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摘 要:近年来,我国建筑行业的发展不断加速,城市基础设施建设不断增多,随着人们生活水平的不断提高,对房屋建筑的暖通空调设备的要求也越来越高。因此,在建筑暖通空调设计中必须解决合理选择能源资源、充分利用能源、提高用能系统的效率等问题,营造对室外环境影响小、环保、舒适的室内环境。本文介绍了建筑暖通空调系统的种类,阐述了暖通空调设计的重要性和必须遵循的重点原则,指出了暖通空调施工设计中的注意事项,旨在为暖通空调业同行提供一些可借鉴的经验。
关键词:建筑;暖通空调;设计; 要点分析
中图分类号: U260 文献标识码: A
引言
随着我国的不断城市化,从小城镇到大城市住房、医院、体育馆、教学大楼等建筑如雨后春笋般矗立起来,鳞次栉比。新的建筑、新的功能对建筑内的暖通空调的需要量越来越大、要求越来越高。暖通空调产业进入一个新的发展机遇期。
一、暖通空调概述
1、暖通空调的内涵
暖通空调(HVAC)是指车内或室内承担暖气、通风及空气调节的设备或系统,因为主要包括采暖、通风和空气调节三个方面的功能,所以综合这三个功能,简称暖通空调。暖通空调系统的设计是机械工程领域中的一个重要分支,应用到流体机械、流体力学及热力学。
2、暖通空调的种类
暖通空调系统种类琳琅满目,但基本原理大致相同,其常类型有:全空气系统、全水系统、空气--水系统、分散式供冷或供暖、热回收系统和蓄冷、热泵系统等。
二、当前暖通空调设计存在的问题
1、暖通空调在设计和施工管理方面存在的问题
首先,无论是设计的观念还是设计水平都有欠缺,重视和加强能源节约最终实现可持续发展是我国发展的一项重要任务,但是目前的节能设计理念还有不足,设计思路不开阔相对保守,这都制约了暖通空调的发展。其次,設计人员对节能意识重视程度不够,暖通空调的设计可以说对整个暖通系统都是有决定性意义的,所以无论是设计人员还是监管部门都应给予高度的重视,但是问题是现在设计人员对暖通空调设计重视度不够,而往往又存在工期短的特点,所以就出现了设计收费和设计本身产生的效益不挂钩;还有一些技术性问题因为迟迟没有得到很好的解决,所以使得设计施工的投资巨大,运行起来的能耗也相当大,很多都已经超过了国家的标准。最后,暖通空调的整体设计尚且缺乏对节能方案的科学评价,目前设计人员欠缺这方面的能力,还不能够从众多的设计方案中挑选出最适合的方案。
2、暖通空调在运行管理中存在的问题
首先,对操作人员的培训这一块做的不好,多数施工团队对于操作人员的要求只是能按施工达标完成就可以,往往忽略对施工人员的培训,所以导致绝对多数的操作人员都不知道暖通空调的理论知识,有的甚至都不会根据室外温度等因
素的变化来对其进行调节,只会对空调进行开机、关机和冬夏季的转换的调节,这根本就无法使系统达到应有的节能效果。其次,各个相关部门之间缺乏有效的沟通,施工团队是团队作战,整个团队是由不同工种、不同层次的人组成的,相互之间的沟通有利于整个工程的建设。
三、建筑内暖通空调设计要点
1、设计原则
1) 整体性原则
设计者要站在全局的高度,把握暖通工程的设计在整个建筑设计中的地位和所起的作用,平衡利弊,优化方案。
2)动态性原则
设计者从发展的角度对待暖通工程的设计,随时注意结合具体工程的变化和实际情况,对暖通设计进行调整。
3)注重技术的发展
空调系统的改进和改良以达到节能减排的目的,这是与未来电器的总体发展前景相适应的,也符合人们对家电不断增加的环保要求 。
2、暖通空调的节能减排设计方法
1)增强暖通空调系统的合理性
暖通空调的设计工程细致而庞大,设计中必须全方位考虑,增加暖通空调的合理性。在设计时候不要过分拘泥于,最大负荷原则,因为实际生活中暖通空调在最大负荷的状态下工作的情况少之又少,而更多的遵循节能减排原则。。
2) 提升围护结构的保温性能
