建筑暖通设计中存在的问题及措施

刘子琛

北京市建筑设计研究院 北京 100000

引言

随着城市化进程的不断深入，城市居民数量越来越多，但是土地资源有限，这就导致了高层建筑逐渐成为城市的首要建筑选项，城市朝着高层方向发展，满足了人们的生活需求和工作场所需求。在进行高层建筑设计时，一定要重视居住体验的优化设计，提升建筑物整体使用体验。对建筑物的空调和通风能力进行优化，确保建筑物内的空气质量和温度能满足居住所需，为居住者提供良好的居住环境和办公环境。在进行具体的设计时，设计人员要根据具体的设计规范来进行暖通空调的设计工作，设计方案的开展要结合土木建筑工程和后期业主装修方案，避免影响房屋建筑的安全性和装修需求。

1 建筑暖通设计中存在的问题

1.1 通风问题

高层建筑通常是封闭式建筑，因此建筑物内部的通风换气能力较差，内部通风质量也会在一定程度上影响暖通设计。在进行暖通空调设计时，设计者要对建筑物内部通风有良好的把握，充分规划建筑物内部通风问题，提升空气流动能力，缓解通风问题。除此之外，不合理的空调设备或者不合理的保温手段都会造成通风不畅的问题。例如，常见的玻璃棉外墙保温虽然具有较强的建筑墙体保温效果，但是不能对冷冻水管起到很好的保温作用。

1.2 暖通设计内容不符合相关标准规范

在进行供暖设计时，经常出现供暖的入口设计不合理的情况，这样就导致了建筑物损耗了大部分的热量，不够节能环保。在进行通风设计时，设计师应该对建筑所在地的风向、风速和太阳光照射情况进行充分的调查和了解，以此来避免建筑通风能力不满足要求这一问题。如果还不到要求，这样不仅浪费了一部分的能源，更造成了建筑运行成本上升。对于建筑物来说，工程防火是保证居住者和建筑所有者生命财产安全的重要手段之一，但是在建筑暖通设施进行时，由于施工人员的施工方式不合理，就有可能出现风管从防火墙穿过或者从变形缝中间穿过，但是没有设置相应的补偿装置和防火套管，以此酿成的惨剧数不胜数。建筑通风设计需要考虑风口的风阻值，还要确定风机的安装位置，如果设计不合理或者施工不到位，就可能造成建筑通风系统失灵，引发安全事故。在建筑供暖设计中，管道坡度问题也是一项重要的设计要点。

1.3 没有充分考虑施工情况

设计师在进行暖通设计施工时，应该充分考虑施工合理性，很多施工人员都会选择较为简单的施工方法，但是暖通设计岗位由于不参与施工建设，无法获知施工现场的实际情况。由于设计单位不参与施工建设，在进行系统设计时只按照有关设计规范进行设计，不能详细地掌握现场情况，有可能会造成施工难度的增加，还会在一定程度上增加施工成本，影响整体的施工效果。因此，在进行施工时，系统设计人员应该定期到施工现场指导施工作业的进行，及时调整施工作业。

1.4 没有正确安装变频控制器

为了实现节能减排的目的，我们选择变频空调作为暖通系统的主要设备。为了在一定程度上提升变频空调的节能效果，我们选择用变频控制器。由于空调的运行时间比较规范，所欲运行负荷不够稳定，再遇到特殊情况的时候会停止使用。所以现阶段的变频控制器不仅消耗很多能量，并且造价较高[1]。

2 建筑暖通设计措施

2.1 设计冷热源方案

设计人员应该详细掌握建筑所在地周围的情况，掌握建筑物附近的冷热源供给站设置情况，将相关数据进行分析之后来进行冷热源方案的设计工作。我国现在可以采用的冷热源方案主要有：

第一，耗电制冷+工业余热的冷热源供应方案。这样的冷热源供应方案虽然设备占地面积较大且前期投资成本较高，但是其运行费用较低。由于利用工业余热作为热源供应源，因此，具有良好的环保性和节能性。如果建筑附近设置有市政热力管道，则可以将市政热源作为热源供给。

