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【摘 要】 暖通空调工程是高层建筑设计中的重要组成部分，为了提高建筑的宜居性，使建筑工程更好地满足居民的居住需要，同时降低建筑在使用过程中的能耗，在进行建筑的暖通工程进行设计时，应本着经济性与实用性的原则，根据建筑工程的实际功能和用途进行暖通空调设计。本文对高层建筑暖通空调设计进行了探讨。
【关键词】 高层建筑；暖通空调；设计
一、暖通空调的工作原理概述
暖通空調的工作原理主要是制冷剂在空调制冷机组内的蒸发器中与冷冻水进行热量狡猾而发生的气化现象，这个过程能够使冷冻水的温度降低，被气化的制冷剂在空压机的作用下，产生高压高温的气体，气体流经过制冷机组的冷凝器的时候会被降温，由气体转变为液体，降温后的冷冻水又经过水泵送到热交换器里与混风进行冷热交换，形成的冷风源经送风管路带到房间中去，这样的循环反复使夏季的热量被转化成冷风后又释放回房间中。
二、暖通空调设计的原则
1、安全性原则
高层建筑物暖通空调系统的安全性的提高是要通过对设备多方面改善来达到的。笔者认为，应当从“设计—研发—管理—规范”的过程入手，从五个方面来提高安全性：人员环境安全、系统设备运行安全、物品摆放安全、物品防火环境安全、重要设备防火环境安全。在一些易燃易爆工程中，通风空调系统必须严格按照安全标准设计，设计人员不仅要考虑实用性，最重要的是要考虑安全性。否则暖通空调在运行中，一旦发生可燃性气体、液体泄漏，后果将不堪设想。应按照有关防火设计规范来考虑防火安全问题，设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全等。因此，在设计一些燃油燃气锅炉房过程中，应采取科学严谨的防爆技术。其次，报警系统也是设计方案中的必要部分。
2、生态指令的首要目标
生态指令希望通过推动能效产品的使用而减少CO2整体排放。由于对全球暖通空调行业的高效和安全制冷剂的使用采取了不必要的和未经证实的限制措施，这个目标的实现可能会受到影响。我们都知道，暖通空调产品包括制冷剂的环保性能都应该在初步研究的基础上进行评估，但是，我们并不支持将制冷剂的类型作为生态设计的基本需求。
3、能效和安全
暖通空调产品的性能和能效不单单与所充灌制冷剂的GWP值有关，也与设计参数有着千丝万缕的联系，因此仅对其中的某个因素进行限制势必将影响产品的优化性能。另外，对于低GWP值制冷剂的任何激励措施都可能促使该类制冷剂的应用，但也可能增加了设备的能耗。以CO2制冷剂在商用制冷设备中的应用为例，在北欧和中欧将看到非常好的能效性能，但在气候比较热的南欧，这可能导致能耗的增加。最后，由于低GWP值制冷剂的物理化学特性，该类制冷剂在整个生命周期的使用，包括维护和报废等，可能产生一些安全风险。
三、高层建筑暖通空调系统设计中应注意的问题
1、空调循环水泵的选型问题
暖通空调存在的主要问题之一是循环水泵所承载的容量过大，这主要是因为：第一，系统循环在计算阻力时取值偏大；第二，设计时所计算的冷负荷比较大；第三，在计算系统的水力平衡时不准确，而在正式使用之前又缺乏全面的调试；第四，在计算静水压力时，常常错误地将其作为系统循环的阻力来计算，这就造成了第一点提到的循环阻力值偏大的问题。在设计的具体过程中，水泵容量应该根据冷负荷在不同时刻和不同扬程所出现的变化而随时改变，这样可以使不同条件下水泵容量达到最优化，同时通过控制定速泵的数量和调频泵的速度来进行节约能源，这种方法方便简洁，而且能达到很好的效果。
2、供暖方面