空调系统负荷的大小从很大程度上取决于墙体围护结构的保温性能的好坏。一个保温性能好的围护结构可以牢牢锁定室内的热量,空调系统的在负荷不高情况下工作既能满足需要,从而达到节能的目的。
3) 提高系统的控制水平
空调是否能充分发挥作用,其关键在于作用的发挥空调控制系统的控制水平。控制系统的优劣直接决定着暖通空调系统的热量的输出和能量的消耗,在很大程度上决定着空调的碳排放,同时,良好的控制系统还可以在一定程度降低能耗。
4)积极运用新能源
随着经济和社会的飞速发展,资源和能源越来越紧缺,新能源(如风能,水能,太阳能等)的开发和使用是解决这种供需关系最有效的办法。
3、高层建筑暖通空调系统的设计要领
1) 选择适合的空调循环水泵
如前所述,由于设计冷负荷偏大、系统循环阻力计算结果偏大、净水压力和系统水力平衡计算问题等原因,造成我国是普遍存在循环水泵容量过大的问题,其容量通常超过实际需要的一倍,造成投资费用和运行费用的极大浪费。因此,具体的设计应该随不同时刻扬程及冷负荷的变化而改变,能达到不同条件下优化运行的要求,调节定速泵的变频泵的速度及达到节能的目的,节能效果明显,控制方法简单。
2) 供暖方面
高层建筑暖通入口入户装置,根据采暖通风与空气调节设计规范规定,热水采暖系统,在热力入口的供回水总管上应设置除污器、压力表及温度计,必要时还应安装热量计。而设计人员往往忽略了入口装置,只注意入户热力装置的设置,造成设计上的失误。入口数量的多少需考虑到开发商后续管理的方便,设计人员不仅要合理室内供暖系统,又要合理衔接室外管线,不能厚此薄彼。楼梯间或其他有冻结危险的场所,按规定散热器的供热应由独立的立支管来完成,而且不能装设调节阀。工程中共用一根立管,两侧分别把邻室房间的散热器和连接楼梯间的散热器接起来,因难以保证密闭性得到,在供暖发生故障情况下,邻室的供暖效果将受到影响。
建筑内的公用空间和公共用房,应单独设置热计量装置和采暖系统。如果商铺不设计独立的热计量装置,或与住宅采用共用一个系统,在使用后都会造成不必要的麻烦。
高层住宅如果采用共用立管系统,设计中要根据系统化学管材的特性、承压能力、散热设备及水力平衡等因素竖向分区设置共用立管及供暖系统,并充分考虑到管道的热补偿问题。工程上不重视伸缩器的设置、没有认真对热膨胀量进行认真校核以决定补偿器的位置、把固定支架安装在补偿器上下的位置消弱补偿器作用等都会使支管因立管的热胀伸缩而被拉裂了。
3) 通风方面
《采暖空调制冷手册》、《空调与制冷技术手册》等明确规定:旅馆办公类的冷负荷指标为每平方米94~163瓦,商场类建筑夏季冷负荷的概算指标应为每平方米210w~240瓦。但在实际设计过程中,一般存在两种种原因致使空调装机容量偏大(如前所述)。
水泵扬程选择不当也是暖通空调中比较常见的一个问题。水系统扬程选择因设计差异而存在较大差异。如某工程冷却塔处于80米高的屋顶,冷却水为闭式循环系统,而设计者在选择水泵扬程时误高程加进了高程,这样一来所选水泵扬程就高达95m。在选择冷冻水泵时,有的设计忽视了夏、冬两季流量的差异。如某工程夏季空调每小时需要400 立方的7至12摄氏度冷冻水的循环流量,而冬季每小时只需要200立方50到60摄氏度的热水循环量,冬季采暖热水循环量远远小于夏季空调冷冻水循环,可见夏冬季热水泵与冷水泵合用一台是不合适的,应分别设置。
四、结束语
建筑内暖通空调设计方案的优劣直接关乎暖通空调经济效益的优劣和工程项目的成败,而施工设计各个细节处理的是否完善也是关乎整个暖通空调设计的成败,两者缺密不可分、缺一不可。应重视多方案的比较,最终形成合理的设计。对图纸进行严格审查,坚持三审(自审、审核、审定),不流于形式,确保设计质量,减少出错的出现。一个优秀的暖通空调工程设计,不仅要的综合效益最高的方案,还要有设计细节完善的施工设计。
参考文献
[1]徐康泽,刘媛.高层建筑暖通空调设计要点探析[J].科技创新与应用,2013(08).