第二，水源热泵供给系统。水源热泵供给系统的整体噪音较小，供热设备占地较小且具有较高的能效比。由于水源热泵是将地下水作为冷热源输入源，所以几乎没有环境污染，且不需要电能来参与制热或制冷，耗能程度相比空调降低了约70%。由于水源热泵的可靠性和工作效率较高的特点，水源热泵近年来在我国收到广泛关注。

第三，电制冷加锅炉房制热。电制冷加锅炉房制热是我国较为常用的冷热源供给方案，在我国北方的大部分地区普遍使用这种方案作为冷热源供给方案。热力锅炉房的占地面积较大，热力锅炉前期的投资较高，后期运行费用属于中等水平，节能性也属于中等水平，但是因为通常使用燃煤作为燃料，环保性极差。

2.2 暖通系统的优化控制

根据我国的当前情况，智能化住宅和智能化建筑是未来建筑工程的发展方向。特别是5G时代物联网技术的加入，使建筑进入大数据时代，建筑物大数据也为建筑暖通系统在线实施客制化优化提供了可能。我们的从业人员通过对前期机电设备的优化设计，来达到暖通供热系统的节能化改进，更能促使建筑整体系统根据不同的使用需求来进行系统的优化升级，实现建筑暖通设计的智能化改进。在暖通设计中加入智能控制系统和能源计量管理系统，来保障建筑暖通工程的节能效果，进一步贯彻落实可持续发展国策。智能化控制系统的加入还能实现建筑物内空气温度、湿度、空气质量和空气流动速度等多指标参数的自动调节，在确保建筑使用者的舒适性要求的同时，还能提升暖通设备的运行稳态，提升设备使用寿命。

2.3 按照专业规范要求开展设计工作

设计人员在进行设计建筑暖通系统时，要将设计方案的质量作为第一要务。建筑暖通系统是个极其复杂的系统，设计人员应该将其细化为供暖、换气、空调制冷几个组成部分，将每个部分的设计工作都按照合理的设计规范来进行专业设计工作。按照专业的设计规范来进行设计，可以提升整体的设计质量和系统协调性，高质量的前期设计方案更能在一定程度上为后续施工提供便利。

2.4 优化设计通风系统

现观我国暖通空调设计工作中，使用效率最高的通风系统方案，就是将外界的环境自然风通过采风口引入到建筑物内部，再通过新风竖井将外界的环境风送到主风机中，建筑通过风机将外界的环境风统一送到建筑物内部，加强空气流通性能。这就要求多个不同的机电设备互相协作，完成送风作业。这样的送风系统也需要进行统一的设备管理。设计人员还要注重建筑消防系统和暖通系统的设计应用[2]。

2.5 防烟系统设计

相关工作人员在设计高层建筑物的暖通系统时，防烟系统是一项重要的设计内容，设计人员应该进行防烟系统的优化设计。设计人员要在建筑物进行防烟设备的布置，例如在没有窗户或者空气流通较差的密闭空间内，要进行余压阀设置工作，确保防烟系统的正常工作效能，实现更加高效的风力输送能力。

2.6 加强能耗传输的设计

在进行暖通空调地节能设计时，我们的设计人员在进行调研中发现，暖通空调的很大一部分能源都损失在热源传递过程中，同时，建筑物内部的环境温度以及建筑物的密封程度也会对保持温度所耗费的空调能源造成很大的浪费。为了尽量加强暖通空调的节能效力，我们在做好建筑物外部的保温工作时，还要根据居住者对建筑内部的空气湿度和空气温度等方面的需求，来做好空调暖通系统的管理工作，同时还要结合信息电子技术和网络技术的发展并将其与暖通系统有机结合，将信息化手段应用在暖通空调的使用情况分析工作上，使用先进的电子监测技术来进行对空调系统的实时运行监测。后台人员通过对数据的分析来掌握设备的运行情况，及时发现设备运行问题，找出可以进行节能优化的使用节点，进行精准节能优化，有效提升能源使用的有效性和合理性，进一步提升节能效果。

