時間:2022-06-18 00:21:11
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1)不合理的通風空調設計
在一些高層建筑暖通設計的規范中,一定的程度上對風管設計的原則以及不可穿過變形和相關的防火墻進行了比較明確的規定,但是在進行實際設計的過程中,大多數的高層建筑在一定的程度上沒有采取有效的措施,對防火墻的設置進行了直接的越過,同時也在變形縫兩側相關的工作也沒有做好,沒有設置防火閥。
2)關于空氣參數計算的不合理
在高層建筑暖通設計的規范中,關于建筑暖通設計的過程中有著明確的對定對計算參數和系統熱負荷量,如果浴室的溫度不可以小于二十五攝氏度,然而在實際的設計當中,設計人員通常會根據當地的氣溫來進行設定,并沒有按照規范的要求來進行設計。
3)配置支管以及立管的不科學
針對高層建筑暖通設計而言,它在一定程度上是一項相對來說比較復雜的設計,同時也是一項具有著比較強的綜合性設計,所以要對其支管供熱以及立管供熱在一定的程度上進行獨立的設計,但是在進行實際設計的過程中,一些相關的設計人員并沒有對相關的規定進行遵循,所以就會在一定的程度上導致出現鄰室的散熱
2常見的問題對策
1)必須要嚴格的規范設計的要求
在高層建筑暖通的設計過程中,其本質上都是由于設計人員沒有按照相關的規范來進行設計。所以,在對暖通進行設計之前要對設計人員在設計的標準以及規范上進行考核,同時也可以采取一些合理的獎罰制度來使設計人員能夠增強自身的自覺性。
2)要選擇合理的空調系統
在對空調系統進行選擇的過程中,首先就是要保證空調系統的調節功能足夠優秀,能夠適應住周期性的變化,對于辦公性質的高層建筑來說,因為系統運行的時間多數都是在白天,因此需要盡量的滿足夜間工作停止的需要。3)必須要保證設計的可靠性。在暖通設計的過程中,其可靠性和可行性是保證暖通設計的標準之一,以此,在對設計方案進行制定的過程中,必須要滿足相關的規定,同時還要滿足供水供電以及節能環保方面的要求。
3建筑節能設計意義與措施
1)關于設計的意義
在經濟發展的前提下,能源已經是人類賴以生存的基礎條件,同時也成為了世界上所有人都在關注以及重視的問題,然而能量的短缺也成為了制約經濟發展的重要因素。由于我國的城鎮化以及工業的快速發展,在能源需求方面也在不斷的加大,我國在能源消耗量方面已經是排在了世界的第二位,因此,能源的問題已經是變得日益嚴重,在今后的時間中節約能源已經是變得刻不容緩的事情。在當今社會中,能源已經是人類生存以及發展的基礎,經濟的發展離不開能源的發展。如今能源的問題已經是成為了全世界都在關注的問題,如果能源存在短缺那么必然就會制約經濟的發展,我國的建筑能耗已經是占據了社會總能耗的25%之上,并且我國也是主要以煤炭作為主要能源的國家,因為我國的絕大部分地區的氣候是冬季冷夏季熱的一個特點,很多的公共建筑中都安裝了空調以及熱水系統,這樣在夏天熱的時候能夠提供冷氣,在冬天冷的時候能夠提供熱,所以,我國的建筑能耗消耗十分的大,在能源生產的過程中也會伴隨著大量的有害物質排放到空氣當中,對于人類以及環境都有著十分嚴重的危害,所以,為了能夠更好的保護我們生存的環境,在建筑中對于節能技術的推廣已經是勢在必行了,同時這也是人類能夠持續發展的必然方向。
2)相關的措施。
①對太陽能進行充分的利用。針對太陽能而言,它在一定的程度上作為可再生的潔凈資源,在建筑節能的過程中發揮著不可替代的作用,同時也是一種是擁有著無限潛力的新能源。針對太陽能在建筑方面上所具有的功效主要分為:一是利用太陽能進行供暖;二是對熱水進行提供以及太陽利用進行發電等。如果能夠對太陽能資源在一定的程度上進行充分利用,就能夠進一步的對一些常規的能量資源進行大量的節省。
②墻體隔熱保溫。墻體所用的材料在一定的程度上具有著保溫性,同時也會對建筑進行熱量消耗的程度產生比較大的影響,所以應該應用外保溫的復合型墻體,它不僅可以在一定的程度上對“熱橋”的影響進行有效的消除,同時也能夠保護主體結構方面具有著比較好的穩定性。
③屋面節能。針對建筑屋面的節能而言,其主要措施要分為兩個方面:一是屋面不能夠選用密度比較大的材料作為屋面保護層,同時也不能夠應用熱系數較高的材料,二是針對屋面保護層來說,在一定的程度上不能夠應用吸水率比較大的材料,只有這樣才能夠進一步的防治屋面因吸水導致對保溫效果所產生的影響。
4總結
本文分析了室內游泳館池廳的空氣狀態參數的確定和通風量的計算方法,介紹了防止圍護結構結露的措施,并對池區與觀眾區空調系統劃分、氣流組織以及提高人員熱舒適感等問題進行了探討。
關鍵詞:空氣狀態、通風量、防結露措施、氣流組織
隨著人民生活水平的提高,一些星級賓館、一些小區或體育健身中心,往往配建室內游泳池。為此,小型室內游泳池空調設計,也就越來越普遍。室內游泳池由于其高濕,因此需重點解決其結露和悶熱的問題,本文就本人所做的某學校室內游泳館工程,談對游泳池設計的幾點體會。
一:工程概況
該游泳館總建筑面積為4000㎡,它包括一個50×25m的標準游泳池及一座600人的看臺及一些輔助用房。它主要是為滿足校內學生教學訓練的要求,同時又能舉辦小型的體育比賽。
二:室內空氣參數的確定
為保證人員在出水后和入水前的舒適性,按國際游泳池設計標準規定,池廳空氣溫度應高于池水溫度1~2℃,相對濕度一般為50~70%,但不超過75%,風速控制在0.2m/s左右。同時,為防止冬季圍護結構結露,國際游泳池設計標準規定池廳內空氣含濕量不大于14g/kg。本工程池水溫度設定為26℃,因此室內空氣溫度取27℃。由于空氣濕度對人們的舒適感也有密切的關系。相對濕度低,空氣干燥同時空氣中水蒸汽分壓力低,會使剛出水面的潤濕皮膚表面水份蒸發加速,從人體帶走蒸發潛熱,容易使人產生寒冷的感覺。同時水份蒸發多,室內空氣含濕量增加,使消除室內余濕所需的通風量增加,則相應增加冬季加熱送入室內新風的負荷。若相對濕度過高,則室內空氣含濕量過大,會使空氣露點提高,使圍護結構內表面產生結露現象,綜合以上利弊分析,本工程采用60%,此時室內空氣的含濕量為13.3g/kg,露點溫度為18℃。由于觀眾區同池區同處一個大空間,在確定空氣參數時,在滿足運動員舒適感的前提下,也要兼顧觀眾的舒適感,若冬季觀眾區溫度取27℃的話,則明顯太熱了,因此觀眾區溫度根據舒適性空調要求取22℃。
三:通風量的計算
室內游泳池中,由于水池表面不斷蒸發水份,防止潮濕問題便顯得非常重要,同時大多數游泳池池水采用氯消毒方法,因此必須采取有效的通風措施,把室內的蒸發水份排走。室內通風量的計算方法如下:
1:首先計算室內散濕量,室內散濕量包括敞露水面散濕量和人體散濕量兩部分。
敞露水面散濕量計算公式為
式中F--蒸發面積,M2
Pq.b--相應于水表面溫度下的水蒸汽分壓力,
PaPb--室內空氣的水蒸汽分壓力,Pa
B--標準大氣壓力,101325Pa
B''''--當地大氣壓力,Pa
β--蒸發系數,Kg/㎡.h.Paβ=(α+0.00013v)
α--不同水溫下的擴散系Kg/㎡.h.Pa
v--蒸發表面空氣流速,m/s
人體散濕量計算公式為G=ngφ
式中n--人數,個
g--單個成年男子在不同狀態下的散濕量,g/h
φ--不同性質場所的集群系數
根據計算,游泳館池面蒸發量為370Kg/h,人體散濕量為78.2Kg,總計散濕量為448.2Kg/h。
2:接下來計算通風量。通風量的計算公式為L=G*1000/(dn-dw),即將室內散濕量除以室內外空氣含濕量差。經計算,本工程排風量為48800m3/h,同時為保證游泳池廳為負壓,取排風量要大于送入室內新風量。
四:池廳內的通風空調系統設計
由于觀眾區和池廳采用不同的空氣溫濕度參數,因此池廳區和觀眾區采用兩套空調通風系統。
1:觀眾區設立兩套組合式空調機組,每臺機組送風量為15000m3/h,氣流方式為觀眾區上部用旋流風口送風,座位底下回風,同時觀眾區設立獨立的排風系統,以排除觀眾區的污濁空氣。因觀眾區采用空調,而池廳區夏季僅設機械通風,為防止觀眾區空氣自然下降到池區,在氣流組織計算時,應力求時氣流的射程只達到第一排觀眾席。
