探究大型公共建筑暖通空调设计问题

探究大型公共建筑暖通空调设计问题

杨献铭

珠海格力建设投资有限公司 广东珠海 519000

摘要：当前人们生活水平逐步提升的同时对室内环境也提出了越来越高的要求，导致暖通能耗逐渐增加。据相关资料显示，暖通空调的能耗在整体建筑能耗中所占的比例为30%-50%，并且呈现逐步上升的趋势，这种现象会进一步激化能源供求的矛盾。当前使用的暖通空调系统能源大多数是不可再生能源，大量地使用这些能源，不仅造成严重的环境问题，还使地球资源日益减少，如我国某些地区飘尘、酸雨问题突出，对生态环境的可持续发展造成了严重的影响。本文以分析暖通空调系统为基础，对公共建筑系统当中的暖通空调系统设计进行研究，并提出具体探讨，以期为相关人员提供参考。

关键词：大型公共建筑；暖通空调设计；问题

1、大型公共建筑暖通空调设计存在的问题   

1.1设计选型偏大

在实际项目中，由于设计阶段对室内人员、灯光、设备发热量等取值不当，设计安全余量取得过大等原因，导致空调系统主要设备装机容量普遍偏大，造成其实际运行性能无法达到预期的效果。以冷水机组为例，许多建筑实际运行的尖峰负荷只有装机容量的1/2~2/3，造成了设备闲置和匹配不合理，从而导致空调设备在实际运行过程中长时间处于低负荷率工况运行，产生能效降低，系统能耗增加等一系列与节能相违背的问题。水系统同样存在供需不匹配导致的水泵能耗过高的现象，由于设计阶段往往没有进行精确的管网阻力计算，一方面是过高估计实际运行过程中的冷水或冷却水流量，另一方面是高估水系统管网阻力，从而导致水泵扬程选择过大，水泵性能和实际管网特性不匹配，运行时水泵偏离最高效率点，增加了水泵能耗。

1.2通风、空调系统不够科学
  通风、空调系统是公共建筑设计中尤为重要的一部分，在一定程度上直接反映出设计质量。通风、空调风系统的目的是为室内提供新鲜空气和排出污浊空气，降低室内污染物浓度，从而改善室内环境质量。但是，许多设计人员忽略了通风、空调风系统的重要性，出现气流组织不合理的现象，甚至出现气流死角。在空调系统的选择上，不同用户有不同的要求，甚至同一用户对不同功能的房间要求也不同，面对用户的要求，设计师不得不把空调整体系统分离支路，来满足客户的要求，这不但增加了成本，也增加后期运行和维修的难度。
  1.3运维及控制不合理
  公共建筑在建设完成后，会移交物业管理人员管理，很多项目在设计阶段，对于智能控制方面，投入较少，后期运行复杂，控制不方便，直接导致运行成本的提高，加之管理人员的水平参差不齐，更是加剧运行能源消耗。

2、解决措施
  2.1空调方案合理选择
  暖通系统由机房侧、空调水系统及风系统组成。在进行设计的时候，对室内设计的温、湿度和建筑冷热负荷进行合理的确定以及精准的计算，这样能够更好地优化系统的形式。以建筑的实际负荷变化为基础，来进行冷水机组装机容量和台数的配备，完善输配系统，能够更好地提升暖通空调系统的效用。负荷指标是空调设计中一个重要依据，每个工序的冷、热负荷的确定都要根据负荷指标来确定，但是用负荷指标所推断出的冷源安装容量与实际需求还是存在了一定的差距，一般要大了三分之一左右。在《公共建筑节能设计标准》中对该项内容作了详细的规定，如果是建筑的能耗与标准的刚性需求还存在一定差距时，就必须计算出全年的动态负荷量，其中包括冷负荷、热负荷以及全年的能耗。

根据软件计算出来的数据可以更加准确地把握全年各个时段冷、热负荷的累计规律，进而在优化热源设备的控制策略上更具针对性。输配系统最主要的用途就是将冷热量和新风从空调机房传送至房间。公共建筑与一般的住宅不同，在60%~70% 的电力耗量都在分配与输送冷量的过程中流失了，其中风机水泵在传输的过程中所耗费的电量就占据了10%之多，但是在这一部分降低耗能的可能性往往是最大的，也是公共建筑节能应该把握的重点。

