浅谈高层建筑暖通空调的设计
设计与技术
HEJI YU JISHU
S
浅谈高层建筑暖通空调的设计
王芬芬
（中冶建工集团有限公司西北勘察设计院，甘肃兰州730000）
摘要：立足高层建筑暖通空调的设计，论述暖通空调设计的原则和存在的问题，分析暖通空调的设计要点，使暖通空调设计在满足建筑要求和使用者需求的基础上，还能够做到高性价比、节能、环保、绿，促进暖通空调设计质量的提升。
关键词：高层建筑；暖通空调；建筑结构；设计要点
中图分类号：TU831文献标识码：B文章编号：1007-6344（2022）04-0083-03
0引言
在科技作用下，新兴理念与先进技术不断更新换代，为暖通空调设计发展提供了内在动力。但是从当前暖通空调设计现状来看，在设计方面依旧存在一些问题，在一定程度上影响了暖通空调设计功效的发挥，影响了用户的使用体验。因此，设计人员在设计过程中要明确关键点，注重细节，采用先进的理念与技术，提升自己的设计水平，保证高层建筑暖通空调设计的质量。
1暖通空调的类型
暖通空调的具体效能，可以从多个角度分析：在夏季，可以降低室内温度，将室内的热量排到室外；在冬季，可以对室内空气进行加热；除具有控温作用外，暖通空调还能够调节空气湿度，并根据使用者需求改变风速，在其运行过程中，最为关键的制冷技术，可使使用者的生活环境与质量都能够得到极大提升。对高层建筑而言，暖通空调必不可少。
1.1全空气暖通空调
此种类型的空调，是当前我国高层建筑领域最为普遍的空调之一，特别是大型的商业性建筑多数采用这一空调系统。此种暖通空调主要是通过调节室内空气来达到调节温度的目的，其工作原理是通过气压机调节空气，最终实现改善室内环境的目标。
1.2全水暖通空调
此种空调系统与全空气暖通空调具有一定的相同点，其工作原理是通过水自身的热能进行空气调节，有着独特的优势，
一是能够满足多数用户需求；二是与其他类型的暖空空调系统相比，其结构更加灵活，若是后续使用中需要进行改造也更加方便，更省时省力。2暖通空调设计存在的问题
2.1循环水泵选型不合理
循环水泵选型不合理的原因是设计人员缺乏正确的、科学的理念指导，在错误意识影响下，没有根据高层建筑实际情况选用。从行业现状分析，目前我国部分高层建筑都选择了容量过大的循环水泵，导致这一现状的原因众多，最为关键的一点是对热负荷数值计算不够精准，在计算过程中，把静水压力值算入阻力数值，进而导致了极大的计算失准。
高层建筑设计规范2.2通风系统的合理性差
高层建筑层数多、体量大，结构复杂，针对于高层的暖通空调设计，需要多角度全方面考虑，但是在实际设计过程中，因为防火、防烟阀等部位的设计存在不合理甚至是不科学的情况。在设计过程中，未能采用科学、合理、有效的保护措施，从而在一定程度上降低了通风系统的合理性。
2.3设计方案的科学性不足
受传统设计理念影响，如果不能保证科学、合理地开展设计，则必然会再次增加成本，甚至是为高层建筑埋下安全隐患，影响使用者的安全。以地源热泵系统为例，若是不能满足同一水层的回灌需求，则不能将制冷调节剂控制在合理的流量范围内，从而导致室内冷热负荷出现问题。除此以外，设计过程中，若是风管体积过大，则会致使暖通空调安装所
需的实际空间容量增加。总之，诸多因素共同作用下致使设计存在科学性不足的问题，究其根本，最为关键的原因是设计人员在理念上没有与时俱进，没有转变观念。
3暖通空调的设计原则
3.1节能性原则
作者简介：王芬芬（1986.10-），女，汉族，甘肃镇原，中级工程师，本科，研究方向：暖通空调设计。
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四川水泥ICHUAN SHUINI
S2022年第4期