2.7 空调负荷设计要点

在进行暖通空调系统的负荷计算时，对于不同类型的建筑物，有不同的冷负荷参数，但是在实际的设计工作中，常常会存在工程设计方案与建筑的空调实际装机量不符，这样就导致建筑物安装设备空调成本的增加，出现这样问题的原因主要存在于以下几点。

第一，工作人员在进行设计时，只将单独的系统负荷指标进行了考虑，这样的设计工作导致了系统制冷装置的装置容量结果偏高，造成系统安装成本增加，并在一定程度上提升了系统能耗，严重减弱了系统冷机效率。

第二，工程设计人员在进行暖通系统参数设计时，如果将多种安全系数考虑在内，就会使暖通空调的单位制冷能力不能满足设计规范，导致系统冷负荷计算错误，这样就导致了系统在运行时的制冷风量超出需求指标。

综合全局来看，建筑负荷的持续时间较短，但是冷机的负荷率在全年的很多时间段都处于较低状态。这种情况的出现就要求设计人员根据空调负荷计算书来进行设备的选择，以满足建筑日常所需[3]。

3 选择空调系统的具体类型

风量一定的全空气空调系统、新风空调系统和分体式传统单元式空调是较为常见的三种空调系统。这三种空调系统各有特点，我们在进行空调设备选择时应根据不同的使用场景和使用需求来进行选择。定风量空调系统在夏季时，不能满足室内湿度调节需求，因为其在夏季的工作过程是将新风与回风的混合空气送入建筑物内，但是新风部分没有经过冷却除湿处理，当室外的空气湿度较大时，就不能满足室内的空气湿度调节需求。因此，定风量全空气空调不能满足室外温度超过25℃时室内的使用需求，因此，夏季冷风的露点低于单风道，最小新风占比不超过总量的35%～40%，最大限度减少送风湿度。新风空调系统的主要特点是风管系统体积较小，如果直接将风管系统安装在室内，就可以不再安置送风和回风管道，这样的空调模式可以实现建筑物内各房间根据自身的需求来进行新风温度和新风湿度的调节，具有更好地客制化使用体验。

3.1 深化应用先进成熟科学技术

建筑暖通节能设计具有十分重要的作用，因此这就要求设计人员在进行建筑暖通设计和施工人员将暖通设计进行施工落地时，要将可以实现的先进技术进行整合、分析、实现，通过建筑需求和建筑居住者的个性化需求，来进行高水平技术的选择应用，但是在进行技术整时要注意避免出现求全求多的理念，避免产生其他意义上的资源浪费。目前的建筑暖通设计技术包括：余热利用循环技术、地源热泵技术以及流量调节技术。随着这样的新技术被越来越多地应用在新式的暖通空调系统中，我们的暖通空调就能达到事半功倍的效果。因此，建筑暖通设计与相对成熟的科学技术相结合，是未来建筑暖通设计的必然趋势，我们要将视角放在更远的未来，进一步实现建筑暖通设计的跨越式发展。

4 选取方案原则

建筑暖通设计工作中，设计师所提出的各种设计方案都应该满足实际需求和施工可行性，还要兼顾美观、性能和节能，做到三者有机平衡。设计者要充分考虑设计落地的可行性和必要性，避免因为一味地追求新型节能技术或者新型的设计方案而忽略了施工成本。要针对建筑所处的气候特点、地形地势特点来进行建筑暖通设计，因地制宜的找出最合适的建筑暖通设计方案，要从使用者角度出发，满足客户的个性化和需求。

5 结束语

结合上文，为了进一步促进我国建筑暖通行业的发展，提升我国建筑工程的使用舒适程度和居民居住品质，我们要不断地提升建筑暖通设计质量，在设计阶段就将全局进行考虑，减少复工概率。结合我国目前建筑暖通建设行业存在的弊端，我们要深入分析暖通设计要点，并对设计弊端进行优化改良，以提升建筑暖通设计的设计质量，便于后期施工的开展和居住者的使用，从根源上提升建筑暖通的施工质量，促进建筑的宜居性。