[2]成瑶.关于高层建筑暖通空调设计的要点分析[J].科学与财富,2013(01).
[3]王俊隽.建筑暖通空调设计及相关问题研究[J].建材与装饰,2012(05).
关键词:建筑;暖通空调;设计; 要点分析
中图分类号: U260 文献标识码: A
引言
随着我国的不断城市化,从小城镇到大城市住房、医院、体育馆、教学大楼等建筑如雨后春笋般矗立起来,鳞次栉比。新的建筑、新的功能对建筑内的暖通空调的需要量越来越大、要求越来越高。暖通空调产业进入一个新的发展机遇期。
一、暖通空调概述
1、暖通空调的内涵
暖通空调(HVAC)是指车内或室内承担暖气、通风及空气调节的设备或系统,因为主要包括采暖、通风和空气调节三个方面的功能,所以综合这三个功能,简称暖通空调。暖通空调系统的设计是机械工程领域中的一个重要分支,应用到流体机械、流体力学及热力学。
2、暖通空调的种类
暖通空调系统种类琳琅满目,但基本原理大致相同,其常类型有:全空气系统、全水系统、空气--水系统、分散式供冷或供暖、热回收系统和蓄冷、热泵系统等。
二、当前暖通空调设计存在的问题
1、暖通空调在设计和施工管理方面存在的问题
首先,无论是设计的观念还是设计水平都有欠缺,重视和加强能源节约最终实现可持续发展是我国发展的一项重要任务,但是目前的节能设计理念还有不足,设计思路不开阔相对保守,这都制约了暖通空调的发展。其次,設计人员对节能意识重视程度不够,暖通空调的设计可以说对整个暖通系统都是有决定性意义的,所以无论是设计人员还是监管部门都应给予高度的重视,但是问题是现在设计人员对暖通空调设计重视度不够,而往往又存在工期短的特点,所以就出现了设计收费和设计本身产生的效益不挂钩;还有一些技术性问题因为迟迟没有得到很好的解决,所以使得设计施工的投资巨大,运行起来的能耗也相当大,很多都已经超过了国家的标准。最后,暖通空调的整体设计尚且缺乏对节能方案的科学评价,目前设计人员欠缺这方面的能力,还不能够从众多的设计方案中挑选出最适合的方案。
2、暖通空调在运行管理中存在的问题
首先,对操作人员的培训这一块做的不好,多数施工团队对于操作人员的要求只是能按施工达标完成就可以,往往忽略对施工人员的培训,所以导致绝对多数的操作人员都不知道暖通空调的理论知识,有的甚至都不会根据室外温度等因
素的变化来对其进行调节,只会对空调进行开机、关机和冬夏季的转换的调节,这根本就无法使系统达到应有的节能效果。其次,各个相关部门之间缺乏有效的沟通,施工团队是团队作战,整个团队是由不同工种、不同层次的人组成的,相互之间的沟通有利于整个工程的建设。
三、建筑内暖通空调设计要点
1、设计原则
1) 整体性原则
设计者要站在全局的高度,把握暖通工程的设计在整个建筑设计中的地位和所起的作用,平衡利弊,优化方案。
2)动态性原则
设计者从发展的角度对待暖通工程的设计,随时注意结合具体工程的变化和实际情况,对暖通设计进行调整。
3)注重技术的发展
空调系统的改进和改良以达到节能减排的目的,这是与未来电器的总体发展前景相适应的,也符合人们对家电不断增加的环保要求 。
2、暖通空调的节能减排设计方法
1)增强暖通空调系统的合理性
暖通空调的设计工程细致而庞大,设计中必须全方位考虑,增加暖通空调的合理性。在设计时候不要过分拘泥于,最大负荷原则,因为实际生活中暖通空调在最大负荷的状态下工作的情况少之又少,而更多的遵循节能减排原则。。
2) 提升围护结构的保温性能
空调系统负荷的大小从很大程度上取决于墙体围护结构的保温性能的好坏。一个保温性能好的围护结构可以牢牢锁定室内的热量,空调系统的在负荷不高情况下工作既能满足需要,从而达到节能的目的。
3) 提高系统的控制水平
