試論實驗室建設(shè)中暖通系統(tǒng)空調(diào)設(shè)計及應(yīng)用
發(fā)布時間：2021-09-24來源：上海鑫睿實驗室系統(tǒng)工程供應(yīng)商
在暖通空調(diào)系統(tǒng)的整個生命周期中，方案設(shè)計是其中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它決定著系統(tǒng)后續(xù)工作的順暢性與可行性。本文主要針對高層建筑中暖通空調(diào)的設(shè)計方案展開討論，首先闡述采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)的內(nèi)涵，對暖通空調(diào)概念進行解釋；做好設(shè)計前的準(zhǔn)備工作，總結(jié)提高暖通空調(diào)設(shè)計方案經(jīng)濟性、適用性的幾點建議，并提出幾點注意事項。
一、采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)的內(nèi)涵
所謂采暖即供暖，是指向建筑物內(nèi)提供熱量，提高室內(nèi)的溫度并進行保持;通風(fēng)則是指將室外新鮮空氣、新風(fēng)通入室內(nèi)，將建筑物室內(nèi)空氣置換出去，從而對室內(nèi)空氣品質(zhì)進行改善;而空氣調(diào)節(jié)則是對建筑物內(nèi)某個空間的室內(nèi)溫濕度、空氣的潔凈度以及空氣的流動速度加以控制、調(diào)節(jié)，即我們?nèi)粘Ｋv的空調(diào)。空調(diào)系統(tǒng)可以全面控制建筑的熱濕環(huán)境與空氣品質(zhì)，其包含部分采暖功能與通風(fēng)功能，而暖通空調(diào)即是將這三種空氣調(diào)節(jié)需求結(jié)合在一起的簡稱。
二、暖通空調(diào)設(shè)計方案前工作內(nèi)容
在制定暖通空調(diào)設(shè)計方案前為了保證其后續(xù)的使用效果，設(shè)計方案前的一些工作不可忽略，從而保證設(shè)計方案的適用性、經(jīng)濟性與美觀性。通常來講方案設(shè)計前的工作主要包括以下幾點：
第一，了解清楚某幢高層建筑在項目總圖中的具體位置，確定四鄰建筑、周圍供熱、供水以及供電管線的敷設(shè)方式，并分析可能的接口點。其主要目的是為建筑暖通空調(diào)設(shè)計供熱入口提供客觀條件，并且在負荷計算過程中風(fēng)力、日照等參數(shù)的選擇也可以以此為參照，并且結(jié)合主要入口的朝向可以將大門的做法確定出來。
第二，了解建筑物中常態(tài)情況下人員的數(shù)量、暖通空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用時間等，并了解是否會產(chǎn)生廢氣排泄，在負荷計算以及系統(tǒng)劃分時可以以此為參考。
第三，對于高層建筑來說，要對其層數(shù)、層高以及整個建筑的總高度進行詳細了解，建筑高度大于24m的建筑即為高層建筑，設(shè)計方案還要參照高層建筑相關(guān)防火規(guī)范的條款內(nèi)容。
第四，劃分防火分區(qū)與防煙分區(qū)，確定防火墻的具體位置與火災(zāi)疏散的路線，其主要作用是為后續(xù)防煙排煙系統(tǒng)設(shè)計提供參考，確定設(shè)置防火閥門的位置。
第五，要充分了解建筑的結(jié)構(gòu)方案，確定剪力墻的位置，并分別了解屋面與外墻的具體做法。
第六，選擇空調(diào)機房的建設(shè)位置、冷卻塔的位置，進一步明確電源、儀表室、水泵房、熱力點等各關(guān)鍵點的位置。
三、提高暖通空調(diào)系統(tǒng)適用性與經(jīng)濟性的策略
(一)要求設(shè)備工種參加方案設(shè)計
如果在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計階段僅僅依靠建筑工程師進行方案設(shè)計，則可能會導(dǎo)致建筑方案忽略了設(shè)備空間的考慮，從而為設(shè)備設(shè)計帶來困難，比如機房位置設(shè)置不合理，拉遠風(fēng)道，不僅增加工程成本，而且通風(fēng)效果也會受到影響;或者排風(fēng)口與進風(fēng)口擠在一起，與相關(guān)規(guī)定要求不符;或者將機房設(shè)置在管道夾層中，設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的噪聲與振動會對上下層產(chǎn)生影響，且消聲減振的成本也會增加等等。
(二)設(shè)計方案要考慮節(jié)能問題
在暖通空調(diào)系統(tǒng)實際設(shè)計過程中，在計算空調(diào)負荷時不能只采用單一的、簡化的計算模式，并且也不能只是重于單位面積冷負荷的計算，即不得根據(jù)工程師的個人經(jīng)驗憑想象設(shè)計。還有一些建筑項目暖通空調(diào)系統(tǒng)是由施工單位自身設(shè)計施工的，在測算暖通空調(diào)的設(shè)計負荷時套用的是家用空調(diào)的應(yīng)用范圍等；此外很多設(shè)計人員對所計算的負荷屬于末端負荷或是主機負荷并未將使用系數(shù)綜合考慮進去，無法明確系統(tǒng)冷量是否需要根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模進行增減，也未將設(shè)備配置、運行的經(jīng)濟性考慮進來等等。這種不全面的設(shè)計方案勢必會影響到暖通空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性。因此在實際設(shè)計過程中要將節(jié)能理念始終貫穿其中，充分考慮暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案的經(jīng)濟性。
