超高层商用建筑暖通空调设计要点

超高层 商用建筑暖通空调设计要点

金玮漪

哈尔滨工业大学建筑设计有限公司 150000

摘要：随着社会经济的快速发展，我国建筑业发展迅速。目前，中国有很多超高层建筑，如何设计完善的超高层商业建筑配套设施，保证建筑的安全性、耐久性和环保性，是很多工程师都在思考的问题。其中，HVAC的设计在超高层商用建筑中非常重要。本文主要阐述了超高层采用科学合理的暖通空调设计的必要性，以及提高暖通空调工程质量的一些实际步骤，以供同行参考。

关键词：超高层商业建筑；暖通空调系统；暖通空调设计

前言

随着节能环保理念的逐渐普及，超高层暖通空调的节能环保设计也备受关注。从现阶段建设项目施工过程中暖通空调系统的建设规模来看，能耗问题正逐渐成为建设项目最重要的问题。为提高建筑工程暖通空调施工的节能效果，工程师优化暖通空调设计。其中，中央空调系统是控制超高层内部温度和湿度的重要系统，由于运行过程中会消耗大量的能源，所以中央空调系统设计的重点是解决超高层建筑的能耗问题。当前，国家提出了环保战略，对建筑暖通空调系统的设计和应用提出了新的要求。因此，研究超高层暖通空调系统的节能环保设计非常重要。

1超高层暖通空调系统设计原则

1.1节能减排原则

研究表明，在超高层中，HVAC系统的能耗占建筑物总能耗的30%以上，这表明能源消耗非常高。为适应我国可持续发展战略的要求，实现建设节约型社会的目标，超高层的暖通空调系统设计必须遵循节能减排的原则。能源消耗通过各种资源和能源的优化配置和合理利用，尽可能地减少，其排放量也应保持在最低限度，以减少环境污染。

1.2健康与舒适原则

暖通空调系统在建筑中的主要作用是调节室内温度，冬暖夏凉，让人更舒适。因此，暖通空调的设计应遵循健康舒适的原则。总之，使用对人体健康和环境无害的材料，并进行合理的设计，创造人们居住舒适的建筑空间。

1.3利用自然的原则

除了这些有限的资源外，自然界中还有一些取之不尽的可再生资源，如太阳能、风能、地热能等。在设计超高层的暖通空调系统时，本着利用自然的原则，充分开发利用这些可再生资源来替代电能，节约成本，提高经济效益。

2超高层暖通空调设计应注意的事项

2.1围护结构

根据调查数据，不难发现，建筑空调的冷暖负荷与建筑外墙密切相关。一个好的建筑外墙可以显著降低建筑空调的冷热负荷。目前，许多相关研究数据表明，建筑物的空调负荷与建筑物外墙的传热系数之间存在正相关关系。换句话说，建筑物外墙的传热性能越好，建筑物的暖通空调系统就越好。尤其是超高层，超高层一般立面面积大，室内空间会消耗大量的能源，而良好的围护结构设计很重要。因此，在超高层商业建筑的暖通空调设计中，必须非常注意建筑外墙的设计。一般来说，围护结构的保温性能必须满足质量和保温要求。

2.2合理控制窗墙比

在设计建筑门窗时，暖通空调工作人员特别注意窗区域的分析。为避免因温差、大风等天气因素发生事故，北方地区东西向窗的窗墙比应控制在0.35以内。为了最大限度地发挥HAVC的效果，南北窗墙比应小于0.45。

2.3遮阳设计

遮阳设计也是建筑物维护结构的一部分，与其他外立面围护结构结合可以起到保护建筑物的作用。因此，传热系数对超高层建筑也有很大的影响。在工程设计中，建筑的设计必须足够科学、合理，避免华而不实的设计。

2.4外墙保温性能

外墙的保温性能对建筑物的能耗有很大的影响。不适当的外墙设计或外墙材料会会导致建筑物内的巨大能源消耗。因此，要对外墙设计和施工对材料进行严格控制，以确保其合格和有效。

