论文部分内容阅读
摘要：近年来，随着节能及环保等新技术在暖通空调设计中的应用，暖通空调领域中新的设计方案大量涌现，笔者根据从事设计、审图和方案评审工作的一些体会，对暖通空调工程设计中出现的比较集中的应注意的若干质量问题进行分析。
关键词：暖通空调;设计;安全;采暖
Abstract: in recent years, as energy saving and environmental protection and other new technology in hvac design, the application in the field of hvac design new emerge in a large amount, the author, based on the design, the chart and engaged in some of the evaluation work plan practice of hvac engineering design appear quite centralized should pay attention to the quality of some of the problems are analyzed.
Keywords: hvac; Design; Security; heating
中图分类号：TU96+2 文献标识码：A 文章编号：
1采暖设计中存在的问题及建议
1.1入口入户装置问题
根据（以下简称设计规范）规定[2]，热水采暖系统，应在热力入口的供回水总管上设置温度计、压力表及除污器，必要时应装热量计。设计人员往往只注意入户热力装置的设置，忽略了入口装置，有些图纸标注了入口装置所采用的标准图集号，而有的图纸则被遗漏，所以审图部门经常提出意见。设计人员在施工图中，除要说明遵循上述规定外还应特别强调两点：
1.1.1热力入口的供水管上最好设置两级过滤器，一级宜为3.00mm孔径的粗过滤器，二级宜为60目的精过滤器，回水管上宜设置滤网规格不小于60目的过滤器。
1.1.2在入户前的供回水支管上加装泄水旋塞。如某住宅小区，采用分户计量的集中供暖方式，供暖后许多住户的散热器不热，查其原因，过滤器处并未发现堵塞物，散热器均为无砂铸铁型，最后拆卸管道后发现，原因是管井内入户前支管下翻处的弯头内堵满了大量的细砂粒，虽然设有水过滤器，但网滤孔径太大，所以造成了堵塞，后加装了泄水阀堵塞后放过几次水，再未出现不热的问题。
1.2入口设置数量问题
关于入口数量问题，做法不一，有的开发商要求一个单元一个入口，目的是便于管理及收取采暖费，有的开发商则要求一栋楼一个入口，原因是可以节省基建投资，所以没有一个统一的模式，但无论采用哪种方式，设计人员既要考虑室内供暖系统的合理性，又要考虑与室外管线衔接的合理性，不能只图室内系统设计方便、省事，而不顾及室外管线系统。然而，有的工程供暖入口设置过多。如某7层办公楼，室内供暖系统分为9个环路（1～2层3个，3～7层6个），供暖入口设置亦达9个之多，同外线衔接点过多，几个方向均有，不仅给外线施工造成麻烦，也给将来室内系统调节带来不便。同时，设计图纸中应标明入口管线距建筑轴线的水平距离、耗热量及管径，若为多个入口时，应分别注明每个单元的热负荷及管径，而有些设计仅标明了总热负荷，这是不妥的，因为大多数情况下，室外热网是由热力系统来设计安装的。
1.3楼梯间散热器设置问题
设计规范[2]规定，楼梯间或其他有冻结危险的场所，其散热器应由独立的立支管供热，且不得装设调节阀，然而，有的工程将楼梯间散热器与相邻房间散热器共用一根立管，采用双侧连接，一侧连接楼梯间散热器，另一侧连接邻室房间散热器，这样，由于楼梯间难以保证密闭性，一旦供暖发生故障，可能影响邻室的供暖效果，甚至冻裂散热器。
1.4共用立管安装伸缩器问题
目前设计的多层或高层住宅，大多采用共用立管系统，设计中一般要根据系统水力平衡、散热设备、承压能力及化学管材的特性等因素对供暖系统及共用立管进行竖向分区设置，并应考虑管道热补偿问题。然而，有些设计认为户内为埋地敷设，而忽略了管井内共用立管的热胀问题，故未设置伸缩器；有的虽然设计了补偿器，但未认真校核热膨胀量来决定补偿器的位置；还有的设计在补偿器上下的位置就安装了固定支架，这样补偿器起不到补偿管道由于热胀而变形伸缩的问题，结果导致由于立管的热胀伸缩拉裂了支管的现象。