2:池廳內空調設計原則是夏季以機械通風為主,輔以對送入室內的新風進行降溫、去濕處理。冬季采用熱風采暖和池廳四周設立式暗裝風機盤管相結合的空調方式。池廳頂上的網架內設置四臺離心排風風機箱排風,同時設置四臺新風機組對送入室內的新風作處理,新風經過旋流送風口送至人員活動區域。在池廳四周設置32臺立式暗裝風機盤管來承擔游泳池圍護結構負荷及人員負荷。經計算,該游泳館冬季空調熱負荷863Kw,熱源采用學校內鍋爐房的蒸氣,通過游泳館內的熱交換機房交換成為60~50℃的熱水。同時為了提高室內運動員冬季足部的舒適感,在池廳四周的地面上設置地板采暖系統,即在地板內埋設PPR管材,冬季時通循環熱水以提高地面溫度。此部分后來由于建設單位資金原因沒有采用。
五:池廳圍護結構防結露措施
由于游泳館池廳內溫度高,相對濕度大,水蒸汽分壓力高,露點溫度高,所以室內很容易發生表面結露。表面結露會造成使用者的不舒適及室內環境污染,同時可能導致圍護結構的腐蝕,導致墻體保溫層的破壞,影響保溫效果。因此游泳館的建筑熱工處理是游泳館建筑設計的重中之重。暖通設計人員要和建筑設計人員密切配合,詳細計算,選定合適的建筑圍護結構材料。
為了防止圍護結構內表面結露,要求圍護結構內表面溫度不低于室內空氣露點溫度(一般希望高1~2℃),則圍護結構所允許的最大傳熱系數,可按下面公式計算
式中U--圍護結構所允許的最大傳熱系數,w/㎡.℃
tn--池廳內空氣溫度,℃
tw--室外空氣溫度,℃
τn--圍護結構內表面溫度,℃
αn--圍護結構內表面傳熱系數,w/㎡.℃
根據以上公式把相應數據代入得,本工程護結構的最大傳熱系數為2.52w/㎡.℃,而本工程圍護結構構造如下:
屋頂--彩鋼板內夾6cm離心玻璃棉保溫層K=0.90w/㎡.℃
外墻--20mm厚空氣磚墻加保溫層K=1.19w/㎡.℃
內墻--200mm厚空心磚墻K=1.97w/㎡.℃
幕墻--雙層8mm中空玻璃K=2.87w/㎡.℃
雙層金屬窗K=3.00w/㎡.℃
由此可見,玻璃幕墻及玻璃窗的傳熱系數不能滿足最大傳熱系數的要求,而該建筑為保證立面效果,在東西兩個立面均采用高達8m的落地玻璃幕墻,為防止玻璃窗內表面結露,本工程沿圍護結構四周設一排立式明裝風機盤管沿玻璃向上送熱風,以提高玻璃窗內表面溫度。同時,該建筑屋頂采用鋼網架結構,為防止吊頂內網架上結露,本工程在吊頂內設置2臺熱風機組向吊頂內送熱風,以提高吊頂內的溫度。
以上只是對室內游泳池暖通設計的幾點理論上的體會,實際效果有待工程完工后實際使用情況的驗證。
參考文獻
關鍵詞:暖通空調設計方案技術經濟比較
引言
設計方案對暖通空調工程設計的成敗優劣關系重大。近年來,隨著科學技術的迅速發展以及對節能和環保要求的不斷提高,暖通空調領域中新的設計方案大量涌現,針對同一個設計項目,往往可以有幾種、十幾種甚至幾十種不同的設計方案可以選擇,設計人員不得不進行大量的方案比較和優選的工作,設計方案技術經濟性比較正在成為影響暖通空調設計質量和效率的一項重要工作。暖通空調設計方案的評價因素很多,一些因素很難定量表述,許多因素又不具可比性,每種設計方案往往都有各自的優缺點,面對眾多的設計方案,由于考慮問題的角度不同,各方的看法往往各不相同,甚至大相徑庭。目前在設計方案比較中存在的一些混亂狀況使設計人員無所適從。如何對暖通空調設計方案進行科學的比較和優選,是暖通空調設計人員在實際設計工作中經常遇到的一個重要技術難題。筆者根據從事設計、審圖和方案評審工作的一些體會,對暖通空調設計方案比較中應注意的一些問題進行粗淺的分析。
1、可行性和可靠性問題
能夠滿足使用要求,這是方案可行性應考慮的主要問題。設計方案應符合國家和當地政府有關法規和規范的要求,包括有關環境保護的要求;設計方案應能滿足有關方面的要求(如供電、供氣、供水、供熱等),并應特別顧及這些條件的長期、變化情況。例如采用水源熱泵設計方案時應考慮當地地質情況、地下水資源的現狀和變化趨勢、冬季熱負荷和夏季冷負荷不平衡所產生的熱(冷)蓄積效應等問題。對于溫濕度等參數要求較高或比較特殊的工藝性暖通空調設計項目,應對設計方案進行全年工況分析,以確保其在全年各種室外氣象條件下的適應性。對于一些無法采用標準設備的特殊情況,對非標準設備應提出詳細的參數要求,并且所提出的參數要求應合理可行。能否有足夠的機房面積也是評判設計方案可行性必須考慮的問題,尤其是對于一些改造工程和建筑面積比較緊張的情況。對于一些要求全年保證室內空氣參數的重要工程以及空調系統故障停機將產生嚴重損失的場所,如航天發射場,應考慮系統中設備的工作可靠性和備份問題,進行系統工作可靠性分析。在這種情況下,室外氣象參數和安全系數的確定也應特殊考慮。
2、經濟性比較問題
經濟性比較是目前暖通空調方案比較中考慮最多的一個問題。在經濟性比較時首先應注意比較基準必須一致。應采用相同的設計要求、使用情況、設備檔次、能源價格、舒適狀況、美觀情況等基準條件進行比較,這樣才能保證方案比較結果的科學性和合理性。如果對采用名牌設備和采用低檔設備的方案進行經濟性比較,顯然是不合理的;如果不考慮舒適性的區別,對有新風供應和沒有新風供應的方案進行經濟性比較,顯然不可能做出正確的選擇;如果不考慮美觀性和舒適性進行經濟性比較,對集中式空調方案顯然是不公平的。
一次投資是投資方最為關注的一個參數,在計算投資時應全面準確、不能漏項。暖通空調設計方案的一次投資不僅包括各種設備、管道、材料的投資,而且應包括各種相關收費(如熱力入網費、用電設備增容費、天然氣的氣源費等),相應的安裝、調試費用,相關的工程管理等各種收費,相關水處理和配電與控制投資,機房土建投資與相應室外管線的費用,而這些在實際設計工作中容易被遺漏。由于同一種設備的生產廠家較多,價格各異,因此在不同方案經濟性計算比較時各種設備的價格應采用平均價格。以上都是直接費用,在一些情況下間接效益也應綜合考慮。如賓館、飯店、寫字樓的空調機房節省的面積,作為商業用房可產生的效益。如果采用貸款進行建設,全面的經濟性比較還應考慮貸款利率和還貸期限等動態因素。
運行能耗和運行費用是暖通空調設計方案技術經濟性比較必須考慮的重要參數。運行能耗除了應計算暖通空調主機(鍋爐和制冷機等)的能耗外,還應計算其他輔助設備(如風機和水泵等)的能耗。不能簡單按照設備銘牌功率和運行時間的乘積來計算能耗而應考慮在全年季節變化的情況下,建筑物實際負荷的變化,同時應考慮設備非標準狀態下的效率。辦公樓、教學樓、寫字樓和游泳館等建筑物的暖通空調設備通常間歇運行,其運行時間應為扣除停機時間后的實際運行時間。在計算過程中應注意不同地區、不同時期、不同時段各種能源的價格可能不同。由于影響因素和不確定因素較多,如何準確地計算建筑物暖通空調設備全年的實際能耗和運行費用,目前仍然是一個沒有完全解決的技術難題。運行費用除了能耗費用如電費、燃油費、燃煤費、燃氣費外,還應包括消耗的水費、人工費等。
在經濟性比較時,切忌圖省事可直接采用有關廠家給出的比較數據和結果。筆者曾發現,對電供暖的運行費用,3個不同設備(電鍋爐、水源熱泵和戶式燃氣供暖爐)廠家提供的計算結果大相徑庭。通過對其計算過程的詳細核對,發現不同設備生產廠家由于考慮問題的角度不同,計算中存在一些有利于自己產品、不利于他人產品的失誤或假設。對此設計人員應給予足夠重視,對廠家提供的數據應認真分析和核對。
在設計方案經濟性比較時應綜合考慮投資、運行費用以及設備的使用壽命,以相同的使用周期為基準,進行綜合經濟性的計算比較,而不能簡單地根據設備報價進行比較。對于同時有供暖和空調要求的項目,應考慮冬季和夏季設備綜合利用問題,進行冬夏季綜合經濟性比較。對于可以兼供生活熱水的工程,應綜合考慮生活熱水供應的投資和能耗。
3、調節性和可操作性問題
暖通空調系統的容量通常是按接近全年最不利的氣象條件確定的,因此系統應有較好的調節性能,以適應全年負荷的變化。調節性能好的系統方案,如采用VAV空調系統和VRV變頻空調系統的方案,其一次投資通常較高,但運行能耗較小,在經濟性計算和比較時應綜合考慮這些因素。對于部分時間使用的辦公建筑、寫字樓和教學樓,設計方案應能適應其夜間不工作時的調節要求。