2.2合理的设备选型

设备选型是暖通空调设计中的重要步骤。锅炉的额定热效率、集中冷源冷水（热泵）机组的性能系数（COP）和综合部分负荷性能系数（IPLV）及空气调节机组的能效比（EEＲ）等性能参数，是反映设备节能效果的重要标准，其数值越大，节能效果就越好。风机单位风量耗功率和循环水泵耗电输热比（EHＲh）也是暖通空调系统节能的重要参数，设备选型时也应符有关规范的要求。另外，如：依据《民用建筑供暖通风与空气调节设计节规范》GB50736-2012中的第8.2.2条规定“电动压缩式冷水机组的总装机容量，应根据计算的空调系统冷负荷值直接选定，不另作附加；在设计条件下，当机组的规格不能符合计算冷负荷的要求时，所选择机组的总装机容量与计算冷负荷的比值不得超过1.1。”此类规定对设备选型也做出了限制，这些规定是为了避免设备在运行中达不到满负荷运行，甚至部分设备未运行的情况发生，进而保证了设计的合理性。

2.3合理运用科学技术改进风系统与水系统的运行

对于一般空调系统来说，其对环境的影响一般表现在以下两个方面：过度消耗热量与冷量和噪音、悬浮颗粒等粉尘对环境产生的影响。无论是什么样的问题，都与其设计离不开，设计的不合理性势必会产生不同的问题，因此，致力于改进设计方案就变得尤为重要，其中影响暖通空调系统的两大关键就是风系统与水系统的正常运作。水系统容易出现的问题是管道循环不流畅，为了合理解决这一问题，我们可以从两方面入手，一方面采用物理法进行水质处理，进行连续排污；另一方面从化学方法入手，向循环水中投入水质稳定剂，双管齐下，解决堵塞问题。对于风系统来说，风管与设备的连接是一个难点，风管接口与设备形状不同于两者之间的连接方式的特殊性都是需要注意的问题，而且风系统在运行过程中产生的噪音也是影响客户感受的一大阻碍。通过合理设计连接短管的形状与尺寸能解决第一种问题，而对于第二种问题，合理降低风速也能达到对应的效果。

2.4加强暖通空调运行的节能性
  加强暖通空调的节能力度的关键在于对建筑内的各种能源消耗标准进行科学准确的取值。水系系统的设计与控制是降低暖通空调系统的重要环节，事实上，如果从建筑设计这一方面考虑，实际的全面暖通空调系统的负荷要比原设计的要少，但是暖通空调制冷热设备的频繁启动和关闭，都会加大暖通空调的能源消耗，因此，暖通空调的设计人员应该调高机组运行的负荷效率，减少能源损失。太阳能是一种绿色环保的资源。在暖通空调设计时，工作人员应该充分考虑当地的气候环境、建筑物是否适合使用太阳能等因素，如果都具备以上条件，相关工作人员可以将太阳能运用到暖通空调系统中，这样既节能又环保。热回收主要指的是将建筑内外多余的热源和冷源或者废热废冷进行回收，然后供给相应的机组设备。这样做不但可以循环利用资源，加大能源的利用率，而且还体现了目前倡导的绿色环保理念。
  2.5对于暖通空调设备的后期维护、调控、维修进行关注

在设备安装完成之后，还需要对其后期的维修、维护以及调控进行密切的关注。由于在设备使用的过程中，随着使用的需求以及人员的因素在产生的变化而变化，因此需要进行及时的调整。为了能够保证暖通空调设备的合理使用，在目前的设备中，人员负荷变化较大的区域可以建议使用智能化的空调设备，及时对使用区域的使用问题进行关注，根据使用的需求进行及时的调整。

参考文献：

[1]于振功.浅谈大型公共建筑暖通空调系统设计[J].建材与装饰,2017(29)：237-238.

[2]许平青.公共建筑暖通空调系统设计和运行研究[J].江西建材,2020(12)：101-102.

[3]刘瑞军.高大空间公共建筑暖通空调系统设计分析[J].山西建筑，2017（8）.