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摘要：随着社会经济的发展,我们身边出现了越来越多的高层建筑结构。暖通空调的设计作为高层建筑设计的一部分，设计的好坏直接影响到高层建筑的宜居性和节能效率，是社会和城市发展的重要组成部分。也是众多从事暖通空调乃至建筑设计专业技术人员需要面对和亟待解决的难题。
关键词：高层建筑 暖通空调 设计
Abstract: With the development of society and economy, our side appeared more and more high-rise building structure. HVAC design as part of the high-rise building design, the design will directly affect the livability and energy efficiency of high-rise building, is an important part of society and city development. Also many engaged in HVAC and building design professionals need to face and solve problems.
Key words: high-rise building; HVAC design;
中图分类号：TU96+2文献标识码：A 文章编号：
前言
随着城市化的发展，许多大城市多为高层建筑，各种功能类别的高层建筑如雨后春笋般拔地而起，宾馆酒店、商业金融建筑、文体医疗建筑、写字楼、商住公寓楼等等，鳞次栉比。暖通空调是现代化建筑必不可少的重要设施，新的建筑、新的使用功能对建筑设备提出了新的、更高的要求。因地制宜的合理选择能源，提高高层建筑用能系统的效率，在设计出舒适的室内环境的同时又尽可能减少对环境的负面影响，是高层建筑暖通空调设计中必须解决的问题。
一、设计的基本原则
1、确定建筑物的位置、邻近建筑物以及环绕其周围供热、供水、供电等管线的敷设路线与可能的接口地点。这些可视为设计供热入口时的客观条件，也可作为计算负荷时考虑风力、日照等因素的参考。
2、确定层数、层高及建筑物的总高度，否属于高层建筑。按现行的规范规定：10层及1O层以上的住宅；建筑高度超过24m 的其他民用建筑，应遵守《高层民用建筑设计防火规范》里的条款。
3、确定建筑物可容纳人员的数量，使用时段，有无废气排放等，作为计算负荷及划分系统的依据。
4、确定防火分区的划分，防烟分区的划分及防火墙的位置及火灾疏散路线。了解这些问题是设计防烟排烟系统、在什么位置设防火阀门的依据。
二、高层建筑暖通空调系统设计中应注意的问题
根据目前审图部门对暖通空调工程设计，特别是高层建筑暖通空调中提出的一些常见问题，对照设计规范、规定及标准，列举了在系统设计、设备选型、管道布置等几个方面应注意的问题。
1、空调循环水泵的正确设计及选型
我国在空调循环水泵的选型上，普遍有循环水泵容量偏大的问题，其容量往往达到实际需要的2倍，极大推高前期成本和运维成本，究其原因主要是：①设计冷负荷偏大。建筑冷负荷的最大值应为每个房间逐时负荷叠加的最大值。而如果简单地将每个房间的最大冷负荷进行叠加，则导致计算结果远大于实际需求负荷。②计算参数取值过于保守、计算方法有误等因素，导致系统循环阻力计算结果偏大。③净水压力问题。误将净水压力作为循环阻力来计算，结果系统循环阻力计算偏大。④系统水力平衡计算问题。没有精确计算水力平衡，也没有进行全面的调試就投入使用，会造成水力失调。在具体的设计过程中，应该随不同时刻冷负荷及扬程的变化而变化，能够满足不同条件下优化运行的要求，通过对定速泵的台数控制及变频泵的速度调节达到节能的目的，控制方法简单，节能效果明显。
2、供暖设计
根据采暖通风与空气调节设计规范规定，高层建筑暖通入口入户装置热水采暖系统，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。而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，造成设计失误。入口数量应该在考虑开发商后续管理方便的基础上，综合考虑室内供暖系统和室外管线衔接的合理性，不能顾此失彼。
规范规定楼梯间或其他有冻结危险的场所，散热器应由独立的立支管供热，且不得装设调节阀。工程中共用一根立管，一侧连接邻室房间散热器，另一侧连接楼梯间散热器的做法，因密闭性难以得到保证，供暖发生故障，将影响邻室的供暖效果。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。但设计中总存在商铺未单独设置热计量装置，或与住宅采用共用系统，都将对以后使用后引起不必要的麻烦。
采用共用立管系统的高层住宅，设计中要根据系统水力平衡、承压能力、散热设备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。工程上忽略伸缩器设置、未认真校核热膨胀量以决定补偿器的位置、在补偿器上下的位置安装固定支架削弱补偿器作用等会因立管的热胀伸缩拉裂了支管的现象。