1.5带有底层商铺的住宅采暖问题
对于带有底层商铺的住宅设计规范明确规定，对建筑内的公共用房和公用空间，应单独设置采暖系统和热计量装置，现设计中存在的问题是，或者商铺未单独设热计量装置，或者与住宅采用共用系统，目前，沿街带底商的建筑越来越多，设计人员应严格遵循规范要求来设计，以免使用后引起不必要的麻烦。
1.6供暖系统设计不合理
供暖系统设计存在不合理之处：
①有的供暖系统由1条主立（干）管引进，分几个环路，分环上不设阀门，给系统运行调节、维修管理造成不便。
②有的供暖管道布置不合理，与建筑专业不易协调，或供暖立管直接立在窗子上，既影响使用，又不美观；或者供暖水平管道敷设在通道的地面上，既影响行走，又不便物品放置。
③有的供、回水干管高点漏设排气装置，一旦集气，难以排除，影响系统使用。
④有的供暖系统为同程式，一个环路单程长300m，致使供、回水干管坡度很难达到规范规定的不小于0.002的要求。
⑤有的供暖系统为双侧连接，两侧热负荷及散热器数量相差悬殊，而两则散热器供、回水支管却取用相同管径，两侧水力不平衡，难以按设计流量进行分配。
2 通风空调设计中存在的问题及建议
2.1防烟楼梯间和前室的通风换气问题
防烟楼梯间和前室(或合用前室，以下统称前室)无设计日常的通风换气设施，这个问题普遍存在。规范[1]6.2.1条规定：一类建筑和除单元式和通廊式住宅外的建筑高度超过32m的二类建筑以及塔式住宅，均应设防烟楼梯间。楼梯间入口处是前室、阳台或凹廊，阳台和凹廊无通风换气问题。
图1 防烟楼梯间和前室示意图
防烟楼梯间和前室一般都设有正压送风防烟口，为保证火灾事故时正压防烟，四周由防火墙和防火门（窗）封闭（见图1）。防烟楼梯间和前室，特别是前室，作为通道或待机（乘坐电梯）空间，虽然人员停留时间不长，却是日常出入必经之所。如果没有日常的通风换气设施，其通风换气渠道有两条：一条是外墙门（窗）→户内门→分户门→前室防火门→电梯层门→底层电梯门→底层待机厅外门；另一条是外墙门（窗）→戶内门→分户门→前室防火门→防烟楼梯间防火门→防烟楼梯间出口防火门→大楼外门。其中，分户门、防火门和电梯门是常闭门，仅有几毫米宽的门缝，再加上外墙门(窗)和大楼外门之间不可能拥有持续满足通风换气要求的风压差，故上述两条通风换气渠道的通风换气量是可以忽略不计的。
众所周知，空气不流通的空间是不卫生的。建筑材料、灯具和穿行或待机人员就是上述空间的污染源。其污染物为：1）人员呼吸和人体体表散发的产生物，主要的有二氧化碳（CO2 ）、水蒸气（H2O）、热量、体味和病菌，还有人员从室外带进来的灰尘以及人员抽烟产生的烟雾。2）建筑材料的污染物主要有建筑材料表面掉落的粉尘和挥发性有机物（VOC），如苯、甲醛、甲醇等；在潮湿、不通风的环境下还会滋生尘螨、霉菌等微生物。3）灯具照明产生的热量。
解决防烟楼梯间和前室空间污染的有效办法就是通风换气，将污染物的浓度稀释至低于国家卫生标准。当然，采用某些过滤、吸附措施，也可降低污染物浓度，但其效果远不如通风换气。
2.2排风系统设计不合理
如某工程地下室的暗厕（卫生间）等若干个生活用房和设备用房设一排风系统，水平风管长60m，断面只有200mm×200mm，风阻较大；选用屋顶风机排风，却将风机安装在外墙上，显得很不协调。还有的工程的地下室设若干个包间（均为暗房），各包间均采用吊顶排气扇，排风经数十米长的水平风管排出室外，风管断面仅有150mm×150mm，阻力大，排风效果差。
2.3空调系统的选择不合理
如某工程设有指挥大厅、会议厅、计算机房等，此类性质的用房，理想的空调系统应是低速风道系统，而设计却采用了风机盘管系统，且未设新风补给系统，显然是不合理的。又如某工程甲方要求部分房间室内设计参数为：冬季tn=18～22℃，φ=55%±5%，夏季tn=25～26℃，φ=60%±5%；另一部分房间tn=22±2℃，φ=40%～60%，洁净级别小于10000级，新鲜空气40～60m3。对这两类性质的用房，设计上统统采用了风机盘管系统，且未设新风补给系统。这样的系统满足不了甲方所提的要求。尤其洁净系统必须用组合式空气处理机组选择合理的气流组织方能满足工艺要求。
2.4厕所采用风机盘管时未加新风