設計方案的管理操作方便性是用戶十分關心的問題。空調系統自動化水平的提高,可以減少管理人員的數量和勞動強度,從而使人工費減少,但使一次投資增加,對操作人員素質的要求提高。空調系統是否采用自動控制,應根據實際情況和要求,經技術經濟性比較來確定。對于大型空調系統和需要經常調節控制的設備較多的工程,宜采用自動控制,以減少操作管理的工作量。但自動控制系統應盡可能簡化,以提高系統的經濟性和可靠性。對于只有季節轉換時才操作的閥門不宜采用自動控制。對于一些各部分不同時使用的建筑物或各部分出租給不同使用單位的商業建筑,系統設置應考慮分別管理控制和運行費用分別統計交納的要求。
4、安全性問題
設計方案的安全性是以往考慮較少的問題,隨著美國“9·11”等恐怖襲擊事件的發生以及SARS的出現和迅速蔓延,暖通空調系統的安全性問題已經成為公眾關注的焦點,在SARS嚴重流行時期,人們甚至對空調系統產生恐懼而不敢使用,這將對暖通空調行業的發展產生深遠的影響。經過對這些事件的認真分析、研究和反思,將會在工程設計、設備研制、運行管理、規范和技術措施等諸多方面進行改進,使暖通空調系統的安全性得以提高。在大中型建筑方案設計階段,對其暖通空調系統進行安全性評估將是十分必要的。
暖通空調系統的安全性主要包括易燃易爆環境安全、防火安全、人員環境安全、重要設備物品環境安全、系統設備運行安全5個方面的問題。在設計彈藥廠房和庫房、煤礦等易燃易爆工程的通風空調系統時,安全性成為必須考慮的重要因素,應采取相應的防爆技術方案和措施。在設計燃油燃氣鍋爐房時應考慮可燃性氣體、液體泄漏帶來的安全性問題,應設置可燃性氣體泄漏報警系統和事故通風系統,并相互聯鎖。防火安全問題應按照有關防火設計規范來考慮,在此不作詳述。設備安全運行的問題主要包括制冷系統的安全保護、北方暖通空調系統冬季防凍、空調系統電加熱與風機聯鎖保護等問題。在方案設計時應注意考慮暖通空調系統故障可能對室內重要設備和物品產生的不利影響,例如,重要機房、重要資料庫和文物庫房不應采用在吊頂設置風機盤管的空調方案,因為一旦空調水系統漏水將造成嚴重損失。
人員環境安全主要包括暖通空調系統對人體的危害、防止恐怖襲擊和防止傳染性疾病擴散這3個方面的問題。采用氨制冷方案時,應考慮氨泄漏對人體的危害。鍋爐房的布局應考慮人員安全性問題。在防止恐怖襲擊方面和防止傳染性疾病擴散方面,應注意空調新風口是最薄弱環節,因此必須采取可靠的防范措施,新風口應設置在人員難以接近、不易受到污染的地方。由于全空氣空調系統回風口很多,因此它是最容易遭受生化襲擊的空調系統形式,如果不采取特殊的措施,它也是最容易造成流行性疾病擴散的空調系統形式。從這方面來說,分體空調、一拖多空調系統、風機盤管空調系統的安全性較好。在確定系統新風量時,除了要考慮以往的一些因素外,還要考慮在流行性疾病暴發期間,稀釋室內有害病毒濃度的要求。在這方面,應注意不要走向另一個極端,對空調系統安全性的過度恐慌是沒有必要的。例如,為了防止傳染性疾病擴散而采用全新風直流系統,顯然是不合理的,這將使投資、能耗和運行費用大大增加,關鍵是要合理確定系統方案和新風量,加強有組織排風,并采用隔絕式的熱回收裝置、加強對空氣的過濾與消毒處理。系統新風量應能調節,平時按正常風量運行,流行性疾病暴發期間或室內受到生化污染的情況下按較大風量運行。吊頂暗裝風機盤管的回風應采用風管連接,不應采用將吊頂作為靜壓箱的吊頂回風方式。另外在表冷器、蒸發器和冷卻塔等結露積水、病菌容易繁殖的地方應采取可靠的排水和消毒措施。
5、環境影響問題
隨著工業生產的迅速發展和人們生活水平的日益提高,環境保護問題越來越受到人們的重視,而燃煤鍋爐的排煙又是北方城市大氣的主要污染源,因此北京等大城市對燃煤鍋爐進行了嚴格的限制,而且限制的區域不斷擴大。在這些區域內,環境影響成為了關系到設計方案可行性的一個重要因素。在設計方案選擇時應特別注意環境保護要求不斷提高的趨勢,避免建筑物建成不久就進行改造。在空調設備選型時,要特別注意各種氟利昂制冷劑替代的進程要求,不能選用以已經或即將禁用的制冷劑為冷媒的空調產品。在這方面暖通空調設計人員既要有環境保護的責任感,同時也要考慮建設方和用戶的經濟承受能力,不要盲目冒進,以免給建設方和用戶增加不必要的經濟負擔。在對設計方案進行經濟性比較分析時,還應綜合考慮暖通空調設備的廢氣、廢水、廢渣和噪聲等污染治理的費用。如何對設計方案污染物排放的危害、對臭氧層的破壞和產生的溫室效應的危害、系統和設備全過程(包括設備制造、使用和淘汰處理的全過程)的能源和資源消耗等進行全面、科學、定量的經濟性評估比較,是一個需要深入研究的問題。
6、設計方案比較中的一些誤區
由于設計方案比較是一項影響因素多、專業技術性很強的復雜技術工作,即使是暖通空調專業的設計人員,要在眾多設計方案中選出最佳方案也非易事,對于局外人更是霧里看花。目前在該項工作中仍然存在一些認識上的誤區。例如,認為采用最新技術的設計方案就是最佳的設計方案,出現不管使用條件而盲目追求新技術的傾向,甚至以此作為賣點進行炒作。實際上每種方案都有其適用條件和范圍,在其適用范圍之外,先進的技術方案就可能變成不合理甚至是不可行的方案。一種設計方案對某個工程項目可能是最佳方案,但對于另一個工程項目就可能是不可行的方案,因此在方案選擇時不能趕時髦、搞攀比。另外往往認為投資最低的方案就是最佳方案,但是一次投資低的方案有可能因為其運行費用很高或設備壽命很短,需要經常更換,從長期運行來說并不合算。在評價設計方案時,往往認為復雜的方案就是高水平的方案。但實際上因為系統越復雜,通常其設備越多、投資就越高,系統的可靠性、可操作性、可控性和可維護性就越差,因此復雜的方案并不一定就是高水平的設計方案,在滿足使用要求的前提下,系統越簡單越好。此外,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。
論文摘要:如何對暖通空調設計方案進行科學的比較和優選,是暖通空調設計人員在實際設計工作中經常遇到的一個重要技術難題。本文根據實際工作經驗,對暖通空調設計方案應注意的一些問題進行粗淺的分析。
一、方案應吸收設備工種參加
現在有不少工程,在方案階段只有建筑師埋頭創造,不吸收設備工程師參加方案設計,結果建筑方案中選后設備空間沒有考慮,造成設備設計很大困難。機房設在某一角落,風道拉得很遠,既不經濟也影響通風效果;進風口與排風口擠在一起,不合規定;管道夾層當機房使用,噪聲、振動直接影響上、下客房,不但增加了消聲減振的費用,還難以取得滿意的效果。諸如此類舉不勝舉。要改變這一現實,要想適用、經濟、美觀地建造起現代化建筑,建筑師在方案階段就吸收設備工程師參加設計實為當務之急。
二、設計前對建筑物要了解清楚
要想做好一個建筑物的空調設計,達到真正良好的使用效果,應當是各工種綜合的好效果。用我們的政策語言,就是適用、經濟、美觀三者俱備。為此目標在做設計的時候各工種必須配合好。一般說來以下幾個問題首先要了解清楚,才好采取對策,即選用適合的方案和系統。
2.1弄清該建筑物在總圖中的位置,四鄰建筑物及其周圍供熱、供水、供電等管線的敷設方式與可能的接口地點。這可為本建筑物設計供熱入口時的客觀條件。也可作為計算負荷時考慮風力、日照等因素的參考,還可以根據主要入口的朝向,確定大門的做法。
2.2弄清建筑物內的人員數量,使用時間,有無廢氣要排等。作為計算負荷及劃分系統的依據。
2.3層數、層高及建筑物的總高度,看其是否屬于高層建筑。按現行的規范規定:十層及十層以上的住宅;建筑高度超過24m的其他民用建筑,應遵守高層民用建筑設計防火規范的條款。
三、可行性和可靠性問題
能夠滿足使用要求,這是方案可行性應考慮的主要問題。設計方案應符合國家和當地政府有關法規和規范的要求,包括有關環境保護的要求;設計方案應能滿足有關方面的要求(如供電、供氣、供水、供熱等),并應特別顧及這些條件的長期、變化情況。對于溫濕度等參數要求較高或比較特殊的工藝性暖通空調設計項目,應對設計方案進行全年工況分析,以確保其在全年各種室外氣象條件下的適應性。對于一些無法采用標準設備的特殊情況,對非標準設備應提出詳細的參數要求,并且所提出的參數要求應合理可行。