3、空调通风设计
空调与制冷技术手册、采暖空调制冷手册等明确给出的旅馆办公类的冷负荷指标为94w/m2～163w/m2，商场类建筑夏季冷负荷的概算指标应为210w/m2～240w/m2。但在实际设计过程中，一般存在两种问题致使空调装机容量偏大。一是由于设计时考虑各种各样的安全系数，从而使单位空调面积的制冷机装机容量大比手册中冷负荷概算偏大，远大
于实际运行中单位空调面积峰值冷量。二是目前在空调系统设计过程中，部分设计人员采用负荷指标估算方法，使得制冷机装机容量普遍偏大，也明显造成初始投资的大量浪费，甚至影响部分负荷下的冷机效率。
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。如某工程冷却塔放置在80m 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将高程加进了水泵的扬程中，致使所选水泵扬程高达95m。有的设计在选择冷冻水泵时，忽视了冬、夏季流量的之间的差异，如某工程夏季空调所需7℃/12℃冷冻水的循环流量是400 m3/h，而冬季所需50℃/60℃热水循环量为200m3/h，可见夏季空调冷冻水循环量要比冬季采暖热水循环量大得多，所以冬夏季冷水泵热水泵应分别设置，合用一台是不合适的。
安全性问题
高层建筑物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、人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全5 个方面的问题，比如空气传染性疾病和有毒有害气体在空调系统中的扩散和蔓延。暖通空调系统的安全性的提高途径要在通过工程设计、设备研制、运行管理、规范和技术措施等诸多方面的改进加以实现。比如设计库房、煤矿和弹药厂房等易燃易爆工程的通风空调系统时，安全性是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，设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全等。
三、空调系统设计难点
在目前的暖通空调设计中, 其设计工作的进行是一种有方向性、全局性的工作模式, 其在设计的过程中不仅仅关系到工程的建筑高度和建筑结构整体性、功能发挥的要求, 更是直接关系到建筑结构的投资、费用以及舒适性等多个要求模式。这种工作的存在一方面影响到建筑工程周围环境和高层的要求, 另外对于建筑美观性和机房的面积等不同参数也提出了新的标准和要求模式。但是在工作的过程中通常都会看到由于在工作的过程中没有进行严格的设计和规划,单凭经验进行施工,这不仅造成了资源的浪费也很难满足整体的功能需求, 所以我们在确定一个工程方案的时候要考虑整体性,系统的考虑到每个细节,
尤其是要统筹的解决设计中的问题, 才能保障项目的顺利实施。
四、设计工作中的细节把握
1、方案阶段应吸收考虑设备工师意见
暖通空调设备的布局是否合理，直接影响到建筑成本和能源利用效率，因此在高层建筑在方案设计阶段，就应吸收设备工程师参加方案设计、充分考虑设备工程师意见。
2、设计前要了解清楚建筑物
高层建筑物各有特点，周围环境更是千变万化,要求每个设计人员在遵守行业规范规程的前提下，在设计的各个阶段对其有足够的了解，不能闭门造车，想当然的套用设计方案。对一个建筑物没有从细节上掌控, 就不可能系统作出的空调设计方案。我们不仅要有对目标建筑物进行足够了解的习惯，更应该有这样的职业操守。这样才能从实用、经济、美观三方面来对目标建筑物的暖通空调设计方案进行提出和修正。
结束语：
暖通空调设计方案的选择是一个直接关系到暖通空调工程项目的成败和经济效益优劣的重要问题，而施工图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，两者缺一不可。应重视多方案比较,作出合理的设计。应坚持三审(自审、审核、审定)制,确保设计(含图纸、计算书)质量,减少出错。一个优秀的暖通空调工程设计，不仅关系到人们的冷暖、健康、安全、工作效果和产品质量，还关系到国家能源安全、资源消耗和环境污染和国家可持续发展。
关键词：高层建筑 暖通空调 设计
Abstract: With the development of society and economy, our side appeared more and more high-rise building structure. HVAC design as part of the high-rise building design, the design will directly affect the livability and energy efficiency of high-rise building, is an important part of society and city development. Also many engaged in HVAC and building design professionals need to face and solve problems.