厕所内既要满足温度要求，又要排除臭味，保证卫生要求。然而，有的工程的厕所既无排风，又无新风补给，单纯采用卧式暗装风机盘管供冷、供热，造成臭气自身循环，这是不妥当的。这种设计一般都是采用风机盘管厕所内送风，走廊回风，另外附設厕所排风共同满足厕所卫生及空调要求。
2.5平衡阀的设置与口径选择存在问题
空调冷冻水系统宜设置平衡阀，一般应设在回水管上。而有的工程新风机组冷冻水供、回水管上均设置了口径与管径相同的平衡阀。笔者认为，供水管上不必设置平衡阀，仅在回水管上设置即可。平衡阀口径应通过校核计算确定。
3安全性问题
暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全、人员安全、重要设备物品安全、系统设备运行安全5个方面的问题。在设计弹药厂房和库房、煤矿等易燃易爆工程的通风空调系统时，安全性成为必须考虑的重要因素，应采取相应的防爆技术方案和措施。在设计燃油燃气锅炉房时应考虑可燃性气体、液体泄漏带来的安全性问题，应设置可燃性气体泄漏报警系统和事故通风系统，并相互联锁。防火安全问题应按照有关防火设计规范来考虑，在此不作详述。设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全保护、北方暖通空调系统冬季防冻、空调系统电加热与风机联锁保护等问题。在方案设计时应注意考虑暖通空调系统故障可能对室内重要设备和物品产生的不利影响，例如，重要机房、重要资料库和文物库房不应采用在吊顶设置风机盘管的空调方案，因为一旦空调水系统漏水将造成严重损失。
4 结语
建筑物通风工程，其系统简单—非送即排，问题容易被忽视。但有些问题，它对大楼使用者的健康与安全有着莫大的威胁。在提倡“可持续发展”和“绿色建筑”的今天，应引起业内同仁重视。在系统设计、设备选型、管网布置方面都存在着可以优化的空间。总之，暖通空调设计方案的比较和优选是一个涉及面广、影响因素多的复杂技术工作。一个优秀的暖通空调工程设计方案，应对设计方案涉及的各种因素进行全面的考虑，使其综合效益最高。
参考文献
高层民用建筑设计防火规范．GB50045-95(2005年版)
采暖通风与空气调节设计规范. GB50019-2003
建筑设计防火规范. GB50016-2006
（4） 彦启森．空调与人居环境。暖通空调，2003，33(5)：1～5
关键词：暖通空调;设计;安全;采暖
Abstract: in recent years, as energy saving and environmental protection and other new technology in hvac design, the application in the field of hvac design new emerge in a large amount, the author, based on the design, the chart and engaged in some of the evaluation work plan practice of hvac engineering design appear quite centralized should pay attention to the quality of some of the problems are analyzed.
Keywords: hvac; Design; Security; heating
中图分类号：TU96+2 文献标识码：A 文章编号：
1采暖设计中存在的问题及建议
1.1入口入户装置问题
根据（以下简称设计规范）规定[2]，热水采暖系统，应在热力入口的供回水总管上设置温度计、压力表及除污器，必要时应装热量计。设计人员往往只注意入户热力装置的设置，忽略了入口装置，有些图纸标注了入口装置所采用的标准图集号，而有的图纸则被遗漏，所以审图部门经常提出意见。设计人员在施工图中，除要说明遵循上述规定外还应特别强调两点：
1.1.1热力入口的供水管上最好设置两级过滤器，一级宜为3.00mm孔径的粗过滤器，二级宜为60目的精过滤器，回水管上宜设置滤网规格不小于60目的过滤器。
1.1.2在入户前的供回水支管上加装泄水旋塞。如某住宅小区，采用分户计量的集中供暖方式，供暖后许多住户的散热器不热，查其原因，过滤器处并未发现堵塞物，散热器均为无砂铸铁型，最后拆卸管道后发现，原因是管井内入户前支管下翻处的弯头内堵满了大量的细砂粒，虽然设有水过滤器，但网滤孔径太大，所以造成了堵塞，后加装了泄水阀堵塞后放过几次水，再未出现不热的问题。