我们从暖通空调的设计规范中可以看出，在对高层建筑进行暖通空调设计时，若采用热水采暖系统，则要在热力入口处的管道上装置压力表、温度计、除污器等，在必要的情况下，还应该装置热量计等。在实际设计过程中，设计人员往往只会考虑入户时的热力装置的设计问题，而忽略了入口处的热力装置设计问题，这就会使设计上出现失误。在考虑入口的数量问题时，设计人员除了要考虑开发商的管理成本之外，还需要考虑室内供暖系统和室外衔接系统的合理性，要兼顾进行，只考虑一方面很容易造成失误。设计规范中还规定，在楼梯内等有可能产生管道冻结的地方，应该用立支管独立供暖，而且在此处不能够装置可调节的阀门。在具体实施过程中，往往是用一根立支管，在一端装置于邻间，而在另一端则需要安装于楼梯间，但这种方法往往会由于密闭性不足而导致供暖故障，影响邻室的取暖效果。规范中还提到了在带有商铺的住宅中进行供暖设计时，应该考虑住宅内的公共房间和公共空间，在这样的地方设置独立的供暖系统。但在实际过程中，一些商铺是没有独立的热力装置的，他们与住宅区采用统一的系统，这存在一定的隐患。在高层建筑中，一般采用的是公共的立管，这主要是通过考虑设备散热、水力平衡、承压能力等及管道用材等因素而决定的，而且将立管与供暖系统进行纵向分区设置，还能够兼顾管道的热补偿问题。在工程建设中常常会在伸缩器的装置，对热膨胀量的校对不够仔细，这会影响补偿器的准确安置。而如果在补偿器的周边安置一个支架，有可能对补偿器的作用有所影响，严重会出现支管由于热涨拉伸而出现断裂的情况。
3、空调通风方面
在实际操作过程中，暖通空调容量偏大的状况也屡屡发生，这主要是由于以下两个原因造成的。第一，在设计时往往要考虑多种条件下的安全系数，兼顾太多，就会造成制冷机的容量比使用手册中所计算的冷负荷大，而且要比在实际运行过程中显示出的空调容量峰值大很多。第二，目前很多设计人员在设计空调系统时，主要采用的是负荷指标估算的方式，这样的计算结果也会造成制冷机容量比实际运行中出现的大的问题，而且会造成成本预算的增加，更甚者有可能会影响制冷机的运行效果。除此之外，还有就是在选择水泵的扬程时也会出现不合理的现象。在水泵扬程的选择上，会因为设计的不同而出现较大的差异，这在暖通空调中比较常见。例如有一个工程中将冷却塔放在高达80m的屋顶上，采用闭式的循环系统，而此时如果设计者在设计时将这个高度加进扬程，那么就会在设计中出现95m的扬程。设计者有时还会忽略气候的变化来选择水泵，由于季节差异会造成的流量的差别，如空调在夏天时，大概需要7℃～12℃的冷却水，流量达400m3/h，而在冬天时则需要五六十度的热水，流量达200m3/h，这就很明显可以看出夏天所需要的水循环流量要比冬天所需的流量多出很多，那么这时如果选择在不同季节共用一台水泵就明显不合理，应该根据季节的不同来选择不同的方式设置。
高层建筑物暖通空调系统需要调节的量一般包括空调对象的温度和相对湿度的调节，送风量、湿度的调节，冷却水泵和冷冻水泵的转速调节，冷却塔风扇以及风机转速的调节，工况转换监测和控制，变送风流量调节及变水量流量调节等。这些量可以作为空调系统控制的被控量也可作为系统要优化的量。
四、结束语
经济的迅速发展促使建筑业规模不断壮大，建筑能耗也日益增高。建筑能耗是关系到整个社会经济发展方向的重大因素。而建筑暖通设计关乎建筑能耗的高低。要在设计初期就充分考虑系统的科学性和高效性，适应可持续发展战略的要求。同时帮助企业在行业竞争正处于领先地位，在获得经济效益的同时，树立良好的企业形象，获取更大的社会效益。
参考文献：
[1]韦洁，于海.高层建筑暖通空调设计要点分析[J].工程建设与设计，2010（05）.