暖通空调功能强大，在运行过程中，消耗能量总量多。因此，在设计过程中，如何在保证暖通空调功能的前提下最大限度节能，是所有设计人员应该不断探索研究的课题和目标。暖通空调设计人员在设计过程中，必须将节能作为重点，严控线路铺设长度，减少线路浪费；要将可再生能源作为首选，应用高效热回收系统、地源热泵节能技术、变频技术等绿新兴技术。
3.2经济性原则
作为建筑施工中的重点项目，暖通空调设计不仅要保证质量，而且要考虑建设成本。降低建设成本，要从建设材料和选用的设备两方面着手，做到保证设计合理性与系统质量和降低成本三者兼顾，所选设备与材料都应该是性价比高且具有绿环保属性。
3.3可调节性原则
暖通空调的建设成本高，且更换难度大，二次更换会大大增加经济成本。因此，在初次设计时，就要遵循可调节性的设计原则，保证暖通空调能够根据所处地域、所处季节及负荷量的不同进行有效调节。调节方法分为自动调节或人工调节，两者相比较，自动调节所需经济成本更高，但是与之相对应的是效果更优。此种情况下，则可以根据建设资金、建设预期、建设用途等综合条件进行考量，选择匹配度最高的调节方式。
3.4规范性原则
所谓规范性原则，是指在设计前，工作人员要依据建筑设计规范对工程进行定性，按照结构、楼层以及结构类型等因素判断其性质，如高层、超高层，民用建筑或是商用建筑。此外，还要针对建筑内的用户数量、不同时段、不同季节的空调使用时间等内容，在此基础上，依据设计标准进行方案设计，保证设计的规范性，也为建筑安全加一把锁。
3.5安全性原则
高层民用建筑与常规建筑类型存在一定差异，由于其层高较高，一旦发生火灾等安全事故，后果将非常严重，因此此类
型建筑对于安全性有着更为严格的要求。所以，暖通空调系统的设计必须把安全性放在首位，设计人员必须严格按照安全第一的原则进行暖通空调设计。4高层建筑暖通空调的设计要点
4.1节能设计要点
在高层建筑暖通空调设计中，最核心、最关键的就是节能设计。在设计过程中，设计师必须立足设计实况，选择最适宜的具备节能性的设计方案，关注能量损耗，采取有效措施降低和避免不必要的损耗，提升热源利用率。此外，设计过程中还要关注温度控制设计，尽可能选择先进的、智能化的调节系统实现阀门的有效控制，不断提高设计水平，促进暖通空调的运行质效提升。
4.2安全性设计要点
在进行暖通空调设计的过程中，设计人员应遵守以下安全性设计要点：（1）暖通空调的线路安全设计。暖通空调系统借助线路能够实现设备之间的串并联连接，设计人员必须要结合高层建筑所配的空调型号以及相应的负荷值科学地选择电缆，科学合理地对系统设备、管道的各种标高进行简要的规划，使设备运行期间不能出现短路等问题，也不能出现线路干涉交叉等规划设计。（2）系统运行设计。设计人员不但要注重系统的功能性优化设计，还要对系统的安全运行实施有效控制，在设计过程中要对系统进行安全性参数分析，确保暖通空调系统处于稳定运行状态，并对系统可能出现的隐形故障和显性故障等运行问题提前制定风险应急预案。暖通空调系统结构复杂，若隐形故障和显性故障不及时发现，将会留下安全隐患，这不仅给设备管理工作增加阻力，还浪费电能资源，进而导致居民生活质量下降。（3）暖通空调的运行
环境控制。设计人员需要确保系统处于安全的运行环境当中，排除系统运行过程中的潜在危险因素，比如外部环境的温度、高层楼道宽度等，并按照规定设置消防设备。
4.3空调负荷设计要点