3超高层商业建筑暖通空调设计质量的一些措施

3.1注意房间的温度和湿度

在暖通空调系统设计中，为了保证空调系统设计的节能环保，设计师非常重视室内温湿度标准，而这些数值要满足空调运行的要求。自暖通空调系统发展以来，经过多年的研究分析，确定了外界和建筑物本身的各种因素都会导致暖通空调系统出现严重的能耗损失，包括室内温度、室外天气数据、建筑结构设计、空气湿度等。特别是在夏季，当室内外温度达到临界值时，空调的能耗显著增加，导致能耗损失严重。因此，超高层的暖通空调设计必须综合考虑建筑物的结构设计、建筑物所在区域的气候特征以及人体感觉舒适的温度和湿度等因素。建筑物的能耗可以适应人体的温度和湿度，同时满足较低能耗的要求，最大限度地提高建筑物的运行成本，降低能耗。同时，这种设计理念也符合环保要求，并符合当前提倡的可持续发展理念。

3.2充分利用室外新鲜空气

在为超高层设计空调系统时，设计师最大限度地利用室外空气量，以节省建筑物所需的能源并减少碳排放。设计者在测量室外空气量时，要彻底分析空调的正压值、房间的用途和容积，并遵循最小入口的原则，减少新风量后，可以显著降低空调能耗。然而，当面对大型商业建筑如商场、购物中心等人口密集的建筑的暖通空调设计时，设计师可以充分利用室外空气，在建筑内大量部署，打造室内空调系统，减少能源消耗。

3.3减少运输中的能源损失

目前，中国的大多数暖通空调系统都是电力驱动的。然而，电力在运输过程中面临着很大的损失率，这种损失不仅增加了HVAC系统的建设成本，也不符合当前绿色节能的发展理念。空调系统运行时由风扇和水泵引起的功率损耗也会增加功率损耗，从而增加HVAC系统的运行负荷。因此，为提高建筑暖通空调系统的能效，降低其运行阻力，就必须提高暖通空调系统的设计质量。笔者认为暖通空调设计可以从以下几个方面进行优化：

(1)采用大温差供回水。暖通空调系统的给回风采用大温差节能方式，可以大大提高整个空调系统的节能效率。但是，这种新型空调系统的设计过程既要保证空调精度，又要满足人体温度舒适区的基本要求。在设计和施工过程中，要严格控制回风温差，在降低空调系统能耗的情况下控制温差。此外，在空调系统中使用冷热水回水时，温差应小于8℃。

(2)控制流量。在空调系统运行的同时，风机和水泵的能耗是巨大的，导致整个暖通空调系统的能耗增加。为了缓解这种情况，设计人员在设计风机和水泵时可以考虑合理控制输送系统的流量，使系统在较低的流量下运行，这显著降低了风扇和泵的能耗，并确保了整个HVAC系统节能降耗。但要记住，不能一味追求低流量，必须在保证建筑工程稳定和系统正常运行的条件下运行。

(3)变风量。在体量大、人多的地方，房间相对封闭，所以室内空调能耗非常大，空调系统的负荷也很大。因此，在这样的位置设计HVAC系统时，设计人员可以考虑使用可变气流来调节建筑物中每个通风口的气流，以减少热量损失。同时，通过控制送风量，可以减少建筑物内的电力损耗，提高建筑物的能源效率。

结束语

一般来说，暖通空调系统的设计对于高层建筑的设计非常重要，特别是超高层商业建筑。对于超高层商业建筑而言，暖通空调设计不仅调整了建筑物的舒适度，而且对建筑物的整体质量起着重要作用。因此，我国建筑行业的暖通空调设计人员和相关审核人员非常重视暖通空调系统的设计，在保证暖通空调系统的科学性和适用性的基础上，进一步追求节能减排的目的。

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