Key words: high-rise building; HVAC design;
中图分类号：TU96+2文献标识码：A 文章编号：
前言
随着城市化的发展，许多大城市多为高层建筑，各种功能类别的高层建筑如雨后春笋般拔地而起，宾馆酒店、商业金融建筑、文体医疗建筑、写字楼、商住公寓楼等等，鳞次栉比。暖通空调是现代化建筑必不可少的重要设施，新的建筑、新的使用功能对建筑设备提出了新的、更高的要求。因地制宜的合理选择能源，提高高层建筑用能系统的效率，在设计出舒适的室内环境的同时又尽可能减少对环境的负面影响，是高层建筑暖通空调设计中必须解决的问题。
一、设计的基本原则
1、确定建筑物的位置、邻近建筑物以及环绕其周围供热、供水、供电等管线的敷设路线与可能的接口地点。这些可视为设计供热入口时的客观条件，也可作为计算负荷时考虑风力、日照等因素的参考。
2、确定层数、层高及建筑物的总高度，否属于高层建筑。按现行的规范规定：10层及1O层以上的住宅；建筑高度超过24m 的其他民用建筑，应遵守《高层民用建筑设计防火规范》里的条款。
3、确定建筑物可容纳人员的数量，使用时段，有无废气排放等，作为计算负荷及划分系统的依据。
4、确定防火分区的划分，防烟分区的划分及防火墙的位置及火灾疏散路线。了解这些问题是设计防烟排烟系统、在什么位置设防火阀门的依据。
二、高层建筑暖通空调系统设计中应注意的问题
根据目前审图部门对暖通空调工程设计，特别是高层建筑暖通空调中提出的一些常见问题，对照设计规范、规定及标准，列举了在系统设计、设备选型、管道布置等几个方面应注意的问题。
1、空调循环水泵的正确设计及选型
我国在空调循环水泵的选型上，普遍有循环水泵容量偏大的问题，其容量往往达到实际需要的2倍，极大推高前期成本和运维成本，究其原因主要是：①设计冷负荷偏大。建筑冷负荷的最大值应为每个房间逐时负荷叠加的最大值。而如果简单地将每个房间的最大冷负荷进行叠加，则导致计算结果远大于实际需求负荷。②计算参数取值过于保守、计算方法有误等因素，导致系统循环阻力计算结果偏大。③净水压力问题。误将净水压力作为循环阻力来计算，结果系统循环阻力计算偏大。④系统水力平衡计算问题。没有精确计算水力平衡，也没有进行全面的调試就投入使用，会造成水力失调。在具体的设计过程中，应该随不同时刻冷负荷及扬程的变化而变化，能够满足不同条件下优化运行的要求，通过对定速泵的台数控制及变频泵的速度调节达到节能的目的，控制方法简单，节能效果明显。
2、供暖设计
根据采暖通风与空气调节设计规范规定，高层建筑暖通入口入户装置热水采暖系统，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。而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，造成设计失误。入口数量应该在考虑开发商后续管理方便的基础上，综合考虑室内供暖系统和室外管线衔接的合理性，不能顾此失彼。
规范规定楼梯间或其他有冻结危险的场所，散热器应由独立的立支管供热，且不得装设调节阀。工程中共用一根立管，一侧连接邻室房间散热器，另一侧连接楼梯间散热器的做法，因密闭性难以得到保证，供暖发生故障，将影响邻室的供暖效果。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。但设计中总存在商铺未单独设置热计量装置，或与住宅采用共用系统，都将对以后使用后引起不必要的麻烦。
采用共用立管系统的高层住宅，设计中要根据系统水力平衡、承压能力、散热设备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。工程上忽略伸缩器设置、未认真校核热膨胀量以决定补偿器的位置、在补偿器上下的位置安装固定支架削弱补偿器作用等会因立管的热胀伸缩拉裂了支管的现象。
3、空调通风设计