在进行民用高层建筑空调负荷设计的过程中，一定要提前全面了解建筑内部及外部环境的情况。由于民用高层建筑有多种类型，冷负荷参数的设置也是有出入的。但是在实际设计过程中，有的工程设计人员的设计方案中的参数经常会与建筑空调系统的实际装机容量有差异，使投入成本显著增加。为什么会出现这种问题，究其根本，有以下两点原因：（1）在施工图设计阶段，有的设计人员往往不加区别地估算单位建筑面积冷、热负荷指标，直接用来作为确定施工图设计阶段空调与采暖冷、热负荷的依据。这种计算方式很容易导致系统制冷机的装机容量比正常值偏高，由于负荷估算偏大，导致了冷热源设备装机容量偏大、水泵配置偏大、末端设备偏大、管道直径偏大的现象。其结果是系统的投入增加，运行费用和能耗增大，浪费了资源，与此同时还可能严重影响系统的某些冷机效率。（2）有的设计人员进行参数设置时没有综合考量建筑内部的应用情况，会导致空调系统的单位制冷面积在一定程度上不符合设计规范，致使系统冷负荷概算出现误差，空调系统运行过程中单位制冷面积中产
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中，需要在原有桩基计算的基础上，运用多种运算方式，进行复合计算，保障桩基计算分析的全面性和可靠性。此外，还可在原有计算方式的基础上，展开离散单元跨度整体计算，能够合理减少计算量，提高运算效率。例如，对于可能存在的桩基施工沉降情况与预期结果不符的情况，可在进行桩基设计的过程中，将土体弹性模量与泊松比进行有机结合，以此提高荷载沉降计算的准确性。3.3加强桩体基础结构设计
桩基设计不仅包括承载力等受力情况的分析计算，同时还需要加强对桩体基础结构设计的重视。在进行桩体结构设计的过程中，为保障结构设计的合理性，需要充分考虑到实际施工阶段以及使用阶段桩体不同受力情况，提升结构设计的合理性，确保桩身主筋配筋合理。根据行业规定，不同桩基础的配筋率有不同要求，其中打入式预制桩的配筋率应保持在0.8%以上，静压预制桩的配筋率应在0.6%以上，预应力桩的配筋率应不小于0.5%，灌注桩的配筋率应在0.2%以上。除此之外，还需要对配筋长度进行计算分析，对于水平荷载以及弯矩较大的桩而言，其配筋长度应进一步进行计算；对于桩基承台下方存在淤泥等不良土层的情况，需要确保桩体配筋长度穿过淤泥土层；对钻孔灌注桩而言，其配筋的长度应至少为桩长的2/3，同时要求钢筋长度大于基坑深度的1.5倍。最后，还需要加强对桩体混凝土强度等级的控制，对钢筋混
凝土预制桩而言，其强度等级应保持在C30以上，而实心桩的混凝土等级应大于C40；对于灌注桩而言，其混凝土强度应在C25以上，同时预制桩尖强度应在C30以上[4]。
4结束语
综上所述，在实际进行建筑桩基设计的过程中，应先明确现场施工情况及特点，合理确定桩基规格，加强对桩平面布置的优化调整，同时还需要做好上部建筑结构和受力情况的分析，准确计算桩基础承载力。为进一步提高桩基设计水平，还应合理应用有限元法，强化桩土复合计算，并加强桩体基础结构设计。相信随着对桩基设计的深入研究和实践探索，我国建筑结构设计水平将会得到良好提升。
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生的冷风量也会严重超标。一般时间建筑负荷的持续峰值比较短，大部分时间相应的冷机负荷率都会处于相对较低的状态，COP 也相对较低。因此，暖通空调负荷计算的数值对设备的选型很重要，必须认真对待，正确计算，才能保证暖通空调在供热过程中的合理性、规范性、科学性。
6结束语
综上所述，对于高层建筑而言，暖通空调的设计是项目建设的重要环节。设计人员设计时，要立足高层建筑的实际情况，避免出现常见的设计问题，要遵循设计的节能性、规范性、经济性、安全性等原则，重点关注节能设计要点、安全性设计要点、空调负荷设计要点、通风系统设计要点，保证暖通空调设计在满足建筑要求和使用者需求的基础上，还能够做到高性价比、节能、环保、绿，促进暖通空调的设计质量，提升行业设计水平。
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