空调是否能充分发挥作用,其关键在于作用的发挥空调控制系统的控制水平。控制系统的优劣直接决定着暖通空调系统的热量的输出和能量的消耗,在很大程度上决定着空调的碳排放,同时,良好的控制系统还可以在一定程度降低能耗。
4)积极运用新能源
随着经济和社会的飞速发展,资源和能源越来越紧缺,新能源(如风能,水能,太阳能等)的开发和使用是解决这种供需关系最有效的办法。
3、高层建筑暖通空调系统的设计要领
1) 选择适合的空调循环水泵
如前所述,由于设计冷负荷偏大、系统循环阻力计算结果偏大、净水压力和系统水力平衡计算问题等原因,造成我国是普遍存在循环水泵容量过大的问题,其容量通常超过实际需要的一倍,造成投资费用和运行费用的极大浪费。因此,具体的设计应该随不同时刻扬程及冷负荷的变化而改变,能达到不同条件下优化运行的要求,调节定速泵的变频泵的速度及达到节能的目的,节能效果明显,控制方法简单。
2) 供暖方面
高层建筑暖通入口入户装置,根据采暖通风与空气调节设计规范规定,热水采暖系统,在热力入口的供回水总管上应设置除污器、压力表及温度计,必要时还应安装热量计。而设计人员往往忽略了入口装置,只注意入户热力装置的设置,造成设计上的失误。入口数量的多少需考虑到开发商后续管理的方便,设计人员不仅要合理室内供暖系统,又要合理衔接室外管线,不能厚此薄彼。楼梯间或其他有冻结危险的场所,按规定散热器的供热应由独立的立支管来完成,而且不能装设调节阀。工程中共用一根立管,两侧分别把邻室房间的散热器和连接楼梯间的散热器接起来,因难以保证密闭性得到,在供暖发生故障情况下,邻室的供暖效果将受到影响。
建筑内的公用空间和公共用房,应单独设置热计量装置和采暖系统。如果商铺不设计独立的热计量装置,或与住宅采用共用一个系统,在使用后都会造成不必要的麻烦。
高层住宅如果采用共用立管系统,设计中要根据系统化学管材的特性、承压能力、散热设备及水力平衡等因素竖向分区设置共用立管及供暖系统,并充分考虑到管道的热补偿问题。工程上不重视伸缩器的设置、没有认真对热膨胀量进行认真校核以决定补偿器的位置、把固定支架安装在补偿器上下的位置消弱补偿器作用等都会使支管因立管的热胀伸缩而被拉裂了。
3) 通风方面
《采暖空调制冷手册》、《空调与制冷技术手册》等明确规定:旅馆办公类的冷负荷指标为每平方米94~163瓦,商场类建筑夏季冷负荷的概算指标应为每平方米210w~240瓦。但在实际设计过程中,一般存在两种种原因致使空调装机容量偏大(如前所述)。
水泵扬程选择不当也是暖通空调中比较常见的一个问题。水系统扬程选择因设计差异而存在较大差异。如某工程冷却塔处于80米高的屋顶,冷却水为闭式循环系统,而设计者在选择水泵扬程时误高程加进了高程,这样一来所选水泵扬程就高达95m。在选择冷冻水泵时,有的设计忽视了夏、冬两季流量的差异。如某工程夏季空调每小时需要400 立方的7至12摄氏度冷冻水的循环流量,而冬季每小时只需要200立方50到60摄氏度的热水循环量,冬季采暖热水循环量远远小于夏季空调冷冻水循环,可见夏冬季热水泵与冷水泵合用一台是不合适的,应分别设置。
四、结束语
建筑内暖通空调设计方案的优劣直接关乎暖通空调经济效益的优劣和工程项目的成败,而施工设计各个细节处理的是否完善也是关乎整个暖通空调设计的成败,两者缺密不可分、缺一不可。应重视多方案的比较,最终形成合理的设计。对图纸进行严格审查,坚持三审(自审、审核、审定),不流于形式,确保设计质量,减少出错的出现。一个优秀的暖通空调工程设计,不仅要的综合效益最高的方案,还要有设计细节完善的施工设计。
参考文献
[1]徐康泽,刘媛.高层建筑暖通空调设计要点探析[J].科技创新与应用,2013(08).
[2]成瑶.关于高层建筑暖通空调设计的要点分析[J].科学与财富,2013(01).
[3]王俊隽.建筑暖通空调设计及相关问题研究[J].建材与装饰,2012(05).