試論實驗室建設中暖通系統空調設計及應用
發布時間：2021-09-24來源：上海鑫睿實驗室系統工程供應商
在暖通空調系統的整個生命周期中，方案設計是其中最關鍵的環節，它決定著系統后續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的設計方案展開討論，首先闡述采暖、通風、空氣調節的內涵，對暖通空調概念進行解釋；做好設計前的準備工作，總結提高暖通空調設計方案經濟性、適用性的幾點建議，并提出幾點注意事項。
一、采暖、通風、空氣調節的內涵
所謂采暖即供暖，是指向建筑物內提供熱量，提高室內的溫度并進行保持;通風則是指將室外新鮮空氣、新風通入室內，將建筑物室內空氣置換出去，從而對室內空氣品質進行改善;而空氣調節則是對建筑物內某個空間的室內溫濕度、空氣的潔凈度以及空氣的流動速度加以控制、調節，即我們日常所講的空調。空調系統可以全面控制建筑的熱濕環境與空氣品質，其包含部分采暖功能與通風功能，而暖通空調即是將這三種空氣調節需求結合在一起的簡稱。
二、暖通空調設計方案前工作內容
在制定暖通空調設計方案前為了保證其后續的使用效果，設計方案前的一些工作不可忽略，從而保證設計方案的適用性、經濟性與美觀性。通常來講方案設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方式，并分析可能的接口點。其主要目的是為建筑暖通空調設計供熱入口提供客觀條件，并且在負荷計算過程中風力、日照等參數的選擇也可以以此為參照，并且結合主要入口的朝向可以將大門的做法確定出來。
第二，了解建筑物中常態情況下人員的數量、暖通空調系統的應用時間等，并了解是否會產生廢氣排泄，在負荷計算以及系統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、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，設計方案還要參照高層建筑相關防火規范的條款內容。
第四，劃分防火分區與防煙分區，確定防火墻的具體位置與火災疏散的路線，其主要作用是為后續防煙排煙系統設計提供參考，確定設置防火閥門的位置。
第五，要充分了解建筑的結構方案，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，選擇空調機房的建設位置、冷卻塔的位置，進一步明確電源、儀表室、水泵房、熱力點等各關鍵點的位置。
三、提高暖通空調系統適用性與經濟性的策略
(一)要求設備工種參加方案設計
如果在暖通空調系統設計階段僅僅依靠建筑工程師進行方案設計，則可能會導致建筑方案忽略了設備空間的考慮，從而為設備設計帶來困難，比如機房位置設置不合理，拉遠風道，不僅增加工程成本，而且通風效果也會受到影響;或者排風口與進風口擠在一起，與相關規定要求不符;或者將機房設置在管道夾層中，設備運行過程中產生的噪聲與振動會對上下層產生影響，且消聲減振的成本也會增加等等。
(二)設計方案要考慮節能問題
在暖通空調系統實際設計過程中，在計算空調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，即不得根據工程師的個人經驗憑想象設計。還有一些建筑項目暖通空調系統是由施工單位自身設計施工的，在測算暖通空調的設計負荷時套用的是家用空調的應用范圍等；此外很多設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綜合考慮進去，無法明確系統冷量是否需要根據系統規模進行增減，也未將設備配置、運行的經濟性考慮進來等等。這種不全面的設計方案勢必會影響到暖通空調系統的經濟性。因此在實際設計過程中要將節能理念始終貫穿其中，充分考慮暖通空調系統設計方案的經濟性。
(三)保證設計方案的可行性與可靠性
提高設計方案的可行性，首先要求其能夠滿足使用要求。保證設計方案與國家、地區的相關法規、工程規范要求相符，包括環保要求；設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、動態的情況。例如如果采用水源熱泵設計，則要充分了解工程所在地的地質情況、地下水資源情況、冬季與夏季冷熱負荷不均衡問題等，全面分析設計方案的全年工況，以保證暖通空調系統處于全年室外氣象條件下均有較好的適應性。如果某些系統受條件限制無法采用標準設備，則要進一步明確非標設備的參數要求。
(四)要考慮后續的維護操作
通常都是根據全年最不利的氣象條件確定暖通空調系統的容量，因此要求系統的可調節性能要好。在暖通空調系統投入使用后，要求其維護操作的便利性要高，提高系統的自動化程度，從而降低管理成本，減少系統維護人員的數量與勞動強度。考慮建筑項目的實際情況，綜合其技術經濟性來確定暖通空調系統是否需要設置自動控制功能。對于高層建筑而言，通常只在季節轉換時需要操作的閥門，最好不要設計自動控制;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計的要求。
(五)加強經濟性的比較分析
在暖通空調系統設計階段可能會產生多個設計方案，除了按上述內容比較其可行性以外，還要充分考慮設計方案的經濟性，基于同樣的設計要求、應用環境、設備檔次、能源價格，對其舒適、美觀以及經濟性進行比較分析，從而提高暖通空調系統設計方案的科學性與合理性。在分析設計方案的經濟性過程中，要充分考慮系統投資、運行成本以及設備的生命周期，比較方案的經濟性時要以同樣的使用周期為標準，不能只是簡單的比較設備報價。如果建筑項目同時要求具備供暖與空調的要求，還要分析冬、夏設備的綜合利用問題，綜合比較冬夏的經濟性等。
四、設計方案的其它注意事項
在方案設計過程中還要注意其它幾點：
首先，并非在設計方案中采用最新的技術就是最好的。很多設計方案未結合工程的實際情況，盲目追求新技術的應用，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用范圍，如果超出其應用范圍，無論技術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，因此方案設計不能一味求新。
其次，設計方案并非投資越低越好，雖然有的設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，或者設備的使用壽命很短更換頻繁，無形中增加了系統的運行成本，因此并非投資成本低的方案就是最好的方案。
再次，設計方案也并非越復雜越好，恰恰相反，系統越復雜，其投入設備就會越多，不僅會增加投資成本，還會由于系統的復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，所以設計過程中在能夠滿足使用要求的條件下，系統越簡單越好。
最后，在選擇設計方案時切忌不加分析地采用建設方的意見，因為建設方通常不是暖通空調專業設計人員，不可能對設計方案進行全面技術經濟性分析比較。因此應對建設方的意見進行認真的分析，通過全面技術經濟性分析比較來確定最佳的設計方案。??
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