[2]胡清蓉.高层建筑暖通空调设计探析[J].现代商贸工业，2010（22）.
[3]梁斯麒.高层建筑暖通设计中存在的问题及改进策略[J].科技促进发展（应用版），2010（02）.
【关键词】 高层建筑；暖通空调；设计
一、暖通空调的工作原理概述
暖通空調的工作原理主要是制冷剂在空调制冷机组内的蒸发器中与冷冻水进行热量狡猾而发生的气化现象，这个过程能够使冷冻水的温度降低，被气化的制冷剂在空压机的作用下，产生高压高温的气体，气体流经过制冷机组的冷凝器的时候会被降温，由气体转变为液体，降温后的冷冻水又经过水泵送到热交换器里与混风进行冷热交换，形成的冷风源经送风管路带到房间中去，这样的循环反复使夏季的热量被转化成冷风后又释放回房间中。
二、暖通空调设计的原则
1、安全性原则
高层建筑物暖通空调系统的安全性的提高是要通过对设备多方面改善来达到的。笔者认为，应当从“设计—研发—管理—规范”的过程入手，从五个方面来提高安全性：人员环境安全、系统设备运行安全、物品摆放安全、物品防火环境安全、重要设备防火环境安全。在一些易燃易爆工程中，通风空调系统必须严格按照安全标准设计，设计人员不仅要考虑实用性，最重要的是要考虑安全性。否则暖通空调在运行中，一旦发生可燃性气体、液体泄漏，后果将不堪设想。应按照有关防火设计规范来考虑防火安全问题，设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全等。因此，在设计一些燃油燃气锅炉房过程中，应采取科学严谨的防爆技术。其次，报警系统也是设计方案中的必要部分。
2、生态指令的首要目标
生态指令希望通过推动能效产品的使用而减少CO2整体排放。由于对全球暖通空调行业的高效和安全制冷剂的使用采取了不必要的和未经证实的限制措施，这个目标的实现可能会受到影响。我们都知道，暖通空调产品包括制冷剂的环保性能都应该在初步研究的基础上进行评估，但是，我们并不支持将制冷剂的类型作为生态设计的基本需求。
3、能效和安全
暖通空调产品的性能和能效不单单与所充灌制冷剂的GWP值有关，也与设计参数有着千丝万缕的联系，因此仅对其中的某个因素进行限制势必将影响产品的优化性能。另外，对于低GWP值制冷剂的任何激励措施都可能促使该类制冷剂的应用，但也可能增加了设备的能耗。以CO2制冷剂在商用制冷设备中的应用为例，在北欧和中欧将看到非常好的能效性能，但在气候比较热的南欧，这可能导致能耗的增加。最后，由于低GWP值制冷剂的物理化学特性，该类制冷剂在整个生命周期的使用，包括维护和报废等，可能产生一些安全风险。
三、高层建筑暖通空调系统设计中应注意的问题
1、空调循环水泵的选型问题
暖通空调存在的主要问题之一是循环水泵所承载的容量过大，这主要是因为：第一，系统循环在计算阻力时取值偏大；第二，设计时所计算的冷负荷比较大；第三，在计算系统的水力平衡时不准确，而在正式使用之前又缺乏全面的调试；第四，在计算静水压力时，常常错误地将其作为系统循环的阻力来计算，这就造成了第一点提到的循环阻力值偏大的问题。在设计的具体过程中，水泵容量应该根据冷负荷在不同时刻和不同扬程所出现的变化而随时改变，这样可以使不同条件下水泵容量达到最优化，同时通过控制定速泵的数量和调频泵的速度来进行节约能源，这种方法方便简洁，而且能达到很好的效果。
2、供暖方面