四、經濟性比較問題
經濟性比較是目前暖通空調方案比較中考慮最多的一個問題。在經濟性比較時首先應注意比較基準必須一致。應采用相同的設計要求、使用情況、設備檔次、能源價格、舒適狀況、美觀情況等基準條件進行比較,這樣才能保證方案比較結果的科學性和合理性。如果對采用名牌設備和采用低檔設備的方案進行經濟性比較,顯然是不合理的;如果不考慮舒適性的區別,對有新風供應和沒有新風供應的方案進行經濟性比較,顯然不可能做出正確的選擇;如果不考慮美觀性和舒適性進行經濟性比較,對集中式空調方案顯然是不公平的。
五、調節性和可操作性問題
暖通空調系統的容量通常是按接近全年最不利的氣象條件確定的,因此系統應有較好的調節性能,以適應全年負荷的變化。調節性能好的系統方案,如采用VAV空調系統和VRV變頻空調系統的方案,其一次投資通常較高,但運行能耗較小,在經濟性計算和比較時應綜合考慮這些因素。對于部分時間使用的辦公建筑、寫字樓和教學樓,設計方案應能適應其夜間不工作時的調節要求。
設計方案的管理操作方便性是用戶十分關心的問題。空調系統自動化水平的提高,可以減少管理人員的數量和勞動強度,從而使人工費減少,但使一次投資增加,對操作人員素質的要求提高。空調系統是否采用自動控制,應根據實際情況和要求,經技術經濟性比較來確定。對于大型空調系統和需要經常調節控制的設備較多的工程,宜采用自動控制,以減少操作管理的工作量。但自動控制系統應盡可能簡化,以提高系統的經濟性和可靠性。對于只有季節轉換時才操作的閥門不宜采用自動控制。對于一些各部分不同時使用的建筑物或各部分出租給不同使用單位的商業建筑,系統設置應考慮分別管理控制和運行費用分別統計交納的要求。
六、安全性問題
暖通空調系統的安全性主要包括易燃易爆環境安全、防火安全、人員環境安全、重要設備物品環境安全、系統設備運行安全5個方面的問題。在設計彈藥廠房和庫房、煤礦等易燃易爆工程的通風空調系統時,安全性成為必須考慮的重要因素,應采取相應的防爆技術方案和措施。在設計燃油燃氣鍋爐房時應考慮可燃性氣體、液體泄漏帶來的安全性問題,應設置可燃性氣體泄漏報警系統和事故通風系統,并相互聯鎖。防火安全問題應按照有關防火設計規范來考慮,在此不作詳述。設備安全運行的問題主要包括制冷系統的安全保護、北方暖通空調系統冬季防凍、空調系統電加熱與風機聯鎖保護等問題。在方案設計時應注意考慮暖通空調系統故障可能對室內重要設備和物品產生的不利影響,例如,重要機房、重要資料庫和文物庫房不應采用在吊頂設置風機盤管的空調方案,因為一旦空調水系統漏水將造成嚴重損失。
七、環境影響問題
1.1高層建筑采暖、通風等情況分析
一般來說,樓層越高,建筑的占地面積就會越大,否則安全性就會大大降低。特別是一些摩天大樓的設計,往往看起來就好比一座大山,但是無論是低層建筑還是高層建筑,建筑的采暖、采光、和通風情況都必須達到基本的要求,否則高層建筑本身就會事與愿違,變得沒有必要。高層建筑的采暖不能完全依賴天然的太陽光的熱量,由于高層建筑面積較大,其建筑的內部往往不可能直接受到太陽光的熱量影響,所以其熱量的來源就需要高層建筑的暖通設備來提供。而暖通設備的核心就是不斷地向高層建筑內部注入暖風,因此通風條件是暖風是否可以有效的傳送的關鍵。同時通風也是保證高層建筑內部環境清潔的核心,當暖通系統將干凈清潔暖風空氣注入到高層建筑的每一寸空間時候,同時也是去除掉高層建筑中國污濁空氣的過程,這個過程不僅可以保證高層建筑內的氣溫適宜人體居住,也是保證人的身體健康的關鍵。
1.2暖通空調系統的主要類型
高層建筑的暖通空調系統的類型根據高層建筑設計的不同也有所不同,主要分為三種類型,第一種是全水系統,第二種是全空氣系統,第三種是空氣-水的綜合系統。暖通空調的全水系統是指高層建筑中的空氣溫度和濕度都會由水進行調節。其利用的原理是水的比熱容更大,單位面積水可以容納更多的熱量,換言之水問的身高和降低都很緩慢,所以高層建筑就可以利用晚上的水循環將熱量源源不斷的輸送到建筑當中。高層建筑暖通空調的全空氣系統比全水系統更加直接,這種系統設計是直接將空氣的溫度加熱到適宜人體居住的溫度,讓后通過復雜的運輸系統,直接注入到高層建筑內部,同時抽走或者將冷空氣和污濁的空氣擠走,保證在高層建筑里的人可以隨時享受到溫暖且新鮮的空氣。而高層建筑暖通空調的水-空氣系統就是將同時借助水和空氣兩種方式同時供暖,取長補短,其效果也往往會更好。
2高層建筑暖通空調系統設計的準備工作
高層建筑暖通空調系統的設計關乎高層建筑的安全性和居住的舒適性,其設計工作非常關鍵,但是由于高城建筑的復雜性,其設計工作要比一般的建筑要困難得多。首先,高層建筑暖通空調系統的設計人員應當對高層建筑的設計了如指掌,對于高層建筑的內部結構非常清晰,只有這樣才能科學的對于高層建筑暖通空調系統進行布局,保障系統運行的平穩和安全。其次,高層建筑暖通空調系統的設計應當關注建筑所在地的環境情況。處于南方和處于北方或者處于高原和處于盆地的高層建筑暖通空調系統設計差距很大,設計師必須提前對當地的環境進行深入的調查,讓高層建筑暖通空調系統的設計和當地的環境契合的更好,不僅可以節約經濟成本,也會增加建筑的舒適性。最后,高層建筑暖通空調系統的設計應當充分的了解市場的行情。因為高層建筑暖通空調系統的用材會有很多不同的選擇,每種材料的效果不同其價格也不同,而設計人員應該充分的了解每種材料的優缺點和價格才能建立模型選擇最佳的材料來施工。
3高層建筑暖通空調系統設計的原則
3.1高層建筑暖通空調系統設計安全第一
任何一項設計和施工都要將安全擺在第一位,正所謂人命關天。高層建筑暖通空調系統并非是一般的系統,其系統的用料會涉及到很多依然易燃物品,所以設計的時候應該充分的考慮火災的因素,否則一旦建筑遇到火災這些筑暖通空調系統將會增加很多額外風險。此外高層建筑暖通空調系統設計的安全性還表現在建筑內部的空氣質量和濕度是否對于人體是最佳的,所以就要求暖風空調系統是否能夠保證空氣的來源是干凈的,無毒無害是關鍵。此外溫度的設計也要和室外溫度契合不能過高也不能過低,否則人在建筑內生活久了就很難一下適應室外的溫度,這樣對人體的傷害非常大,因此高層建筑暖通空調系統在設計的時候應該考慮這些因素。
3.2高層建筑暖通空調系統設計環保原則是關鍵
高層建筑暖通空調系統的施工用料很大,在如今人們環保關鍵越來越強的今天,對于系統施工的材料選取應該盡可能的按照環保的要求做。此外,高層建筑暖通空調系統應該秉承節能的原則,其設計是否能夠充分的考慮到對自然熱源的利用,是否在實際中更多的體現節能的意識,是否在很多環節都能充分的使用環保設備,是否在設計的時候建立科學的模型計算,確保暖風運輸系統最短路徑,這些都是保證高層建筑整體環保節能的關鍵所在。
3.3高層建筑暖通空調系統設計的經濟性是基本要求
一個高層建筑的建設本身應當是盈利的,這也是保證高層建筑安全和舒適度必不可少的因素。又讓馬兒跑又讓馬兒不吃草在當今社會是萬萬行不通的。高層建筑暖通空調系統是否真的體現其經濟性,是否能夠最大程度的降低施工的成本也是系統設計成敗的關鍵。理性的分析,高層建筑暖通空調系統雖然非常重要但是也并不應該占據整個高城建筑工程預算過多資源,因此高層建筑暖通空調系統的經濟性設計就是施工成敗的關鍵。而對于系統設計的經濟性就需要設計人員的素質達到要求,其專業技術非常過硬,才能夠充分的考慮各方面的因素,以達到利益最大化的目的。
4結束語
關鍵詞:暖通空調設計問題分析
Abstract: this paper summarizes the actual jobs found in air conditioning, ventilation and smoke, civil air defence ventilation, etc in the basement of the problems existing in the design. Analyses the cause of the problems, and puts forward the author's own opinions.
