬程在93m以上。在选择水泵时，要根据具体的手册系数、计算方法选择需要的水泵；要提高对中央空调水循环流量变化情况的重视度，由于循环水流量是不恒定的，要保证选择水泵的水量变化范围处于高效区；当冬季和夏季水量有比较大的变化时，为了保证系统的稳定运行，冷水泵和热水泵要分别设置。

2.3选择供回水总管上的压差旁通阀和旁通管

为了使经过冷水机组的水量处于恒定的状态，在冷水机组的供回水总管上要设置一条旁通管，并安装控制压差的调节阀。根据一部冷水机组的冷冻水量确定旁通管道的最大设计流量，旁通管的直径根据冷冻水管的最大允许流速进行确定，不允许不经计算就确定管道直径，使用ZAPC、ZAPB型电动调节阀作为旁通阀，当末端设备管道的阻力为0.2MPa时，可以根据表1进行冷水机组旁通阀通径的选择。

2.4供暖方面的设计

在进行供暖设计时，设计人员往往只是对户内供暖进行设计计算，对户外供暖不够重视，导致设计供热负荷与实际负荷出现误差，供暖效果不理想。在设计供暖系统时，除了要对室内因素进行考虑，还要对公共部分的供暖进行设计；在设计楼梯管道时，需要对温度变化时引起的冻结问题予以考虑；对于商务建筑，要单独设置热计量。而这些问题都是在实际设计过程中经常忽视的问题，对后期管理和运行造成了不必要的麻烦。比如，共同使用立管系统的高层住宅，在设计过程中，要根据承载能力、水力平衡、散热设备、化学管材等因素进行设计，并考虑管道热补偿问题，为了防止管道热胀冷缩出现支管被拉裂的情况，要对热膨胀量进行校核，确定补偿器规格型号及具体位置。

3、结语

我国未来在暖通空调工程的节能方面将投入更多的关注，因为暖通空调工程的节能设计是影响我国建筑工程整体节能效率的主要环节。在暖通空调系统的节能设计中，我们需要在已有的暖通空调节能建设经验的基础上，结合实际工程的具体情况，确定各种优化策略，降低暖通空调工程是能量消耗，从而促进我国可持续发展战略的持续开展。

参考文献：

[1]李小燕.浅谈高层建筑暖通空调控制系统设计[J].科技创新导报，2012（11）.

[2]温祥.浅谈暖通空调系统在节能中的应用[J].科技与企业，2012（09）.

[3]张江城.浅谈大空间暖通空调设计[J].企业导报，2012（05）.

[4]张媛媛，张小菊.暖通空调设计常见问题研究[J].科技创新与应用，2012（14）.