空调与制冷技术手册、采暖空调制冷手册等明确给出的旅馆办公类的冷负荷指标为94w/m2～163w/m2，商场类建筑夏季冷负荷的概算指标应为210w/m2～240w/m2。但在实际设计过程中，一般存在两种问题致使空调装机容量偏大。一是由于设计时考虑各种各样的安全系数，从而使单位空调面积的制冷机装机容量大比手册中冷负荷概算偏大，远大
于实际运行中单位空调面积峰值冷量。二是目前在空调系统设计过程中，部分设计人员采用负荷指标估算方法，使得制冷机装机容量普遍偏大，也明显造成初始投资的大量浪费，甚至影响部分负荷下的冷机效率。
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。如某工程冷却塔放置在80m 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将高程加进了水泵的扬程中，致使所选水泵扬程高达95m。有的设计在选择冷冻水泵时，忽视了冬、夏季流量的之间的差异，如某工程夏季空调所需7℃/12℃冷冻水的循环流量是400 m3/h，而冬季所需50℃/60℃热水循环量为200m3/h，可见夏季空调冷冻水循环量要比冬季采暖热水循环量大得多，所以冬夏季冷水泵热水泵应分别设置，合用一台是不合适的。
安全性问题
高层建筑物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、人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全5 个方面的问题，比如空气传染性疾病和有毒有害气体在空调系统中的扩散和蔓延。暖通空调系统的安全性的提高途径要在通过工程设计、设备研制、运行管理、规范和技术措施等诸多方面的改进加以实现。比如设计库房、煤矿和弹药厂房等易燃易爆工程的通风空调系统时，安全性是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，设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全等。
三、空调系统设计难点
在目前的暖通空调设计中, 其设计工作的进行是一种有方向性、全局性的工作模式, 其在设计的过程中不仅仅关系到工程的建筑高度和建筑结构整体性、功能发挥的要求, 更是直接关系到建筑结构的投资、费用以及舒适性等多个要求模式。这种工作的存在一方面影响到建筑工程周围环境和高层的要求, 另外对于建筑美观性和机房的面积等不同参数也提出了新的标准和要求模式。但是在工作的过程中通常都会看到由于在工作的过程中没有进行严格的设计和规划,单凭经验进行施工,这不仅造成了资源的浪费也很难满足整体的功能需求, 所以我们在确定一个工程方案的时候要考虑整体性,系统的考虑到每个细节,
尤其是要统筹的解决设计中的问题, 才能保障项目的顺利实施。
四、设计工作中的细节把握
1、方案阶段应吸收考虑设备工师意见
暖通空调设备的布局是否合理，直接影响到建筑成本和能源利用效率，因此在高层建筑在方案设计阶段，就应吸收设备工程师参加方案设计、充分考虑设备工程师意见。
2、设计前要了解清楚建筑物
高层建筑物各有特点，周围环境更是千变万化,要求每个设计人员在遵守行业规范规程的前提下，在设计的各个阶段对其有足够的了解，不能闭门造车，想当然的套用设计方案。对一个建筑物没有从细节上掌控, 就不可能系统作出的空调设计方案。我们不仅要有对目标建筑物进行足够了解的习惯，更应该有这样的职业操守。这样才能从实用、经济、美观三方面来对目标建筑物的暖通空调设计方案进行提出和修正。
结束语：
暖通空调设计方案的选择是一个直接关系到暖通空调工程项目的成败和经济效益优劣的重要问题，而施工图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，两者缺一不可。应重视多方案比较,作出合理的设计。应坚持三审(自审、审核、审定)制,确保设计(含图纸、计算书)质量,减少出错。一个优秀的暖通空调工程设计，不仅关系到人们的冷暖、健康、安全、工作效果和产品质量，还关系到国家能源安全、资源消耗和环境污染和国家可持续发展。