1.2入口设置数量问题
关于入口数量问题，做法不一，有的开发商要求一个单元一个入口，目的是便于管理及收取采暖费，有的开发商则要求一栋楼一个入口，原因是可以节省基建投资，所以没有一个统一的模式，但无论采用哪种方式，设计人员既要考虑室内供暖系统的合理性，又要考虑与室外管线衔接的合理性，不能只图室内系统设计方便、省事，而不顾及室外管线系统。然而，有的工程供暖入口设置过多。如某7层办公楼，室内供暖系统分为9个环路（1～2层3个，3～7层6个），供暖入口设置亦达9个之多，同外线衔接点过多，几个方向均有，不仅给外线施工造成麻烦，也给将来室内系统调节带来不便。同时，设计图纸中应标明入口管线距建筑轴线的水平距离、耗热量及管径，若为多个入口时，应分别注明每个单元的热负荷及管径，而有些设计仅标明了总热负荷，这是不妥的，因为大多数情况下，室外热网是由热力系统来设计安装的。
1.3楼梯间散热器设置问题
设计规范[2]规定，楼梯间或其他有冻结危险的场所，其散热器应由独立的立支管供热，且不得装设调节阀，然而，有的工程将楼梯间散热器与相邻房间散热器共用一根立管，采用双侧连接，一侧连接楼梯间散热器，另一侧连接邻室房间散热器，这样，由于楼梯间难以保证密闭性，一旦供暖发生故障，可能影响邻室的供暖效果，甚至冻裂散热器。
1.4共用立管安装伸缩器问题
目前设计的多层或高层住宅，大多采用共用立管系统，设计中一般要根据系统水力平衡、散热设备、承压能力及化学管材的特性等因素对供暖系统及共用立管进行竖向分区设置，并应考虑管道热补偿问题。然而，有些设计认为户内为埋地敷设，而忽略了管井内共用立管的热胀问题，故未设置伸缩器；有的虽然设计了补偿器，但未认真校核热膨胀量来决定补偿器的位置；还有的设计在补偿器上下的位置就安装了固定支架，这样补偿器起不到补偿管道由于热胀而变形伸缩的问题，结果导致由于立管的热胀伸缩拉裂了支管的现象。
1.5带有底层商铺的住宅采暖问题
对于带有底层商铺的住宅设计规范明确规定，对建筑内的公共用房和公用空间，应单独设置采暖系统和热计量装置，现设计中存在的问题是，或者商铺未单独设热计量装置，或者与住宅采用共用系统，目前，沿街带底商的建筑越来越多，设计人员应严格遵循规范要求来设计，以免使用后引起不必要的麻烦。
1.6供暖系统设计不合理
供暖系统设计存在不合理之处：
①有的供暖系统由1条主立（干）管引进，分几个环路，分环上不设阀门，给系统运行调节、维修管理造成不便。
②有的供暖管道布置不合理，与建筑专业不易协调，或供暖立管直接立在窗子上，既影响使用，又不美观；或者供暖水平管道敷设在通道的地面上，既影响行走，又不便物品放置。
③有的供、回水干管高点漏设排气装置，一旦集气，难以排除，影响系统使用。
④有的供暖系统为同程式，一个环路单程长300m，致使供、回水干管坡度很难达到规范规定的不小于0.002的要求。
⑤有的供暖系统为双侧连接，两侧热负荷及散热器数量相差悬殊，而两则散热器供、回水支管却取用相同管径，两侧水力不平衡，难以按设计流量进行分配。
2 通风空调设计中存在的问题及建议
2.1防烟楼梯间和前室的通风换气问题
防烟楼梯间和前室(或合用前室，以下统称前室)无设计日常的通风换气设施，这个问题普遍存在。规范[1]6.2.1条规定：一类建筑和除单元式和通廊式住宅外的建筑高度超过32m的二类建筑以及塔式住宅，均应设防烟楼梯间。楼梯间入口处是前室、阳台或凹廊，阳台和凹廊无通风换气问题。
图1 防烟楼梯间和前室示意图
防烟楼梯间和前室一般都设有正压送风防烟口，为保证火灾事故时正压防烟，四周由防火墙和防火门（窗）封闭（见图1）。防烟楼梯间和前室，特别是前室，作为通道或待机（乘坐电梯）空间，虽然人员停留时间不长，却是日常出入必经之所。如果没有日常的通风换气设施，其通风换气渠道有两条：一条是外墙门（窗）→户内门→分户门→前室防火门→电梯层门→底层电梯门→底层待机厅外门；另一条是外墙门（窗）→戶内门→分户门→前室防火门→防烟楼梯间防火门→防烟楼梯间出口防火门→大楼外门。其中，分户门、防火门和电梯门是常闭门，仅有几毫米宽的门缝，再加上外墙门(窗)和大楼外门之间不可能拥有持续满足通风换气要求的风压差，故上述两条通风换气渠道的通风换气量是可以忽略不计的。