我们从暖通空调的设计规范中可以看出，在对高层建筑进行暖通空调设计时，若采用热水采暖系统，则要在热力入口处的管道上装置压力表、温度计、除污器等，在必要的情况下，还应该装置热量计等。在实际设计过程中，设计人员往往只会考虑入户时的热力装置的设计问题，而忽略了入口处的热力装置设计问题，这就会使设计上出现失误。在考虑入口的数量问题时，设计人员除了要考虑开发商的管理成本之外，还需要考虑室内供暖系统和室外衔接系统的合理性，要兼顾进行，只考虑一方面很容易造成失误。设计规范中还规定，在楼梯内等有可能产生管道冻结的地方，应该用立支管独立供暖，而且在此处不能够装置可调节的阀门。在具体实施过程中，往往是用一根立支管，在一端装置于邻间，而在另一端则需要安装于楼梯间，但这种方法往往会由于密闭性不足而导致供暖故障，影响邻室的取暖效果。规范中还提到了在带有商铺的住宅中进行供暖设计时，应该考虑住宅内的公共房间和公共空间，在这样的地方设置独立的供暖系统。但在实际过程中，一些商铺是没有独立的热力装置的，他们与住宅区采用统一的系统，这存在一定的隐患。在高层建筑中，一般采用的是公共的立管，这主要是通过考虑设备散热、水力平衡、承压能力等及管道用材等因素而决定的，而且将立管与供暖系统进行纵向分区设置，还能够兼顾管道的热补偿问题。在工程建设中常常会在伸缩器的装置，对热膨胀量的校对不够仔细，这会影响补偿器的准确安置。而如果在补偿器的周边安置一个支架，有可能对补偿器的作用有所影响，严重会出现支管由于热涨拉伸而出现断裂的情况。
3、空调通风方面
在实际操作过程中，暖通空调容量偏大的状况也屡屡发生，这主要是由于以下两个原因造成的。第一，在设计时往往要考虑多种条件下的安全系数，兼顾太多，就会造成制冷机的容量比使用手册中所计算的冷负荷大，而且要比在实际运行过程中显示出的空调容量峰值大很多。第二，目前很多设计人员在设计空调系统时，主要采用的是负荷指标估算的方式，这样的计算结果也会造成制冷机容量比实际运行中出现的大的问题，而且会造成成本预算的增加，更甚者有可能会影响制冷机的运行效果。除此之外，还有就是在选择水泵的扬程时也会出现不合理的现象。在水泵扬程的选择上，会因为设计的不同而出现较大的差异，这在暖通空调中比较常见。例如有一个工程中将冷却塔放在高达80m的屋顶上，采用闭式的循环系统，而此时如果设计者在设计时将这个高度加进扬程，那么就会在设计中出现95m的扬程。设计者有时还会忽略气候的变化来选择水泵，由于季节差异会造成的流量的差别，如空调在夏天时，大概需要7℃～12℃的冷却水，流量达400m3/h，而在冬天时则需要五六十度的热水，流量达200m3/h，这就很明显可以看出夏天所需要的水循环流量要比冬天所需的流量多出很多，那么这时如果选择在不同季节共用一台水泵就明显不合理，应该根据季节的不同来选择不同的方式设置。
高层建筑物暖通空调系统需要调节的量一般包括空调对象的温度和相对湿度的调节，送风量、湿度的调节，冷却水泵和冷冻水泵的转速调节，冷却塔风扇以及风机转速的调节，工况转换监测和控制，变送风流量调节及变水量流量调节等。这些量可以作为空调系统控制的被控量也可作为系统要优化的量。
四、结束语
经济的迅速发展促使建筑业规模不断壮大，建筑能耗也日益增高。建筑能耗是关系到整个社会经济发展方向的重大因素。而建筑暖通设计关乎建筑能耗的高低。要在设计初期就充分考虑系统的科学性和高效性，适应可持续发展战略的要求。同时帮助企业在行业竞争正处于领先地位，在获得经济效益的同时，树立良好的企业形象，获取更大的社会效益。
参考文献：
[1]韦洁，于海.高层建筑暖通空调设计要点分析[J].工程建设与设计，2010（05）.
[2]胡清蓉.高层建筑暖通空调设计探析[J].现代商贸工业，2010（22）.
[3]梁斯麒.高层建筑暖通设计中存在的问题及改进策略[J].科技促进发展（应用版），2010（02）.