Keywords: hvac design problem analysis
中圖分類號:TU96文獻標識碼:A 文章編號:
引 言:由于工作上的關系,觸到一些設計單位的暖通空調工程設計,對照《采暖通風與空氣調節設計規范》GBJ 19-87(以下簡稱《設計規范》)、《高層民用建筑設計防火規范》GB 50045-95(以下簡稱《高規》)、《采暖通風與空氣調節制圖標準》GBJ 114-88(以下簡稱《制圖標準》)、《建筑工程設計文件編制深度的規定》(以下簡稱《設計深度規定》)等有關規范、規定、標準,發現目前暖通空調設計人員在貫徹執行現行規范、規定、標準方面,在系統設計、設備選型、管網布置方面都存在著不少問題。現將發現的問題及原因分析和解決辦法綜述如下。
1貫徹執行暖通設計規范、標準方面存在的問題
1.1室內外空氣計算參數不符合規范要求
《設計規范》規定,冬季室內空氣計算參數,盥洗室、廁所不應低于12 ℃,浴室不應低于25 ℃。然而,有的公共建筑的廁所、盥洗間(設有外窗、外墻)、住宅建筑的衛生間(冬季有洗澡熱水供應,應視作浴室)未設散熱器,很難達到室溫不低于12 ℃和25 ℃的要求。還有的住宅建筑的廚房不設散熱器,筆者以為不妥,住宅廚房室內溫度亦應按不低于12 ℃的要求設置散熱器。
1.2供暖熱負荷計算有漏項和錯項
《設計規范》規定,冬季供暖系統的熱負荷應包括加熱由門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量。但有的工程在計算供暖熱負荷時卻未計算這部分耗熱量,致使供暖熱負荷出入較大;《設計規范》對圍護結構耗熱量計算各朝向修正率做了明確規定,北0~10%,東、西-5%,南-15%~30%,而有的工程卻將各朝向修正率變為北20%,東、西15%,南-5%,有悖于規范要求。
1.3衛生間散熱器型式選擇不妥
《設計規范》規定,相對濕度較大的房間宜采用鑄鐵散熱器。然而,不少工程的衛生間采用鋼制散熱器,亦未加強防腐措施,這是不妥當的。筆者曾看到有些辦公樓的廁所采用鋼制閉式散熱器,但沒使用幾年,散熱器的串片就被腐蝕了,剩下的兩根光管也銹蝕嚴重。實踐證明,此類場所最好采用鑄鐵散熱器或鋁制散熱器。
1.4樓梯間散熱器立、支管未單獨配置
《設計規范》規定,樓梯間或其它有凍結危險的場所,其散熱器應由單獨的立、支管供熱,且不得裝設調節閥。然而,有的工程將樓梯間散熱器與鄰室供暖房間散熱器共用一根立管,采用雙側連接,一側連接樓梯間散熱器,另一側連接鄰室房間散熱器,而且散熱器支管上設置了閥門。這樣,由于樓梯間難以保證密閉性,一旦供暖發生故障,可能影響鄰室的供暖效果,甚至凍裂散熱器。
1.5供暖管道敷設坡度不符合規范要求
《設計規范》規定,供暖管道的敷設應有一定的坡度,對于熱水管坡度宜采用0.003,不得小于0.002。然而,有的工程供暖供回水管坡度只有0.001~0.001 5。當然,如確因條件限制,熱水管道甚至可無坡度敷設,但此時應保證管中的水流速不得小于0.25 m/s。
1.6廚房操作間通風存在問題
《飲食建筑設計規范》(JGJ 64-89)對廚房操作間通風作了明確規定:(1)計算排風量的65%通過排氣罩排至室外,而由房間的全面換氣排出35%;(2)排氣罩口吸氣速度一般不應小于0.5 m/s,排風管內速度不應小于10 m/s;(3)熱加工間補風量宜為排風量的70%左右,房間負壓值不應大于5 Pa。然而,有的工程的廚房未設排氣罩,僅在外墻上設幾臺排氣扇;有的雖然設置了排氣罩,但罩口吸氣速度遠小于0.5 m/s,選配的排風機風量不足。大多工程未設置全面換氣裝置,亦未考慮補風裝置,難以保證室內衛生環境要求及負壓值要求。
1.7膨脹水箱與熱(冷)水系統的連接不符合規范要求
《鍋爐房設計規范》(GB 50041-92)規定,高位膨脹水箱與熱水系統的連接管上不應裝設閥門。這里所說的連接管是指膨脹管和循環管。此條對空調冷凍水系統也是適用的。但有的空調冷凍水系統高位膨脹水箱的膨脹管接至冷凍機房集水器上且安裝了閥門,這是不允許的。一旦操作失誤,將危及系統安全。
1.8通風空調系統防火閥的設置不符合規范要求
《高規》中規定,風管不宜穿過防火墻或變形縫,如必須穿過時,應在穿過防火墻處設防火閥;穿過變形縫時,應在兩側設防火閥。然而,有的高層建筑,風管穿防火墻處未設防火閥,有的風管穿過變形縫時僅在一側設有防火閥,而另一側則未設。另外,有些工程防火閥的位置設置不當。按要求防火閥應緊靠防火墻設置,防火墻兩側各2 m范圍內的風管應采用不燃材料保溫。但有些工程通風空調風管上的防火閥隨意設置,遠離防火墻,其間的風管既未注明加厚,亦未采取任何保護措施,存在著隱患。
1.9防煙樓梯間前室送風口風量的確定有問題
《高規》對高層建筑防煙樓梯間前室加壓送風量作出了規定,并分情況給出了具體風量值。該條附注中說明開啟門時通過門的風速不宜小于0.7 m/s;條文說明中規定了門的開啟數量,20層以下為2,20層以上為3。《高規》還規定,防煙樓梯間前室的加壓送風口應每層設一個。根據這些規定,可以推算出各層前室送風口的風量應為L/2(20層以下)或L/3(20層以上,L為前室總加壓送風量)。然而,有的工程,其防煙樓梯間前室送風口的風量卻標注為L/n(n為建筑物層數),顯然小了許多。如某12層建筑,防煙樓梯間前室總加壓送風量定為16 000 m3/h,但每層前室送風口風量卻標注為16 000/12≈1 300(m3/h),顯然其風口配小了。正確的標注應是16 000/2=8 000(m3/h),應按此配置風口大小。
1.10誤將防煙分區排風量的計算混同于排煙風機風量的計算
《高規》對排煙風機風量作了明確規定:擔負一個防煙分區排煙時,應按該防煙分區面積每m2不小于60 m3/h計算,擔負兩個或兩個以上防煙分區排煙時,應按最大防煙分區面積每m2不小于120 m3/h計算。請注意,這里指的是選擇排煙風機的風量,并不是指防煙分區排風量加大一倍(對每個防煙分區的排風量仍然按防煙分區面積每m2不小于60 m3/h計算),而是當排煙風機不論是水平方向或垂直方向擔負兩個或兩個以上防煙分區排煙時,只按兩個防煙分區同時排煙來確定排煙風機的風量。然而,有的工程排煙風機水平方向擔負面積大小不等的2~3個防煙分區的排煙,設計上錯誤地將排煙風機風量按其所擔負的2~3個防煙分區總面積每m2不小于60 m3/h計算,而不是按其中最大防煙分區面積每m2不小于120 m3/h計算,致使排煙風機風量偏小,難以滿足防火使用要求。還有的排風機(系統)垂直方向擔負兩個以上防煙分區(內走道)的排煙,設計上誤將各層防煙分區(內走道)的排風量按各自的面積每m2不小于120 m3/h計算了,而不是按各自的面積每m2不小于60 m3/h計算的,無形中將垂直方向各防煙分區(內走道)排風量加大了一倍,致使各層風道、風口配置偏大。
1.11高層建筑排煙系統排煙口選型不當
《高規》規定,(通風空調)風管穿過防火分區的隔墻處應設防火閥。筆者認為,排煙風管不宜穿過防火墻,如必須穿過時,應在穿防火墻處設當煙氣溫度超過280 ℃時能自動關閉的防火閥,并與排煙風機聯鎖。然而,有的工程在設計時對此有疏忽。如某工程地下室一排煙系統擔負3個房間及1個內走道(各房間與內走道之間的門均為防火門)的排煙,排煙總管上設有一只排煙防火閥,而各房間及走道的排煙口均為單層百葉風口,排煙管穿過各防火墻處均未設排煙防火閥。這樣帶來的問題是:各房間防火門形同虛設,一旦一個房間發生火災,將通過排煙管殃及其它房間。正確的做法是:在單層百葉排煙口后(排煙風管穿防火墻處)增設排煙防火閥(280 ℃自動關閉)或將單層百葉風口改為專用排煙風口(平時常閉,著火時自動開啟排煙,280 ℃重新關閉)。
2在工程設計中存在的問題
2.1供暖入口設置過多
設置供暖入口時,既要考慮室內供暖系統的合理性,又要考慮與室外管線銜接的合理性,不能只圖室內系統設計方便、省事,而不顧及室外管網系統。然而,有的工程供暖入口設置過多。如某7層綜合樓,室內供暖系統分為10個環路(1~2層4個,3~7層6個),供暖入口設置亦達10個之多,同外線銜接點過多,幾個方向均有,不僅給外線施工造成麻煩,也給將來室內系統調節帶來不便。