众所周知，空气不流通的空间是不卫生的。建筑材料、灯具和穿行或待机人员就是上述空间的污染源。其污染物为：1）人员呼吸和人体体表散发的产生物，主要的有二氧化碳（CO2 ）、水蒸气（H2O）、热量、体味和病菌，还有人员从室外带进来的灰尘以及人员抽烟产生的烟雾。2）建筑材料的污染物主要有建筑材料表面掉落的粉尘和挥发性有机物（VOC），如苯、甲醛、甲醇等；在潮湿、不通风的环境下还会滋生尘螨、霉菌等微生物。3）灯具照明产生的热量。
解决防烟楼梯间和前室空间污染的有效办法就是通风换气，将污染物的浓度稀释至低于国家卫生标准。当然，采用某些过滤、吸附措施，也可降低污染物浓度，但其效果远不如通风换气。
2.2排风系统设计不合理
如某工程地下室的暗厕（卫生间）等若干个生活用房和设备用房设一排风系统，水平风管长60m，断面只有200mm×200mm，风阻较大；选用屋顶风机排风，却将风机安装在外墙上，显得很不协调。还有的工程的地下室设若干个包间（均为暗房），各包间均采用吊顶排气扇，排风经数十米长的水平风管排出室外，风管断面仅有150mm×150mm，阻力大，排风效果差。
2.3空调系统的选择不合理
如某工程设有指挥大厅、会议厅、计算机房等，此类性质的用房，理想的空调系统应是低速风道系统，而设计却采用了风机盘管系统，且未设新风补给系统，显然是不合理的。又如某工程甲方要求部分房间室内设计参数为：冬季tn=18～22℃，φ=55%±5%，夏季tn=25～26℃，φ=60%±5%；另一部分房间tn=22±2℃，φ=40%～60%，洁净级别小于10000级，新鲜空气40～60m3。对这两类性质的用房，设计上统统采用了风机盘管系统，且未设新风补给系统。这样的系统满足不了甲方所提的要求。尤其洁净系统必须用组合式空气处理机组选择合理的气流组织方能满足工艺要求。
2.4厕所采用风机盘管时未加新风
厕所内既要满足温度要求，又要排除臭味，保证卫生要求。然而，有的工程的厕所既无排风，又无新风补给，单纯采用卧式暗装风机盘管供冷、供热，造成臭气自身循环，这是不妥当的。这种设计一般都是采用风机盘管厕所内送风，走廊回风，另外附設厕所排风共同满足厕所卫生及空调要求。
2.5平衡阀的设置与口径选择存在问题
空调冷冻水系统宜设置平衡阀，一般应设在回水管上。而有的工程新风机组冷冻水供、回水管上均设置了口径与管径相同的平衡阀。笔者认为，供水管上不必设置平衡阀，仅在回水管上设置即可。平衡阀口径应通过校核计算确定。
3安全性问题
暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全、人员安全、重要设备物品安全、系统设备运行安全5个方面的问题。在设计弹药厂房和库房、煤矿等易燃易爆工程的通风空调系统时，安全性成为必须考虑的重要因素，应采取相应的防爆技术方案和措施。在设计燃油燃气锅炉房时应考虑可燃性气体、液体泄漏带来的安全性问题，应设置可燃性气体泄漏报警系统和事故通风系统，并相互联锁。防火安全问题应按照有关防火设计规范来考虑，在此不作详述。设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全保护、北方暖通空调系统冬季防冻、空调系统电加热与风机联锁保护等问题。在方案设计时应注意考虑暖通空调系统故障可能对室内重要设备和物品产生的不利影响，例如，重要机房、重要资料库和文物库房不应采用在吊顶设置风机盘管的空调方案，因为一旦空调水系统漏水将造成严重损失。
4 结语
建筑物通风工程，其系统简单—非送即排，问题容易被忽视。但有些问题，它对大楼使用者的健康与安全有着莫大的威胁。在提倡“可持续发展”和“绿色建筑”的今天，应引起业内同仁重视。在系统设计、设备选型、管网布置方面都存在着可以优化的空间。总之，暖通空调设计方案的比较和优选是一个涉及面广、影响因素多的复杂技术工作。一个优秀的暖通空调工程设计方案，应对设计方案涉及的各种因素进行全面的考虑，使其综合效益最高。
参考文献
高层民用建筑设计防火规范．GB50045-95(2005年版)
采暖通风与空气调节设计规范. GB50019-2003
建筑设计防火规范. GB50016-2006
（4） 彦启森．空调与人居环境。暖通空调，2003，33(5)：1～5