(三)保證設(shè)計方案的可行性與可靠性
提高設(shè)計方案的可行性，首先要求其能夠滿足使用要求。保證設(shè)計方案與國家、地區(qū)的相關(guān)法規(guī)、工程規(guī)范要求相符，包括環(huán)保要求；設(shè)計方案可以滿足供電、供氣、供水與供熱等功能需求，并且要充分考慮這些條件長期的、動態(tài)的情況。例如如果采用水源熱泵設(shè)計，則要充分了解工程所在地的地質(zhì)情況、地下水資源情況、冬季與夏季冷熱負荷不均衡問題等，全面分析設(shè)計方案的全年工況，以保證暖通空調(diào)系統(tǒng)處于全年室外氣象條件下均有較好的適應(yīng)性。如果某些系統(tǒng)受條件限制無法采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，則要進一步明確非標(biāo)設(shè)備的參數(shù)要求。
(四)要考慮后續(xù)的維護操作
通常都是根據(jù)全年最不利的氣象條件確定暖通空調(diào)系統(tǒng)的容量，因此要求系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性能要好。在暖通空調(diào)系統(tǒng)投入使用后，要求其維護操作的便利性要高，提高系統(tǒng)的自動化程度，從而降低管理成本，減少系統(tǒng)維護人員的數(shù)量與勞動強度。考慮建筑項目的實際情況，綜合其技術(shù)經(jīng)濟性來確定暖通空調(diào)系統(tǒng)是否需要設(shè)置自動控制功能。對于高層建筑而言，通常只在季節(jié)轉(zhuǎn)換時需要操作的閥門，最好不要設(shè)計自動控制;但是有些高層建筑各部分可能會出租給不同的使用單位，其使用時間會存在差異，因此要充分考慮各部分管理控制與運行成本需要分開統(tǒng)計的要求。
(五)加強經(jīng)濟性的比較分析
在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計階段可能會產(chǎn)生多個設(shè)計方案，除了按上述內(nèi)容比較其可行性以外，還要充分考慮設(shè)計方案的經(jīng)濟性，基于同樣的設(shè)計要求、應(yīng)用環(huán)境、設(shè)備檔次、能源價格，對其舒適、美觀以及經(jīng)濟性進行比較分析，從而提高暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案的科學(xué)性與合理性。在分析設(shè)計方案的經(jīng)濟性過程中，要充分考慮系統(tǒng)投資、運行成本以及設(shè)備的生命周期，比較方案的經(jīng)濟性時要以同樣的使用周期為標(biāo)準(zhǔn)，不能只是簡單的比較設(shè)備報價。如果建筑項目同時要求具備供暖與空調(diào)的要求，還要分析冬、夏設(shè)備的綜合利用問題，綜合比較冬夏的經(jīng)濟性等。
四、設(shè)計方案的其它注意事項
在方案設(shè)計過程中還要注意其它幾點：
首先，并非在設(shè)計方案中采用最新的技術(shù)就是最好的。很多設(shè)計方案未結(jié)合工程的實際情況，盲目追求新技術(shù)的應(yīng)用，甚至以此為賣點吸引客戶，但其實方案自身均有特定的適用條件與應(yīng)用范圍，如果超出其應(yīng)用范圍，無論技術(shù)再先進都不可能不合理、不可行。同一種方案可能只適用于某個工程項止，并不一定適用于其它方案，因此方案設(shè)計不能一味求新。
其次，設(shè)計方案并非投資越低越好，雖然有的設(shè)計方案初期投資看上去很低，但是卻增加了后期的運行成本，或者設(shè)備的使用壽命很短更換頻繁，無形中增加了系統(tǒng)的運行成本，因此并非投資成本低的方案就是最好的方案。
再次，設(shè)計方案也并非越復(fù)雜越好，恰恰相反，系統(tǒng)越復(fù)雜，其投入設(shè)備就會越多，不僅會增加投資成本，還會由于系統(tǒng)的復(fù)雜性而降低其可靠性、可操作性以及可控制性與可維護性等，所以設(shè)計過程中在能夠滿足使用要求的條件下，系統(tǒng)越簡單越好。
最后，在選擇設(shè)計方案時切忌不加分析地采用建設(shè)方的意見，因為建設(shè)方通常不是暖通空調(diào)專業(yè)設(shè)計人員，不可能對設(shè)計方案進行全面技術(shù)經(jīng)濟性分析比較。因此應(yīng)對建設(shè)方的意見進行認真的分析，通過全面技術(shù)經(jīng)濟性分析比較來確定最佳的設(shè)計方案。??
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