2.2供暖系統設計不合理
供暖系統設計存在不合理之處:①有的供暖系統由1條主立(干)管引進,分幾個環路,分環上不設閥門,給系統運行調節、維修管理造成不便。②有的供暖管道布置不合理,與建筑專業不易協調,或供暖立管直接立在窗子上,既影響使用,又不雅觀;或者供暖水平管道敷設在通道的地面上,既影響行走,又不便物品放置。③有的供、回水干管高點漏設排氣裝置,一旦集氣,難以排除,影響系統使用。④有的供暖系統,一個環路單程長300 m,致使供、回水干管坡度很難達到規范規定的不小于0.002的要求。⑤有的供暖系統為雙側連接,兩側熱負荷及散熱器數量相差懸殊,而兩則散熱器供、回水支管卻取用相同管徑,兩側水力不平衡,難以按設計流量進行分配。
2.3排風系統設計不合理
如某工程地下室的暗廁(衛生間)等若干個生活用房和設備用房設一排風系統,水平風管長60 m,斷面只有200 mm×200 mm,風阻較大;選用屋頂風機排風,卻將風機安裝在外墻上,顯得很不協調。還有的工程的地下室設若干個包間(均為暗房),各包間均采用吊頂排氣扇,排風經數十米長的水平風管排出室外,風管斷面僅有150 mm×150 mm,阻力大,排風效果差。
2.4空調系統的選擇不合理
如某工程設有指揮大廳、會議廳、計算機房等,此類性質的用房,理想的空調系統應是低速風道系統,而設計卻采用了風機盤管系統,且未設新風補給系統,顯然是不合理的。又如某工程甲方要求部分房間室內設計參數為:冬季tn=18~22 ℃,φ=55%±5%,夏季tn=25~26 ℃,φ=60%±5%;另一部分房間tn=22±2 ℃,φ=40%~60%,潔凈級別小于10 000級,新鮮空氣40~60 m3/(h*人)。對這兩類性質的用房,設計上采用了風機盤管系統,且未設新風補給系統。這樣的系統滿足不了甲方所提的要求。
2.5廁所采用風機盤管時未加新風
廁所內既要滿足溫度要求,又要排除臭味,保證衛生要求。然而,有的工程的廁所既無排風,又無新風補給,單純采用臥式暗裝風機盤管供冷、供熱,造成臭氣自身循環,這是不妥當的。
2.6平衡閥的設置與口徑選擇存在問題
空調冷凍水系統宜設置平衡閥,一般應設在回水管上。而有的工程新風機組冷凍水供、回水管上均設置了口徑與管徑相同的平衡閥。筆者認為,供水管上不必設置平衡閥,僅在回水管上設置即可。平衡閥口徑應通過校核計算確定。
3設計圖紙方面存在的問題
3.1設計說明內容不完整
《設計深度規定》對暖通空調設計說明應包括的內容作了明確規定。設計說明應有室內外設計參數;熱源、冷源情況;熱媒、冷媒參數;供暖熱負荷及耗熱量指標,系統總阻力;散熱器型號;空調冷、熱負荷;系統形式和控制方法;消聲、隔振、防火、防腐、保溫;風管、管道材料選擇、安裝要求;系統試壓要求等。然而,有些工程的設計說明內容很不完整。
3.2平面圖深度不夠,有些應該繪制的內容遺漏
《設計深度規定》對暖通空調平面圖要表示的內容作了詳盡的規定。然而,相當多的工程設計未完全按規定繪制,存在的主要問題是:供暖平面圖,有些未標注水平干管管徑及定位尺寸;有的立管未編號;有的雖標注了立管號,但卻將立管漏畫;有的二層至頂層合畫一張平面圖,散熱器數量亦分層進行了標注,但卻未注明相應層次;有的僅畫有首層供暖平面,而未畫二層至頂層供暖平面。通風空調平面圖,有些未注明各種設備編號及定位尺寸;有的未說明冷凍水管道管徑及定位尺寸。還有的公共建筑設計,將廚房部分的供暖、通風、空調等內容留給廚房設備生產廠家去做,這是很不合適的。
3.3系統圖深度不夠
《設計深度規定》對暖通空調系統圖繪制有明確要求。但有些工程設計未按規定執行。存在的主要問題是:供暖系統圖,有的立管無編號,而以建筑軸線號代替;有的管道號注了坡度、坡向,但未注明管道起始端或終末端標高;有的管道變化處(轉向處)標高漏注;有的甚至未畫供暖系統圖或立管圖。空調通風設計,有些工程未畫空調冷凍水系統圖和風系統圖(如果平面圖完全交代清楚,可以不畫系統圖,但對于一些較為復雜的通風空調設計,單靠平面圖是難以表達清楚的)。
4問題原因及克服方法
4.1對現行設計規范、規定、標準學習不夠,貫徹執行不夠,因此應加強對現行設計規范、規定、標準的學習,提高貫徹執行設計規范的自覺性。
4.2設計過程中缺乏多方案技術經濟比較,隨意性較大。應像建筑方案設計一樣,進行多方案比較,作出合理的設計。
4.3圖紙審查不嚴甚至流于形式。應堅持三審(自審、審核、審定)制,確保設計(含圖紙、計算書)質量,杜絕出現差錯。
結束語:
綜上所述,暖通空調的設計問題,是直接關系到暖通空調項目成敗的重大問題。暖通空調的設計,不僅涉及面廣,而且影響因素多,是十分復雜的技術工作。優秀的暖通空調工程設計者,必須對設計方案中涉及到的種種因素進行綜合考慮。在此基礎上進行科學設計,才能避免因為片面和主觀因素造成的損失,尋找到符合最大經濟效益和功能要求的暖通空調工程設計方案。
參考文獻:
[1]采暖通風與空氣調節設計規范(GB50019―2003)
關鍵詞:暖通規范 圍護結構節能
一、暖通的概念
“暖通”是指采暖、通風、空氣調節這三個方面。暖通設計是指該項目中的所需要的“空氣調節系統”簡稱“空調系統”。一般“空調系統”包括制冷供暖系統,新風系統,排風(排油煙)系統等的綜合設計。所以說“暖通”從功能上說是建筑的一個組成部分。從建筑設計來說,他是建筑設計的一個分項。并不是單指“空調”。暖通專業在民用建筑和工業建筑中發揮著重要的、不可缺少的作用。
二、 暖通設計的3個階段
暖通設計包括3個階段,即方案階段、初步設計階段和施工圖階段。
1、方案構思階段
要根據具體建筑的特點,寫出構思方案,說明采用此方案的原因,主要采取的哪些技術手段等,為實際施工奠定基礎。
2、初步設計階段
設計前要與業主、相關的政府部門、設計部門進行溝通,了解建筑的供熱方式、用途和所在城市氣候特點等因素,然后根據上述因素設計建筑的中央空調系統、消防通風系統等。要寫出初步設計文本文件,進行具體的方案設計、設備計算選型、材料的選用等,還需繪制相關圖紙,給下一步施工圖設計提供依據。
3、施工圖階段
施工圖是工程項目實施的依據,初步設計后,如果沒有大的變化,就可按照初步設計時形成的思路進行深化設計;如果實際情況和初步設計時不一致,就要重新設計整個暖通。要按照國家的要求,采用逐時負荷計算法計算空調冷熱負荷的計算和通風量及排煙量和設備的選型,基本的參數和設備選擇后,就可以進行系統的設計并繪制圖紙。圖紙要說明工程的大概情況,采用怎樣的空調系統、通風系統、消防系統和控制方式,如何安排風管、水管的走向,標高,管徑大小,設備的排放方式,需要多少的送風量,采用怎樣的保溫防腐材料,采用怎樣的隔振消音形式等等。
三、暖通設計中存在的問題及解決辦法
(一)存在的問題
1、供暖熱負荷計算有漏項和錯項有的工程在計算供暖熱負荷時未計算冬季供暖系統的熱負荷,即包括加熱由門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量這部分耗熱量,致使供暖熱負荷出入較大;設計規范對圍護結構耗熱量計算各朝向修正率做了明確規定,而有的工程卻隨意更改各朝向修正率,導致圍護結構耗熱量計算不準確。
2、室內外空氣計算參數不符合規范要求
設計規范規定,冬季室內空氣計算參數,盥洗室、廁所不應低于12 ℃,浴室不應低于25 ℃。然而,有的公共建筑的廁所、盥洗間、住宅建筑的衛生間未設散熱器,很難達到室溫不低于12 ℃和25 ℃的要求。還有的住宅建筑的廚房沒有按照室內溫度亦應按不低于12 ℃的要求設置散熱器設散熱器。
3、未單獨配置樓梯間散熱器立、支管
在樓梯間或其它有凍結危險的場所,其散熱器應由單獨的立、支管供熱,且不得裝設調節閥。然而,有的工程將樓梯間散熱器與相鄰房屋供暖房間散熱器共用一根立管,采用雙側連接,一側連接樓梯間散熱器,另一側連接相鄰房屋散熱器,而且散熱器支管上設置了閥門。這樣,由于樓梯間難以保證密閉性,一旦供暖發生故障,可能影響相鄰房屋的供暖效果,甚至凍裂散熱器。
