超高层建筑暖通设计方式探讨

邱宁辉

摘要：为顺应时代发展，超高层建筑数量显著增多。与常规低层建筑相比，超高层建筑施工工艺更为复杂，并且施工难度系数更高。超高层建筑工程规模大，可容纳人员数量多，其承载功能更加丰富，在一定程度上反映了当地城市发展现状。在超高层建筑设计过程中，暖通系统设计十分重要，暖通系统设计质量不仅关乎人们生活舒适度，还关乎超高层建筑整体质量。对暖通系统进行科学合理的设计，可以达到节能降耗的效果。

关键词：超高层;建筑;暖通;设计

随着我国经济及科学技术的不断发展，许多先进的技术及设备被应用到超高层建筑中。暖通空调作为超高层建筑工程设计中不可或缺的一部分，其能耗占建筑总能耗比较大，所以选择合理的设计方案、设备来降低暖通空调能耗，为用户提供可靠的暖通效果，提升用户日常生活环境的质量。

1超高层建筑暖通系统设计原则

1.1节能降耗原则

因为超高层建筑年均暖通空调能耗量巨大，所以节能降耗是其主要施工目标。资料显示，超高层建筑暖通系统能耗约占建筑总能耗的30%以上，可见超高层建筑能耗量巨大。为响应国家号召，工程施工需要遵循节能降耗的原则：一方面，可实现资源最优化利用的目标;另一方面，可以降低污染物排放，为净化城市空气环境奠定基础。

1.2健康舒适原则

暖通系统的作用是调节室内温度，让室内夏凉冬暖，提高室内舒适度。因此，暖通空调设计应遵循人性化设计原则，利用环保无公害的施工材料，把提高人们的舒适度作为施工主要方向，为人们创造健康的居住环境。

1.3自然原则

自然原则可理解为节能降耗的一个分支。所谓自然原则，就是充分利用自然资源，利用地热能、风能等能源，将此类能源作为超高层建筑暖通系统的一部分，降低能源消耗。在超高层建筑暖通系统设计过程中，设计人员应以自然原则为基础，有效利用可再生资源，用地热能取代一部分电能，在节约成本的同时，提高经济收益。

2超高层建筑暖通空调的设计

2.1太阳能技术应用

太阳能是人们较为熟悉的一种清洁能源，随着太阳能技术的不断成熟，在绿色建筑暖通空调设计应用中，太阳能技术也发挥了重要价值。在暖通空调系统中，基于太阳能的特点，可以增加集热器功能结构。集热器可以联合暖通空调外部主机对太阳能进行收集，通过太阳能电池板等实现太阳能储备。在暖通空调应用中，通过太阳能电池板转化和提供能源，经过集热器来利用太阳能对暖通空调中的水循环系统进行加热，将冷水转化为热水，从而满足暖通空调散热加温的需求。太阳能在暖通空调绿色设计方面的另外一个应用途径，就是可以通过太阳能板将太阳能转化为电能，这个转化过程只需要基于太阳能技术来完成，对生态环境没有污染和影响。转化后的电能可以为暖通空调运行提供电力支持，满足绿色建筑使用目的。

2.2地源热泵的应用

地源热泵是一种较为新颖和先进的暖通空调能源技术，在基于绿色建筑理念的方针指引下，在暖通空调设计方面需要重视这些新能源的运用。地源热泵是将地下热能进行采集和传输的方式。地心热能是一种清洁能源，而且无需像传统能源那样消耗煤炭等资源，也无需进行能源形态的转化。如传统的电能需要进行煤炭燃烧，将燃烧热能转化为电能，这个过程中就会涉及环境污染情况。地源热能在转化为电能时不需要燃烧，只需要基于转化设备，就可以为建筑暖通空调提供充足的能源支持。地源热泵技术在暖通空调设计应用方面，还具有较强的取热和散热效果。在冬季采用暖通空调进行室内温度加热时，地源热泵可以直接提供热能支持，这个过程简化了能源转化环节，从地源热泵传输至暖通空调的热能可以直接被利用，这个过程有效地降低了对传统电能的消耗，实现了绿色节能的应用目标。地源热泵可以与空调循环水结构结合，通过热量来将冷水转化为热水，形成快速便捷的热源模式转变。在设计暖通空调时，还可以综合考虑到空调系统制冷和制热的需求，在空调系统中增加一个冷却塔结构，与地源热泵结构实现联动作用，冷却塔可以在地源热泵运行工作中，基于实际情况控制和调整热源，可以较好地降低空调制冷的压力。地源热泵在夏季需要制冷时，可以通过暖通空调将室内的热量排放到地下，从而可以在不影响生态环境的情况下实现暖通空调的功能。

2.3冰蓄冷系统应用

暖通空调制冷系统是核心结构，在空调制冷功能方面发挥重要作用。冰蓄冷技術是利用夜间电网低谷时间，将冷媒制成冰将冷量储存起来，白天用电高峰期融冰，将冰的相变潜热用于供冷的成套技术。在绿色暖通空调设计应用中，利用这一技术原理，可以降低暖通空调在用电高峰时消耗电力能源。这种蓄冷技术在制冰和用冰的过程中，能源消耗是非常少的，可以缓解在用电高峰时造成的用电压力。在夜晚用电低谷时，通过进行冰蓄冷运行，可以有效提高晚间电能利用率。电力生产是持续进行的，晚间电能消耗较少，就会造成能源的极大浪费。暖通空调的这一设计，可以实现能耗转移，提高电力能源供需平衡，也是一种节能体现。

2.4变频调速技术应用

暖通空调在运行中，可以通过合理进行变频调速，使能源消耗与实际的运行需求相匹配。传统的固定频率暖通系统中，空调会基于一个频率消耗能源，但由于暖通空调制冷、制热以及通风状态下，频率速度是有所差异的，固定频率就会造成一部分能源的没有被利用，导致能耗浪费。变频技术可以在暖通空调设计中，与空调符合情况进行结合，通过对空调运行负荷的监测来自动调频。这就需要在暖通空调设计应用中增加一个变频电机，该电机可以在暖通空调运行负荷较低时调整电机速度，进而可以控制送风量和制热制冷程度，降低能耗量，实现绿色设计应用目标。

3结语

综上所述，现阶段，超高层建筑的数量与规模都在不断增加，逐渐发展成为当前建筑技术的主流。随着我国人民群众的物质生活水平的进一步提高，人们对于现代超高层建筑的安全及其舒适度的要求也愈加严格，暖通系统的安全设计及制造工艺已经作为现代超高层建筑保护室内环境的一个重要组成环节，也是一个非常重要的技术环节，它的应用发展状态在很大程度上直接影响到了超高层建筑的应用。

参考文献

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[2]曲直.超高层建筑暖通空调系统设计问题研究[J].冶金丛刊，2019，4（15）.

[3]冯庆祥.关于超高层建筑暖通设计的重点与难点探讨[J].科学与财富，2019（5）.