高层综合建筑暖通空调系统设计与节能的探讨

黄健敏

摘要：随着高层综合建筑的快速发展，暖通空调系统对于提升高层建筑的空气质量起着重要的意义。同时暖通空调节能设计也是人们关注的重点。本文根据实际工作经验，对高层综合建筑暖通空调系统设计与节能措施作进一步的探讨。

关键词：高层综合建筑；暖通系统设计；节能

1高层综合建筑暖通空调系统设计原则

（1）生活舒适原则

具有舒适的生活环境，是人们选择建筑的主要因素之一，同时，光、色、声也是选择生活环境的重要因素。为此，设计人员在设计暖通空调系统的时候，必须予以充分考虑，让人们可以在心理上感觉到舒适，增加一些暖色设计，适当降低室内温度，减少能耗。

（2）整体局部原则

一般而言，集体供暖效应要远远大于个人供暖。集体供暖不仅可以有效提升每个房间的温度，还可以实现能源节约。为此，在选择建筑的时候，集体供暖也是一项重要的考虑因素。然而，需要注意的是，每个房间的温度是能够自由调配与控制，不可以出现“一把抓”的现象。

（3）节能原则

随着社会经济的快速发展，能源、环境问题越来越突出，建筑暖通空调系统设计受到了人们的高度重视。所以，在设计暖通空调系统的时候，设计人员必须重视管路系统的设计，达到简单化、科学化的标准，减少管材使用量，降低设计成本。除此之外，设计人员也可以加强对湿度、温度、风速、劳动强度等方面的控制，制定适合的比例，实现环保节能目标。

（4）合理利用室内通风量原则

在暖通空调系统设计中，合理利用室内通风量，是改善室内空气品质的重要手段。室内通风不仅可以净化室内空气，还可以排出空气中存在的尘埃、杂质等，有效改善了人们的生活环境，对环保节能目标的实现有着积极意义。

2高层综合暖通空调设计的难点

高层综合暖通空调设计需要考虑多方面的影响因素，其主要的技术难点如下：

2.1在建筑居住环境中，供暖供热等方面的需求是必不可少，因此必须采用单独的热源来满足多方面的需求。同时，由于空间分配紧張，需要在屋顶或者地下室中建设锅炉房，这样就需要仔细考虑建筑环境中热源的布局问题。

2.2通常情况下，高层综合建筑对高度要求较高，这也加大了供暖体系在纵向上的设计难度。并且整个供暖系统不同于多层建筑的设计方式，系统的水静压力更大，需要重新部署室外管网的施工设计，加大了设计难度。

2.3由于高层综合建筑空间高大，室内空气上下温度差别较大，应结合建筑的装修布局方式对送风方式进行合理设计，通过调节空调风速和送风量，确保室内温度适宜。

3空调系统优化设计

近年来，随着经济建设的快速发展，综合高层建筑的需求越来越大，而对建筑中空调系统的优化设计也越来越重要。空调系统产热能力高，如果无法及时将产生的热量排出到建筑外，就会严重影响到空调系统的运行。因此应对空调系统进行合理设计，通常的做法是利用水环热泵空气调节系统将热量转移，这种方法成本低且散热效果好。此外，空调系统分为开式系统和闭式系统两种，开式系统中水与外界环境有接触，容易造成热量流失，并且造价费用高；闭式系统不与外界空气接触，不会让外界释放能量，在设计空调系统时充分考虑二者的利弊与自身需求，选择合适的系统。并且，由于大空间建筑面积大，空调系统的覆盖面积也相应增大，对空调系统管径回路的设计直接决定了运行成本，因此可以采用双级泵系统降低系统成本。

4高层综合建筑暖通空调设计与节能

在节能型建筑中，空调的自身耗能在建筑耗能中的比例是比较大的，使空调的自身能耗降低是建筑暖通设计中重要的环节。由于在较大面积的建筑主体中，空调和空调系统的服务半径相对较大，因此，减少空调自身能耗对于节能的作用是十分大的。由于空调系统可以分为冷热源、空调风系统和水系统三个方面。因此，空调的节能降耗可以从这三个方面入手。

4.1冷源和热源方案。在空调系统中，冷热源的选取主要是根据建筑的自身结构和所处的地理位置来确定的。在高层综合建筑中，冷热源一般采用电力型或是燃气型压缩式的制冷机，或者是吸收式以及直燃式冷热水机组。对冷热源方案进行确定时，需要充分考虑建筑周围的环境，若建筑所在的地区已经有足够多的供冷或供热设施时，就需要相应的减少冷热源的建设数量，保证冷热源建设的经济性。此外，还需要对建筑自身的结构特点进行分析，保使冷热源的建设不会对建筑的整体造成损害，保证冷热源方案的安全性。

4.2空调风系统。由于在冬季，空调服务内外分区的冷热温度一般差别较大，针对此问题，可以将空调的服务区域划分为供冷的内区和进行供热的周边区两个区域。充分利用冬天室外温度较低，可以很好地作为冷源来给内区供冷，在保证空调供冷效果的同时，节省了空调的运行费用和能源消耗。另一方面，针对空调风系统的特点，可以采用变频风机来减少电能的损耗。通过变频风机将风门完全开启，使空调的运行转速降低，减少运转速度过快对设备的冲击。从而在减少电费支出的同时，可以减少空调的损耗和维修费用。同时变频风机的应用还可以很好地满足空调机组对于风机高稳定性和安全性的要求，增强空调使用的安全性和持久性。空调系统的优化和节能除了上述两个方面以外，还可以采用独立送新风系统，在过渡季节对自然风进行充分的利用。由于自然风具有较高的空气品质，同时自然风送风系统的应用还可以减少空调主机运行时间，延长空调寿命。在过渡季节，制冷主机不开启情况下，调节风阀，控制新风量，控制加湿量使用户得到舒适的环境，降低过渡季节空调系统运行费用。

4.3空调水系统。针对空调水系统，首先要将水系统进行分区，一般情况下分区的方式有两种，一种是根据水系统承受的压力来分区，另一种是按照按承压能力分区来进行的水系统分区。在对水系统进行分区时，需要综合考虑空调制冷设备以及管道和附件的承载能力，避免系统压力超过了承载范围，而导致系统泄漏现象的发生。此外，为了进一步减少空调自身耗能，可以采用变频技术，使空调水系统根据动态负荷变化规律来对水量进行调节。由于在空调系统中，水泵的耗能占到了总耗能的百分之二十，因此，采取变频技术可以大大降低水泵的耗能，从而减少空调的整体耗能，达到节约资源的目的。

4.4其他措施。由于暖通空调的能耗中有很大的比例是由空调冷热负荷以及系统配置所决定的，因此，对空调的负荷进行确定是暖通空调节能的关键环节。针对此问题，需要在大空间建筑中对建筑的位置以及内部的墙面、门窗等进行良好的布置，包括建筑材料等。同时对建筑围护结构热工相关的性能进行提升，将建筑物和周围环境作为一个整体进行综合考虑。在空调系统线路设计方面要做到简便科学，在保证空调系统性能的同时，尽量的减少材料损耗，以达到节约能源的目的。

5结语

总之，高层综合建筑暖通设计直接关系到建筑设计的成败，也直接影响建筑暖通空调系统建设的质量。因此，在设计暖通空调系统过程中，一定要对建筑使用功能进行充分考虑，并采取有效的设计、管理措施，实现暖通空调系统设计的合理性、科学性，提高建筑使用的社会、经济效益，并进一步实现节能工作。

参考文献：

[1]陈静娟.高层智能化建筑办公楼暖通空调系统设计[J].城市建设理论研究（电子版），2011（32）

[2]赵磊，张伟.大型商业建筑暖通空调设计方案比较的一些问题[J].科技传播，2010（12）