4、供暖管道敷設坡度不符合規范要求設計規范規定,供暖管道的敷設應有一定的坡度,對于熱水管坡度宜為0.003,不得小于0.002。然而,有的工程供暖管道坡度只有0.001~0.001 5。如果熱水管道由于條件限制采用無坡度敷設,此時應保證管中的水流速不得小于0.25 m/s。
5、衛生間散熱器類型選擇不當
相對濕度較大的房間宜采用鑄鐵散熱器。然而,不少工程的衛生間采用鋼制散熱器,亦未加強防腐措施,如果在溫度較大的房間采用鋼制閉式散熱器,散熱器的串片沒使用幾年就會被腐蝕,此類場所最好采用鑄鐵散熱器或鋁制散熱器,防止散熱器的串片被腐蝕或生銹。
6、廚房操作間通風不符合規范
《飲食建筑設計規范》(JGJ 64-89)中規定:計算排風量的65%通過排氣罩排至室外,而由房間的全面換氣排出35%;排氣罩口吸氣速度一般不應小于0.5 m/s,排風管內速度不應小于10 m/s;熱加工間補風量宜為排風量的70%左右,房間負壓值不應大于5 Pa。然而,有的工程排氣罩罩口吸氣速度遠小于0.5 m/s,排風機風量不足,甚至有的工程的廚房未設排氣罩,僅在外墻上設幾臺排氣扇;有的工程未設置全面換氣裝置,亦未考慮補風裝置,難以保證室內衛生環境要求及負壓值要求。
7、膨脹水箱與熱(冷)水系統的連接不達標
《鍋爐房設計規范》(GB 50041-92)規定,高位膨脹水箱與熱水系統的連接管上不應裝設閥門。這里所說的連接管是指膨脹管和循環管。此規范也適用于空調冷凍水系統。但有的空調冷凍水系統高位膨脹水箱的膨脹管接至冷凍機房集水器上且安裝了閥門,這對整個暖通系統的安全造成了威脅。
8、通風空調系統防火閥的設置不符合規范要求
設計規范中規定,風管不宜穿過防火墻或變形縫,如必須穿過時,應在穿過防火墻處設防火閥;穿過變形縫時,應在兩側設防火閥。然而,有的高層建筑,風管穿過變形縫時僅在一側設有防火閥,而另一側則未設。甚至有的風管穿防火墻處未設防火閥,另外,有些工程防火閥的未按要求應緊靠防火墻設置,且連接防火閥的穿墻風管厚度小于1.6 mm。此外,防火墻兩側各2 m范圍內的風管應采用不燃材料保溫。但有些工程通風空調風管上的防火閥隨意設置,遠離防火墻,其間的風管既未達到規定的厚度,也未采取任何保護措施,存在安全隱患。
9、防煙樓梯間前室送風口風量的確定有問題
設計規范對高層建筑防煙樓梯間前室加壓送風量作出了規定,并分情況給出了具體風量值。該條附注中說明開啟門時通過門的風速不宜小于0.7 m/s;條文說明中規定了門的開啟數量,由此我們可以算出各層前室送風口的風量應為L/2(20層以下)或L/3(20層以上,L為前室總加壓送風量)。然而,有的工程防煙樓梯間前室送風口配小了。應按規定配置風口大小。
10、對防煙分區排風量理解不準確
設計規范中的排煙風機風量是指選擇排煙風機的風量,并不是指當排煙風機擔負兩個或兩個以上防煙分區排煙時,防煙分區排風量加大一倍,而是當排煙風機不論是水平方向或垂直方向擔負兩個或兩個以上防煙分區排煙時,只按兩個防煙分區同時排煙來確定排煙風機的風量,致使排煙風機風量偏小,難以滿足防火使用要求。還有的排風機(系統)垂直方向擔負兩個以上防煙分區(內走道)的排煙,設計上未按各自的面積每m2不小于60 m3/h計算的,無形中將垂直方向各防煙分區(內走道)排風量加大了一倍,致使各層風道、風口配置得偏大。
(二)問題原因及克服方法
1、設計過程中缺乏多方案技術經濟比較,隨意性較大。應根據每棟建筑的特點、供熱方式、用途和所在城市氣候特點等因素,設計建筑的中央空調系統、消防通風系統采用何種形式。
2、對現行設計規范、規定、標準學習不夠,貫徹執行不夠,因此應加強對現行設計規范、規定、標準的學習,提高貫徹執行設計規范的自覺性。
3、采用合理溫度與風量,減少空調能耗
夏季室內設計溫度如果每降低1℃或冬季設計溫度每升高1℃,其工程投資將增加6%,能耗將增加8%。適當提高夏季以及降低冬季的室內空氣溫度,都將起到顯著的節能效果。與此同時,為保證室內空氣質量以及人們對新鮮空氣的需要,現行《采暖通風與空氣調節設計規范》對最小新風量作出明確規定,要求建筑滿足國家現行有關標準。合適的風量也能夠在一定程度上解決室內空氣質量問題,降低空調能耗。
4、改善建筑的圍護結構,保持室內溫度
圍護結構節能,指通過改善建筑物圍護結構的熱工性能,使得建筑在夏季隔絕室外熱量進入室內,冬季防止室內熱量泄出室外,以保持室內盡可能接近舒適溫度,減少通過輔助設備如采暖、制冷設備來達到合理舒適室溫的負荷,并最終達到節能的目的。因此圍護結構發揮著重要的節能作用。
暖通工程設計階段的預算管理不僅會對工程項目建設的后續管理效率產生直接影響,而且是整個項目投資能否取得良好效益的關鍵所在。但是,長期以來,我國暖通工成本程建設者在整個工程項目的預算管理過程中,往往將主要精力放在施工階段的審核施工圖預算以及竣工決算階段,而忽視了設計階段的預算管理,從而導致當前我國暖通工程設計階段的預算管理工作仍存在諸多問題。具體而言,主要表現在如下三個方面:第一,從事暖通工程設計階段預算管理工作的專業人士較少,在對工程投資項目進行可行性分析的時候,不能充分結合工程所在地的實際情況設計有效的暖通能源供應、資金投入、運行成本以及暖通負荷等指標,導致出現初投資增加、能耗過大以及運行費用過高等不良情形,從而使業主因費用過高、投資不足等原因而被迫停工或修改設計,造成一定的經濟損失;第二,暖通工程設計人員在工作過程中大多只重視專業技術水平的提升,而缺乏一定的經濟觀念,加之受地域、經濟水平等條件差異的影響,設計階段的預算人員又大多采取靜態式的預算,一味沿用當地主管部門頒布的現行定額、計算程序、收費標準等辦事,導致投資預算質量不高,使暖通工程設計技術和預算之間出現較大缺口,導致暖通工程預算難以控制,甚至出現預算過高現象,進而無法在實際工作過程中發揮其應有的指導作用;第三,部分暖通工程設計人員在實際工作過程中,還容易出現方案設計和預算指標不相符、不做詳細的負荷計算和設備選型計算、設計思想保守等問題,從而導致在選擇空調方案或設計系統時,出現諸多問題,如不將業主的經濟利益放在第一位,只根據估算指標選擇暖通設備,從而出現主機選擇不當、系統設計不合理等不良現象,這不僅會增加初投資,而且會提高運行成本。
2解決暖通工程設計階段預算管理工作中存在問題的措施
2.1降低暖通工程設計項目的變更頻次由于受設計圖紙不完善、設計深度不夠以及人為惡性競爭等因素的影響,都會導致設計項目發生變更,而對于暖通工程而言,設計階段方案的變更就意味著工程規模、建設標準以及相關專業設計內容等諸多方面均可能發生重大變化,這不僅會增加成本費用導致投資失控,而且會對工程進度產生不利影響。因此,這就要求暖通工程建設項目相關負責人在實際工作中應當做好如下幾個方面的工作:首先,應當加強對設計階段合同的管理,給設計單位充足的設計時間,使其充分做好設計前的準備工作,并對暖通工程項目的方案設計、初步設計、施工圖設計各階段進行嚴格的審批,并實時與設計單位進行溝通,使其充分理解設計意圖和功能需求;其次,在暖通工程進行設計階段預算的過程中,應當權衡工程全壽命建設周期等因素,最大限度的規避設計項目的變更風險;最后,在對暖通工程設計方案進行選擇時,應當綜合考慮可能對設計方案造成影響的各種因素,從而控制變更頻次,減少不必要的預算變更。
2.2設置合理的暖通工程控制目標系統暖通工程作為一項龐大的系統性工程,具有施工周期長、建設復雜、規模巨大、數量多、變化大等特點,因此,要想對暖通工程的投資預算進行有效的控制,就必須充分結合暖通工程的特點,實行分段管理,根據暖通工程不同階段的特性設置不同的暖通工程控制目標系統。具體而言,暖通工程控制目標系統主要包括投資估算、設計概算以及設計預算三個方面,其中投資估算是方案設計和初步設計階段的控制目標,設計概算是技術設計和施工圖設計的控制目標,而設計預算則是建安工程投資的控制目標。三個階段不同的控制目標相互影響,相互補充共同構成了暖通工程控制目標系統。在實際工作過程中,合理的控制目標系統會對暖通工程建設產生積極的促進作用,相反,過高或過低的控制目標系統均會對暖通工程建設產生不利影響。
2.3大力推廣暖通工程設計監理制當前,在暖通工程建設過程中施工監理制已經得到了廣泛應用,而設計監理制則仍處于起步階段,因此,這就要求在實際工作過程中,應當盡早讓監理公司參與暖通工程項目建設,使其在施工前期對項目的可行性進行研究,并參與到設計方案的制定以及財務評價工作中去,從技術和經濟方面對設計方案進行綜合評定,嚴格審查設計預算,降低設計環節錯誤的發生率,減少不必要的資源浪費,從而在保證暖通空調系統在安全、合理、可靠、經濟的前提下,實現高效的暖通工程預算管理。
2.4嚴格執行暖通工程限額設計辦法限額設計是指嚴格按照批準的設計任務書及投資估算來控制初步設計,并按照批準的初步設計概算控制施工圖設計,將總控制額分解到各專業的過程。就暖通工程而言,限額設計就是指暖通工作人員在制定設計方案的過程中,應當綜合考慮技術經濟因素,對工程設計的技術和經濟效果進行科學的評估,并將預算理念貫穿到設計階段實際工作的全過程,從而保證工程預算在可控范圍內。此外,還可以設置相應的設計獎懲制度,對采用新材料、新工藝、新設備而使初投資成本和運行費用下降的單位和個人給予相應的獎勵,而對設計錯誤、漏項過多的給予一定的懲罰,做到獎罰分明,提高暖通工程設計階段預算管理的有效性。
3結語
關鍵詞:暖通空調 設計 要點 問題
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
暖通空調(Heating, Ventilation and Air Conditioning, 簡稱HVAC)是現代建筑中不可或缺的重要組成部分,其主要有采暖、通風和空氣調節三個功能。暖通空調在為人們帶來方便的同時,也會暴露其自身的一些缺點。據統計,暖通空調在耗能方面可算是大戶,其能耗占全國總能耗的15%以上。因此,暖通空調不僅關系到人民生活水平的提高,而且還關系到國家的能源損耗、環境污染。所以,如何既要盡可能的發揮暖通空調的功效,實現提高建筑物室內舒適度這一目標,又能進一步減少能耗、減少環境污染往往成為暖通空調設計的關鍵。
一、暖通空調設計要點
1、設計方案要根據建筑實際需要
在工程的方案設計階段要讓設備工程師參加設計工作,目前還存在一些工程只有建筑師參與設計而難免照顧不到設備空間,使得設備工程師難以完成設備設計,設備工程師可以在建筑師設計時提出相應的要求,進而避免出現不合理的設備設計,例如機房位置過于偏僻導致風道過長而影響功能和效益,或是進風口和排風口擠到一處、機房處在管道夾層等等不合理的情況;其次,方案設計前要清晰地了解建筑物情況,弄清建筑物的位置和附近各種管線的設置地點和方式,明確建筑使用時間、人員數量和是否要排除廢氣等情況,清楚建筑物的層數、層高和總高度,知道建筑物內防火、防煙分區和防火墻、火災疏散路線等情況,了解建筑結構和暖通空調系統設備的可能位置等等,以便方案設計能夠更好地滿足實際要求。
2、設計方案要具有可行性
(1)設計方案必須按照相關的法規和規范進行設計;
(2)要能夠滿足系統的使用要求和供電、供水等方面的要求,以保證設計方案可行、可靠;
(3)要考慮經濟性的問題,在滿足設計要求并采用相同的設備檔次、舒適情況、節能情況等條件時選擇最科學、合理的方案,不能單單考慮經濟性而不關注基準條件的不同;
(4)要讓系統擁有盡量好的可調節性,能夠滿足全年氣候條件的要求,并根據實際情況決定采用何種控制方式以滿足系統的操作要求;
(5)要考慮系統的安全性能,按照相關防火設計規范做好防火安全設施,考慮系統運行可能對室內環境和人員、物品的不利影響;
(6)要重視系統運行對環境的影響,如今環境保護問題已經成為整個社會關注的熱點話題,在設計系統的方案時要盡量滿足環境保護的相關要求,避免系統運行不長時間就必須進行改造的情況發生。
二、在暖通空調設計中容易出現的問題
1、空調設計
空調設計中一般存在以下問題:
(1)因現在的空調設計很多采用的是經驗估值,設計人員為提高安全系數,往往會加大空調設計負荷量,這種情況直接造成的成本閑置及浪費,這就要求設計人員能夠詳盡地進行設計計算,力求設計精確。
(2)空調水系統平衡問題未能考慮到,或是水系統平衡閥選擇錯誤,為節省造價本應采用動態平衡閥的確采用了靜態平衡閥。
(3)空調末端設備在選型過程中偏大,或是設計過程中未考慮設置靜壓箱等,造成運行期間的噪音過大,對于大型商業中心吊頂式風柜多是安裝于商鋪內或是公共走道上方,這種現象將使得購物環境質量降低,有些甚至無法正常營業。
(4)對空調實際使用中今后將碰到的管理收費問題,未做細致考慮,如各出租、出售辦公室及功能不同的場所,有必要考慮能量計量的未設計能量計量儀器。
(5)空調冷凝水排放的管線設計過長,容易造成排放不暢。
(6)空調送風管未進行防冷橋設計,造成日后滴水現象。
(7)水泵選型流量過大,造成運營功率過大。
(8)衛生間排風系統設計管路過長,排風效果不佳
2、供暖系統設計不合理。
供暖系統設計存在不合理之處:
(1)有的供暖系統由1 條主立(干)管引進,分幾個環路,分環上不設閥門,給系統運行調節、維修管理造成不便。
(2)有的供暖管道布置不合理,與建筑專業不易協調,或供暖立管直接立在窗子上,既影響使用,又不雅觀;或者供暖水平管道敷設在通道的地面上,既影響行走,又不便物品放置。
(3)有的供、回水干管高點漏設排氣裝置,一旦集氣,難以排除,影響系統使用。
(4)有的供暖系統為同程式,一個環路單程長300 m,致使供、回水干管坡度很難達到規范規定的不小于0.002 的要求。
(5)有的供暖系統為雙側連接,兩側熱負荷及散熱器數量相差懸殊,而兩則散熱器供、回水支管卻取用相同管徑,兩側水力不平衡,難以按設計流量進行分配。
3、大型風機的變頻控制問題
因為暖通空調一般覆蓋的面積比較大,所以為了保持每一部分風量的平衡,在大型風機上必須配置變頻器。但是在實際的設計中往往有一些開發商為了節約成本,經常出現一些送排風機未配置變頻器的情況。這樣在風機的實際工作中,各風口風量的調節就難以平衡,特別是在總風量附加系數比較大時,不僅會出現各風口風量及總風量難以調節,而且會造成風機的喘震,運行一段時間之后,就會損壞風機或電機。
4、噪音問題
一般安裝暖通空調的都是居民區、大型超市、醫院、政府部門等人口較多的地方,所以對噪音的要求也就特別嚴格。但在實際對有些設備進行選擇時會出現未按照室內外噪音標準來進行的情況,例如,在空調機組里或總的送風、回風及排風管道上沒有采取消聲措施,而按照規定是管道內風速如果超過8m/s,就必須安裝消聲器。此外,還要注意的是,如果混流風機噪音太大,就不要安裝在室內,假如設備放在室外其實際噪音還在80分貝以上的話,就不要選擇此類型的風機。
5、通風空調系中防火閥的設計不達標
《高規》里有這樣的要求,即通風管道不適宜通過防火墻或者出現變形的縫隙,在不得不通過的情況下,在通過防火墻處要設置防火閥;在通過出現變形的縫隙時要在兩側均安裝防火閥。但是一些高層建筑的暖通系統中,風管通過防火墻時并沒有防火閥;或者,通過變形縫隙時防火閥只設置在一側,這樣極易造成安全隱患。然而,在施工中也存在著另一種情形:在出現變形縫隙的地方沒有墻體,這樣一來變形縫的兩邊即可連接成一片防火區域,在這種條件下通常不建議設置防火閥。除此之外,一些工程的防火閥的安裝位置不符合相關要求。理論上應當在防火墻200m處安裝防火閥,連通防火閥與防火墻的穿墻風管厚度δ≥1.6 mm,并且在防火墻的兩側各2m范圍內,所有風管都要使用不可燃燒的材料進行保溫。然而,有的工程在設計施工過程中,在通風空調的風管上草率地安裝上防火閥,所使用的風管均沒有標注加厚的數值,加上防范方面存在漏洞,工程安全令人堪憂。
綜上所述,隨著經濟的發展,我國的城市建設步伐日益加快,城市人口隨之增多,同時居民住宅工程建設也在增長。這些都對城市暖通空調工程提出了更高的要求,但是客觀來講,目前我國城市暖通空調工程還是存在一定的問題,最主要的是體現在設計方面,如何進行設計上面的改進成為了目前為止亟待解決的難題。
參考文獻: