绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇暖通空调设计论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
引言
设计方案对暖通空调工程设计的成败优劣关系重大。近年来,随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高,暖通空调领域中新的设计方案大量涌现,针对同一个设计项目,往往可以有几种、十几种甚至几十种不同的设计方案可以选择,设计人员不得不进行大量的方案比较和优选的工作,设计方案技术经济性比较正在成为影响暖通空调设计质量和效率的一项重要工作。暖通空调设计方案的评价因素很多,一些因素很难定量表述,许多因素又不具可比性,每种设计方案往往都有各自的优缺点,面对众多的设计方案,由于考虑问题的角度不同,各方的看法往往各不相同,甚至大相径庭。目前在设计方案比较中存在的一些混乱状况使设计人员无所适从。如何对暖通空调设计方案进行科学的比较和优选,是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。笔者根据从事设计、审图和方案评审工作的一些体会,对暖通空调设计方案比较中应注意的一些问题进行粗浅的分析。
1、可行性和可靠性问题
能够满足使用要求,这是方案可行性应考虑的主要问题。设计方案应符合国家和当地政府有关法规和规范的要求,包括有关环境保护的要求;设计方案应能满足有关方面的要求(如供电、供气、供水、供热等),并应特别顾及这些条件的长期、变化情况。例如采用水源热泵设计方案时应考虑当地地质情况、地下水资源的现状和变化趋势、冬季热负荷和夏季冷负荷不平衡所产生的热(冷)蓄积效应等问题。对于温湿度等参数要求较高或比较特殊的工艺性暖通空调设计项目,应对设计方案进行全年工况分析,以确保其在全年各种室外气象条件下的适应性。对于一些无法采用标准设备的特殊情况,对非标准设备应提出详细的参数要求,并且所提出的参数要求应合理可行。能否有足够的机房面积也是评判设计方案可行性必须考虑的问题,尤其是对于一些改造工程和建筑面积比较紧张的情况。对于一些要求全年保证室内空气参数的重要工程以及空调系统故障停机将产生严重损失的场所,如航天发射场,应考虑系统中设备的工作可靠性和备份问题,进行系统工作可靠性分析。在这种情况下,室外气象参数和安全系数的确定也应特殊考虑。
2、经济性比较问题
经济性比较是目前暖通空调方案比较中考虑最多的一个问题。在经济性比较时首先应注意比较基准必须一致。应采用相同的设计要求、使用情况、设备档次、能源价格、舒适状况、美观情况等基准条件进行比较,这样才能保证方案比较结果的科学性和合理性。如果对采用名牌设备和采用低档设备的方案进行经济性比较,显然是不合理的;如果不考虑舒适性的区别,对有新风供应和没有新风供应的方案进行经济性比较,显然不可能做出正确的选择;如果不考虑美观性和舒适性进行经济性比较,对集中式空调方案显然是不公平的。
一次投资是投资方最为关注的一个参数,在计算投资时应全面准确、不能漏项。暖通空调设计方案的一次投资不仅包括各种设备、管道、材料的投资,而且应包括各种相关收费(如热力入网费、用电设备增容费、天然气的气源费等),相应的安装、调试费用,相关的工程管理等各种收费,相关水处理和配电与控制投资,机房土建投资与相应室外管线的费用,而这些在实际设计工作中容易被遗漏。由于同一种设备的生产厂家较多,价格各异,因此在不同方案经济性计算比较时各种设备的价格应采用平均价格。以上都是直接费用,在一些情况下间接效益也应综合考虑。如宾馆、饭店、写字楼的空调机房节省的面积,作为商业用房可产生的效益。如果采用贷款进行建设,全面的经济性比较还应考虑贷款利率和还贷期限等动态因素。
运行能耗和运行费用是暖通空调设计方案技术经济性比较必须考虑的重要参数。运行能耗除了应计算暖通空调主机(锅炉和制冷机等)的能耗外,还应计算其他辅助设备(如风机和水泵等)的能耗。不能简单按照设备铭牌功率和运行时间的乘积来计算能耗而应考虑在全年季节变化的情况下,建筑物实际负荷的变化,同时应考虑设备非标准状态下的效率。办公楼、教学楼、写字楼和游泳馆等建筑物的暖通空调设备通常间歇运行,其运行时间应为扣除停机时间后的实际运行时间。在计算过程中应注意不同地区、不同时期、不同时段各种能源的价格可能不同。由于影响因素和不确定因素较多,如何准确地计算建筑物暖通空调设备全年的实际能耗和运行费用,目前仍然是一个没有完全解决的技术难题。运行费用除了能耗费用如电费、燃油费、燃煤费、燃气费外,还应包括消耗的水费、人工费等。
在经济性比较时,切忌图省事可直接采用有关厂家给出的比较数据和结果。笔者曾发现,对电供暖的运行费用,3个不同设备(电锅炉、水源热泵和户式燃气供暖炉)厂家提供的计算结果大相径庭。通过对其计算过程的详细核对,发现不同设备生产厂家由于考虑问题的角度不同,计算中存在一些有利于自己产品、不利于他人产品的失误或假设。对此设计人员应给予足够重视,对厂家提供的数据应认真分析和核对。
在设计方案经济性比较时应综合考虑投资、运行费用以及设备的使用寿命,以相同的使用周期为基准,进行综合经济性的计算比较,而不能简单地根据设备报价进行比较。对于同时有供暖和空调要求的项目,应考虑冬季和夏季设备综合利用问题,进行冬夏季综合经济性比较。对于可以兼供生活热水的工程,应综合考虑生活热水供应的投资和能耗。
3、调节性和可操作性问题
暖通空调系统的容量通常是按接近全年最不利的气象条件确定的,因此系统应有较好的调节性能,以适应全年负荷的变化。调节性能好的系统方案,如采用VAV空调系统和VRV变频空调系统的方案,其一次投资通常较高,但运行能耗较小,在经济性计算和比较时应综合考虑这些因素。对于部分时间使用的办公建筑、写字楼和教学楼,设计方案应能适应其夜间不工作时的调节要求。
设计方案的管理操作方便性是用户十分关心的问题。空调系统自动化水平的提高,可以减少管理人员的数量和劳动强度,从而使人工费减少,但使一次投资增加,对操作人员素质的要求提高。空调系统是否采用自动控制,应根据实际情况和要求,经技术经济性比较来确定。对于大型空调系统和需要经常调节控制的设备较多的工程,宜采用自动控制,以减少操作管理的工作量。但自动控制系统应尽可能简化,以提高系统的经济性和可靠性。对于只有季节转换时才操作的阀门不宜采用自动控制。对于一些各部分不同时使用的建筑物或各部分出租给不同使用单位的商业建筑,系统设置应考虑分别管理控制和运行费用分别统计交纳的要求。
4、安全性问题
设计方案的安全性是以往考虑较少的问题,随着美国“9·11”等恐怖袭击事件的发生以及SARS的出现和迅速蔓延,暖通空调系统的安全性问题已经成为公众关注的焦点,在SARS严重流行时期,人们甚至对空调系统产生恐惧而不敢使用,这将对暖通空调行业的发展产生深远的影响。经过对这些事件的认真分析、研究和反思,将会在工程设计、设备研制、运行管理、规范和技术措施等诸多方面进行改进,使暖通空调系统的安全性得以提高。在大中型建筑方案设计阶段,对其暖通空调系统进行安全性评估将是十分必要的。
暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全、人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全5个方面的问题。在设计弹药厂房和库房、煤矿等易燃易爆工程的通风空调系统时,安全性成为必须考虑的重要因素,应采取相应的防爆技术方案和措施。在设计燃油燃气锅炉房时应考虑可燃性气体、液体泄漏带来的安全性问题,应设置可燃性气体泄漏报警系统和事故通风系统,并相互联锁。防火安全问题应按照有关防火设计规范来考虑,在此不作详述。设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全保护、北方暖通空调系统冬季防冻、空调系统电加热与风机联锁保护等问题。在方案设计时应注意考虑暖通空调系统故障可能对室内重要设备和物品产生的不利影响,例如,重要机房、重要资料库和文物库房不应采用在吊顶设置风机盘管的空调方案,因为一旦空调水系统漏水将造成严重损失。
人员环境安全主要包括暖通空调系统对人体的危害、防止恐怖袭击和防止传染性疾病扩散这3个方面的问题。采用氨制冷方案时,应考虑氨泄漏对人体的危害。锅炉房的布局应考虑人员安全性问题。在防止恐怖袭击方面和防止传染性疾病扩散方面,应注意空调新风口是最薄弱环节,因此必须采取可靠的防范措施,新风口应设置在人员难以接近、不易受到污染的地方。由于全空气空调系统回风口很多,因此它是最容易遭受生化袭击的空调系统形式,如果不采取特殊的措施,它也是最容易造成流行性疾病扩散的空调系统形式。从这方面来说,分体空调、一拖多空调系统、风机盘管空调系统的安全性较好。在确定系统新风量时,除了要考虑以往的一些因素外,还要考虑在流行性疾病暴发期间,稀释室内有害病毒浓度的要求。在这方面,应注意不要走向另一个极端,对空调系统安全性的过度恐慌是没有必要的。例如,为了防止传染性疾病扩散而采用全新风直流系统,显然是不合理的,这将使投资、能耗和运行费用大大增加,关键是要合理确定系统方案和新风量,加强有组织排风,并采用隔绝式的热回收装置、加强对空气的过滤与消毒处理。系统新风量应能调节,平时按正常风量运行,流行性疾病暴发期间或室内受到生化污染的情况下按较大风量运行。吊顶暗装风机盘管的回风应采用风管连接,不应采用将吊顶作为静压箱的吊顶回风方式。另外在表冷器、蒸发器和冷却塔等结露积水、病菌容易繁殖的地方应采取可靠的排水和消毒措施。
5、环境影响问题
随着工业生产的迅速发展和人们生活水平的日益提高,环境保护问题越来越受到人们的重视,而燃煤锅炉的排烟又是北方城市大气的主要污染源,因此北京等大城市对燃煤锅炉进行了严格的限制,而且限制的区域不断扩大。在这些区域内,环境影响成为了关系到设计方案可行性的一个重要因素。在设计方案选择时应特别注意环境保护要求不断提高的趋势,避免建筑物建成不久就进行改造。在空调设备选型时,要特别注意各种氟利昂制冷剂替代的进程要求,不能选用以已经或即将禁用的制冷剂为冷媒的空调产品。在这方面暖通空调设计人员既要有环境保护的责任感,同时也要考虑建设方和用户的经济承受能力,不要盲目冒进,以免给建设方和用户增加不必要的经济负担。在对设计方案进行经济性比较分析时,还应综合考虑暖通空调设备的废气、废水、废渣和噪声等污染治理的费用。如何对设计方案污染物排放的危害、对臭氧层的破坏和产生的温室效应的危害、系统和设备全过程(包括设备制造、使用和淘汰处理的全过程)的能源和资源消耗等进行全面、科学、定量的经济性评估比较,是一个需要深入研究的问题。
6、设计方案比较中的一些误区
通常来说,进行暖通空调设计,首先就是进行建筑物室内温度的计算取值,要从实际情况出发,根据建筑物所在地区的自然环境、室内温度进行取值,室内温度取值如何直接影响着暖通空调系统的耗能大小,通过对夏季制冷环境下的室内温度调查得出,室内温度升高一摄氏度,能源消耗就会降低10%左右;而在冬季制热的条件下,温度每降低一摄氏度,耗能就会较少8%左右。所以说室内温度取值必须要做到科学、严禁、精确。这样是为了能够将我国的每一份资源都得到最大限度的使用。在我国的《公共建筑节能设计标准》中对一般民用建筑室内供暖温度取值以及制冷取值都进行了明确规定,具体为:夏季民用建筑供暖和制冷温度不能低于二十五摄氏度,而冬季制热的温度则不能够高于二十摄氏度。
2.冷热负荷计算
冷热负荷计算也是非常关键的一个环节,一般来说,暖通空调系统的设计上针对冷热管道的大小、源容量以及水泵配置等方面都应该进行科学地设计,而冷热符合计算为这些设计提供了不可缺少的可靠依据,这些计算数据的准确与否,直接关系到系统地耗能问题,因此针对这方面的计算,必须要做到可靠、准确,这样才能够达到耗能优化,同时也为后期维修减少成本。另外,在实际的设计过程中,设计人员应该借鉴大量成功的例子以及经验,将普遍规律进行分析,采用统计分析回归计算来实现设计指标的确定,它虽然在具体的设计中不具有精确性但是胜在具有代表性。
二、采暖与空调冷冻水系统设计
1采暖系统设计
采暖系统设计的合理与否关系着建筑暖通空调系统是否能实现节能运行的功能。管路系统结构简单,易于操作,相关设备耗材使用量少,前期建设成本低后期维护费用少;能够实现不同建筑空间温度独立调节控制;实现热量消耗分户分摊功能;以上三个原则是民用住宅和公共建筑科学合理设计暖通空调系统的原则。在具体的设计过程中应当依据不同的情况而定。
2空调冷冻水系统设计
依照相关国家标准,设置多台冷冻水系统节能设计时,以能够跟随负荷变化实现自动改变系统流量为目标,尽量降低系统运行中的能耗。当前我国常用的空调冷水系统有一次泵变流系统一次泵定流量系统,二次泵变流量系统,两管制及四管制系统等。
三、采暖与空调水系统的补水及定压设计
在实际工程设计中应当根据系统的整体规模和不同系统的实现形式按系统的用水容量来计算。封闭式采暖空调系统补水定压点应当设置在循环水泵入口处。
四、风系统设计
空调风系统的设计关系着空调系统能耗的大小和运行的成本,同时也关系着人体的舒适度。对于人员分布比较集中的地区可以进行相应的集中供暖,这样可以提高能源的利用率。而对于建筑面积大人员多的场合要进行集中的供暖控制时,应当采用全空气空调系统;通风系统设计中热量是一个主要问题,由于电气设备在运行的过程中,必然会大量的产生的热量,一旦这些热量无法得到及时排除,那么就会对设备的这样运行带来影响,从而导致故障的发生,这样一来节能目标要求也随之降低。所以说做好通风系统设计,是及时排除热量的有效手段,设计的最终目的就是将热量全部排出,是整个系统得以有效运行的前提调教。集中空调通风系统的排风热回收应当符合相关规定要求。在排风热回路设备型号的选择上也需要严格依据国家规定进行。
五、冷热源设备选型
在整个暖通空调设计上,冷热源设备的选型是最为重要的部分。这部分应该严格的根据建筑功能、规模以及造价等进行。具体为:充分利用毗邻工业余热,将其作为冬季热源,采用溴化锂吸附式冷水机组进行工业热水降温,降低成本,将其引入到空调系统中使用,这样一来资源得到了二次利用;要根据当地的能源结构进行选择,科学利用当地的富余能源,比如:采用风能、地热能以及太阳能等可再生、清洁型的能源。
一般来说,楼层越高,建筑的占地面积就会越大,否则安全性就会大大降低。特别是一些摩天大楼的设计,往往看起来就好比一座大山,但是无论是低层建筑还是高层建筑,建筑的采暖、采光、和通风情况都必须达到基本的要求,否则高层建筑本身就会事与愿违,变得没有必要。高层建筑的采暖不能完全依赖天然的太阳光的热量,由于高层建筑面积较大,其建筑的内部往往不可能直接受到太阳光的热量影响,所以其热量的来源就需要高层建筑的暖通设备来提供。而暖通设备的核心就是不断地向高层建筑内部注入暖风,因此通风条件是暖风是否可以有效的传送的关键。同时通风也是保证高层建筑内部环境清洁的核心,当暖通系统将干净清洁暖风空气注入到高层建筑的每一寸空间时候,同时也是去除掉高层建筑中国污浊空气的过程,这个过程不仅可以保证高层建筑内的气温适宜人体居住,也是保证人的身体健康的关键。
1.2暖通空调系统的主要类型
高层建筑的暖通空调系统的类型根据高层建筑设计的不同也有所不同,主要分为三种类型,第一种是全水系统,第二种是全空气系统,第三种是空气-水的综合系统。暖通空调的全水系统是指高层建筑中的空气温度和湿度都会由水进行调节。其利用的原理是水的比热容更大,单位面积水可以容纳更多的热量,换言之水问的身高和降低都很缓慢,所以高层建筑就可以利用晚上的水循环将热量源源不断的输送到建筑当中。高层建筑暖通空调的全空气系统比全水系统更加直接,这种系统设计是直接将空气的温度加热到适宜人体居住的温度,让后通过复杂的运输系统,直接注入到高层建筑内部,同时抽走或者将冷空气和污浊的空气挤走,保证在高层建筑里的人可以随时享受到温暖且新鲜的空气。而高层建筑暖通空调的水-空气系统就是将同时借助水和空气两种方式同时供暖,取长补短,其效果也往往会更好。
2高层建筑暖通空调系统设计的准备工作
高层建筑暖通空调系统的设计关乎高层建筑的安全性和居住的舒适性,其设计工作非常关键,但是由于高城建筑的复杂性,其设计工作要比一般的建筑要困难得多。首先,高层建筑暖通空调系统的设计人员应当对高层建筑的设计了如指掌,对于高层建筑的内部结构非常清晰,只有这样才能科学的对于高层建筑暖通空调系统进行布局,保障系统运行的平稳和安全。其次,高层建筑暖通空调系统的设计应当关注建筑所在地的环境情况。处于南方和处于北方或者处于高原和处于盆地的高层建筑暖通空调系统设计差距很大,设计师必须提前对当地的环境进行深入的调查,让高层建筑暖通空调系统的设计和当地的环境契合的更好,不仅可以节约经济成本,也会增加建筑的舒适性。最后,高层建筑暖通空调系统的设计应当充分的了解市场的行情。因为高层建筑暖通空调系统的用材会有很多不同的选择,每种材料的效果不同其价格也不同,而设计人员应该充分的了解每种材料的优缺点和价格才能建立模型选择最佳的材料来施工。
3高层建筑暖通空调系统设计的原则
3.1高层建筑暖通空调系统设计安全第一
任何一项设计和施工都要将安全摆在第一位,正所谓人命关天。高层建筑暖通空调系统并非是一般的系统,其系统的用料会涉及到很多依然易燃物品,所以设计的时候应该充分的考虑火灾的因素,否则一旦建筑遇到火灾这些筑暖通空调系统将会增加很多额外风险。此外高层建筑暖通空调系统设计的安全性还表现在建筑内部的空气质量和湿度是否对于人体是最佳的,所以就要求暖风空调系统是否能够保证空气的来源是干净的,无毒无害是关键。此外温度的设计也要和室外温度契合不能过高也不能过低,否则人在建筑内生活久了就很难一下适应室外的温度,这样对人体的伤害非常大,因此高层建筑暖通空调系统在设计的时候应该考虑这些因素。
3.2高层建筑暖通空调系统设计环保原则是关键
高层建筑暖通空调系统的施工用料很大,在如今人们环保关键越来越强的今天,对于系统施工的材料选取应该尽可能的按照环保的要求做。此外,高层建筑暖通空调系统应该秉承节能的原则,其设计是否能够充分的考虑到对自然热源的利用,是否在实际中更多的体现节能的意识,是否在很多环节都能充分的使用环保设备,是否在设计的时候建立科学的模型计算,确保暖风运输系统最短路径,这些都是保证高层建筑整体环保节能的关键所在。
3.3高层建筑暖通空调系统设计的经济性是基本要求
一个高层建筑的建设本身应当是盈利的,这也是保证高层建筑安全和舒适度必不可少的因素。又让马儿跑又让马儿不吃草在当今社会是万万行不通的。高层建筑暖通空调系统是否真的体现其经济性,是否能够最大程度的降低施工的成本也是系统设计成败的关键。理性的分析,高层建筑暖通空调系统虽然非常重要但是也并不应该占据整个高城建筑工程预算过多资源,因此高层建筑暖通空调系统的经济性设计就是施工成败的关键。而对于系统设计的经济性就需要设计人员的素质达到要求,其专业技术非常过硬,才能够充分的考虑各方面的因素,以达到利益最大化的目的。
中图分类号:S611文献标识码: A
暖通空调(Heating, Ventilation and Air Conditioning, 简称HVAC)是现代建筑中不可或缺的重要组成部分,其主要有采暖、通风和空气调节三个功能。暖通空调在为人们带来方便的同时,也会暴露其自身的一些缺点。据统计,暖通空调在耗能方面可算是大户,其能耗占全国总能耗的15%以上。因此,暖通空调不仅关系到人民生活水平的提高,而且还关系到国家的能源损耗、环境污染。所以,如何既要尽可能的发挥暖通空调的功效,实现提高建筑物室内舒适度这一目标,又能进一步减少能耗、减少环境污染往往成为暖通空调设计的关键。
一、暖通空调设计要点
1、设计方案要根据建筑实际需要
在工程的方案设计阶段要让设备工程师参加设计工作,目前还存在一些工程只有建筑师参与设计而难免照顾不到设备空间,使得设备工程师难以完成设备设计,设备工程师可以在建筑师设计时提出相应的要求,进而避免出现不合理的设备设计,例如机房位置过于偏僻导致风道过长而影响功能和效益,或是进风口和排风口挤到一处、机房处在管道夹层等等不合理的情况;其次,方案设计前要清晰地了解建筑物情况,弄清建筑物的位置和附近各种管线的设置地点和方式,明确建筑使用时间、人员数量和是否要排除废气等情况,清楚建筑物的层数、层高和总高度,知道建筑物内防火、防烟分区和防火墙、火灾疏散路线等情况,了解建筑结构和暖通空调系统设备的可能位置等等,以便方案设计能够更好地满足实际要求。
2、设计方案要具有可行性
(1)设计方案必须按照相关的法规和规范进行设计;
(2)要能够满足系统的使用要求和供电、供水等方面的要求,以保证设计方案可行、可靠;
(3)要考虑经济性的问题,在满足设计要求并采用相同的设备档次、舒适情况、节能情况等条件时选择最科学、合理的方案,不能单单考虑经济性而不关注基准条件的不同;
(4)要让系统拥有尽量好的可调节性,能够满足全年气候条件的要求,并根据实际情况决定采用何种控制方式以满足系统的操作要求;
(5)要考虑系统的安全性能,按照相关防火设计规范做好防火安全设施,考虑系统运行可能对室内环境和人员、物品的不利影响;
(6)要重视系统运行对环境的影响,如今环境保护问题已经成为整个社会关注的热点话题,在设计系统的方案时要尽量满足环境保护的相关要求,避免系统运行不长时间就必须进行改造的情况发生。
二、在暖通空调设计中容易出现的问题
1、空调设计
空调设计中一般存在以下问题:
(1)因现在的空调设计很多采用的是经验估值,设计人员为提高安全系数,往往会加大空调设计负荷量,这种情况直接造成的成本闲置及浪费,这就要求设计人员能够详尽地进行设计计算,力求设计精确。
(2)空调水系统平衡问题未能考虑到,或是水系统平衡阀选择错误,为节省造价本应采用动态平衡阀的确采用了静态平衡阀。
(3)空调末端设备在选型过程中偏大,或是设计过程中未考虑设置静压箱等,造成运行期间的噪音过大,对于大型商业中心吊顶式风柜多是安装于商铺内或是公共走道上方,这种现象将使得购物环境质量降低,有些甚至无法正常营业。
(4)对空调实际使用中今后将碰到的管理收费问题,未做细致考虑,如各出租、出售办公室及功能不同的场所,有必要考虑能量计量的未设计能量计量仪器。
(5)空调冷凝水排放的管线设计过长,容易造成排放不畅。
(6)空调送风管未进行防冷桥设计,造成日后滴水现象。
(7)水泵选型流量过大,造成运营功率过大。
(8)卫生间排风系统设计管路过长,排风效果不佳
2、供暖系统设计不合理。
供暖系统设计存在不合理之处:
(1)有的供暖系统由1 条主立(干)管引进,分几个环路,分环上不设阀门,给系统运行调节、维修管理造成不便。
(2)有的供暖管道布置不合理,与建筑专业不易协调,或供暖立管直接立在窗子上,既影响使用,又不雅观;或者供暖水平管道敷设在通道的地面上,既影响行走,又不便物品放置。
(3)有的供、回水干管高点漏设排气装置,一旦集气,难以排除,影响系统使用。
(4)有的供暖系统为同程式,一个环路单程长300 m,致使供、回水干管坡度很难达到规范规定的不小于0.002 的要求。
(5)有的供暖系统为双侧连接,两侧热负荷及散热器数量相差悬殊,而两则散热器供、回水支管却取用相同管径,两侧水力不平衡,难以按设计流量进行分配。
3、大型风机的变频控制问题
因为暖通空调一般覆盖的面积比较大,所以为了保持每一部分风量的平衡,在大型风机上必须配置变频器。但是在实际的设计中往往有一些开发商为了节约成本,经常出现一些送排风机未配置变频器的情况。这样在风机的实际工作中,各风口风量的调节就难以平衡,特别是在总风量附加系数比较大时,不仅会出现各风口风量及总风量难以调节,而且会造成风机的喘震,运行一段时间之后,就会损坏风机或电机。
4、噪音问题
一般安装暖通空调的都是居民区、大型超市、医院、政府部门等人口较多的地方,所以对噪音的要求也就特别严格。但在实际对有些设备进行选择时会出现未按照室内外噪音标准来进行的情况,例如,在空调机组里或总的送风、回风及排风管道上没有采取消声措施,而按照规定是管道内风速如果超过8m/s,就必须安装消声器。此外,还要注意的是,如果混流风机噪音太大,就不要安装在室内,假如设备放在室外其实际噪音还在80分贝以上的话,就不要选择此类型的风机。
5、通风空调系中防火阀的设计不达标
《高规》里有这样的要求,即通风管道不适宜通过防火墙或者出现变形的缝隙,在不得不通过的情况下,在通过防火墙处要设置防火阀;在通过出现变形的缝隙时要在两侧均安装防火阀。但是一些高层建筑的暖通系统中,风管通过防火墙时并没有防火阀;或者,通过变形缝隙时防火阀只设置在一侧,这样极易造成安全隐患。然而,在施工中也存在着另一种情形:在出现变形缝隙的地方没有墙体,这样一来变形缝的两边即可连接成一片防火区域,在这种条件下通常不建议设置防火阀。除此之外,一些工程的防火阀的安装位置不符合相关要求。理论上应当在防火墙200m处安装防火阀,连通防火阀与防火墙的穿墙风管厚度δ≥1.6 mm,并且在防火墙的两侧各2m范围内,所有风管都要使用不可燃烧的材料进行保温。然而,有的工程在设计施工过程中,在通风空调的风管上草率地安装上防火阀,所使用的风管均没有标注加厚的数值,加上防范方面存在漏洞,工程安全令人堪忧。
综上所述,随着经济的发展,我国的城市建设步伐日益加快,城市人口随之增多,同时居民住宅工程建设也在增长。这些都对城市暖通空调工程提出了更高的要求,但是客观来讲,目前我国城市暖通空调工程还是存在一定的问题,最主要的是体现在设计方面,如何进行设计上面的改进成为了目前为止亟待解决的难题。
随着我国国民经济的迅速发展,能源和环境问题日益尖锐,城市化的飞速发展和人们生活水平的提高,建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大,在发达国家已达到40%,而用于暖通空调的能耗又占建筑能耗的三份一以上,且在逐年上升。为了维持建筑物内部空气环境适宜的温湿度,现代建筑中通常采用设置暖通空调系统来保证这一需求,而所消耗的能量即为暖通空调系统的能耗。这部分能耗中包括建筑物冷热负荷引起的能耗、新风负荷引起的能耗及输送设备(风机和水泵)的能耗。影响暖通空调系统能耗的主要因素有室外气候条件、室内设计标准、围护结构特征、室内人员及设备照明的状况以及新风系统的设置等。暖通空调系统的能耗还有几个特点表现在:第一,系统的设计、选型、运行管理的不合理将会降低能量使用效率。第二,维持室内空气环境所需的冷热能量品位较低且有季节性。这就使在具备条件的情况下有可能利用天然能源来满足要求,如太阳能、地热能、废热、浅层土壤蓄热等。第三,暖通空调系统涉及到的冷热量的处理通常以交换形式处理。这就可以采用冷热量回收的措施来减少系统的能耗,有效利用能量。
一、暖通设计的概念
在我国的建筑行业,一直以“建筑设计院”牵头。一个建筑项目确立之后,首先由某个建筑设计院进行总体设计。暖通设计是指该项目中的所需要的“空气调节系统”简称“空调系统”。一般“空调系统”包括制冷供暖系统,新风系统,排风系统等的综合设计。所以说“暖通”从功能上说是建筑的一个组成部分。从建筑设计来说,他是建筑设计的一个分项。并不是单指“空调”。
二、暖通空调节能设计常见问题分析
(一)在方案设计上,目前在暖通空调设计时很少设计人员先计算室内负荷,大多设计人员还是沿用估算值来确定负荷。即使计算,也只是用现有程序计算,计算后没有针对具体的情况加以调整。这一现象往往造成负荷过大,而加大投资能源浪费。对于某些“三边”工程,设计人员为了赶进度,没有视具体的情况进行全面分析得出最佳方案,结果风管弯头过多,局部阻力损失过大压力不平衡,使风量分配不均,引起不同房间冷热不均,达不到要求的室内环境。虽然我国建筑业发展迅速,但是,广泛采用新的建筑材料不考虑保证建筑物的热力状态的建筑设计方案,导致一系列不能满足室内微气候条件的情况出现。应该注意到建筑地区的气候特征,以及当地建筑经济特点和建筑物的经营管理具有决定性作用。有的地方还存在这种情况,当建筑物采用隔热性能差的材料设计时,计算中要考虑采用昂贵的微气候的空调设备。而在执行该设计时,由于经济方面的原因,无法采用此种空调设备,结果会出现夏季过热和冬季过冷的现象。
(二)在施工设计方面,往往由于设计、施工由不同承包商承包,造成利益倾向不同,很难达到最佳配合。比如在供暖方式上,我国采暖地区居住建筑存在着由于施工问题导致围护结构保温水平低,门窗气密性差,采暖设备热效率低的状况,造成平均每年每平方米采暖能耗高达30.5 kg。而这主要是施工技术人员对图纸理解不够和施工人员素质较差,不同施工单位在节能意识和设计角度不同、不到位造成的。
(三)在暖通空调节能系统的运行及维修设计上不科学。在运行过程中,由于缺少科学的设计方案,管理人员不能充分的认识空调系统运行系统,在运行高峰期的区分上不科学。通常是正常期和高峰期机器的运行数量一样,这样就造成了能量的极度浪费。而在维修和保养上,管理人员往往做不到位。因风道渗漏引起热损失、空调机盘管和过滤器附着异物引起机器性能下降等现象处处可见。对于低效率的设备不能及时维修和更换,造成不必要的能耗。
三、暖通空调系统节能的设计方向分析
(一)要合理的选择热源系统。在设计暖通空调节能系统时,要根据具体的工程建筑选择实用有效的热源系统。一般来说,当前国内市场上的热源种类主要有热电站、热泵、直燃型溴化锂吸收式冷热水机组、小型锅炉、区域锅炉房等。而从能量利用效率上来看,其中以热电站的效率最高,其次是热泵技术。
热泵是以大自然中蕴藏着大量的较低温度的低品位热能为热源,如以大气、地表水、地热或工厂排放的废水(气)为热源,通过压缩机的工作从这些热源中吸取其中蕴藏着的大量较低温度的低品位热能,并将其温度提高后再传给高温热源。热泵按热源的不同可分为:空气源(风冷)热泵。目前的产品主要是家用热泵空调器、商用单元式热泵空调机组和热泵冷热水机组。地源热泵(尤其是土壤型)可以节能30 %左右,而直燃型溴化锂吸收式机组供热式的效率相当于燃油或燃气锅炉,对于锅炉房来说,大型区域锅炉房明显优于小型锅炉。通过这些科学的分析,设计人员在设计暖通空调节能系统时,就可以根据工程建筑自身的情况,选择合理的可行的热源系统,因为不同地域不同建筑工程的需要和条件不一样,所以从设计阶段开始就必须注意对热源的选用。
(二)在设计时必须考虑到减少热媒介输送过程中能耗的主要措施。一是在设计要求材料的选用上,可以制定选用保温效果好的新型保温材料对管道进行保温节能,如在设计上采用热水预制保温直埋管等。二是在能力的输送系统管理的设计上,可以选用计算机系统对供暖系统进行全面的水利平衡调试,采用以平衡阀及其专用智能仪表为核心的管网水力平衡技术,以便科学有效的实现对管网流量的合理分配和控制,进一步提高输送能量的效率,以达到节能的效果。三是在设计时考虑实用性强的动力传输系统,力求在设计时对动力系统的优选,以保证在实际施工和使用中实现节能的效果。可以选用效率高、部分负荷特性好和大温差、低流速、低摩阻管道,输送效率高的载能介质的动力设备,这样就可以有效的减少输送过程的能耗,从而提高输送效率,既改善供暖质量又节约能源。
2设计工业厂房暖通空调时关于冷热源的选择
厂房类的建筑大多安排在工业区的范围内,通常是厂区的锅炉房来提供蒸汽。当工业厂区只需使用采暖用热或只有采暖用热时,最好把高温的热水当做热媒。然而,当厂区的供热主要是工用蒸汽时,在不违反技术、节能和卫生要求的情况下,可以用蒸汽当做热媒。一般来说,厂房类建筑是不可以采用电来采暖的,因为工业方面的用电价格就会相对较高,就算是民用的建筑,只要没有其地方供电部门给出的优惠,运行价格都会偏高。若是厂区没有热水、热源或是蒸汽,一些车间只要没有易燃危险的存在,都可以利用燃气的辐射来采暖,这也算是一种相对经济的方式。至于冷源方面的选择,也要结合所在厂区实际的情况,把投资减少到最低并且提高能源的利用率。当然,在非严寒的地区,也可使用VRV制冷机组或者使用溴化锂吸收的制冷机组,夏季时可以制冷,冬季时可以制热。
3关于厂房大门空气幕的设置
工业厂房大门大多是长期敞开的大门,特别容易造成冷风的侵入。若工业厂房在严寒地区,那就应该在大门的上方安装好空气幕。但有些设计师为了简单省事,把大门的空气幕和暖气片连在一起,这种做法是错误的,而且没有遵守《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)里相关的规定。厂房里主要出入口的大门都比较高,也很大,对贯流式的空气幕来说,送风的距离无法来满足其的使用要求,因此应该使用离心式的空气幕。面对超大出入口的时候,应该使用装配式的热空气幕,当装配式的热空气幕装在大门上方时,形成了一道热风幕,阻挡了厂房外冷空气的侵入,维持了厂房内所需要的温度。
4工业厂房暖通空调的方式选择方面
4.1厂房内有关车间通风的设计
车间内通风设计应按照工种类别、流程转换、厂房布置的变化做出合理的设计,不应该局限于控制通风的方式。若是同一工种的车间,我们可以用全室通风的方式,但若是不同工种车间,则可以根据其的散热量情况以及污染情况的不同,进一步做排风和除尘等工作的处理,以便缩小由于通风导致的污染蔓延的范围。有些厂房的散热量比较低,我们可以选择在屋顶上安装与自然采光和通风相关的装置,利用热流上升的作用,以致于不需要消耗动力就可以散风排热。另外,我们还应该满足工业厂房的除烟和除尘方面的要求。尤其对一些类似化工车间和焊接车间的可能存在有害气体的厂房,设计者要尤其注意。
4.2厂房内散热器的配置
在实践过程中,我们要科学的选择散热器。对于负荷较大的厂房可以利用钢制的翅片散热器,因为这种散热器作用面积比较大,可以满足车间的热需求量。但是,若此种散热器仍然不能满足车间的负荷要求,则可以增加一定量的暖风机装置,以便更好的进行补热。当然,对于粉尘量比较多的车间里,由于此种散热器拥有的结构很复杂,容易大量藏积粉尘,然后导致散热的效能降低。所以,我们可用钢柱式的散热器,从而在节能的同时,优化了热量的供应效果。一般而言,工业厂房的车间占地面积或所占空间都比较大,因此,将全厂房都进行加热的做法是不合理的,这种选择只会造成大量能源被消耗的结果。
1.引言
对于暖通空调项目工程,设计方案的优劣直接决定了工程项目的成败。近些年来,飞速发展的科学和技术,以及对能源节约及环境保护的要求不断增加,新的暖通空调设计方案也层出不穷,而且在相同的工程项目中,提供有几个到几十个相异的方案,设计师们需要对方案进行大量的比较及优选,而其中对于方案性价比的比较是决定暖通空调项目工程的完成质量和工作效率的一个非常重要的部分。
2.可靠性及可行性
可行性方案需要考虑的最主要的问题就是方案是否可以满足所需要求。方案需要和国家及地方政府的相关法规和监管要求相符,其中还包括了对于环保的具体要求;方案需要与有关要求(例如电力,燃气等基本生活条件)相符,而且也要特别地考虑这些要求的一个长期的变化动态。如在使用水源热泵的方案中,需要将当地的地质条件、地下的水资源状况以及其发展趋势考虑进去,以及由寒冬的热负荷和炎夏的热负荷之间的不平衡而导致的冷(热)累积效应问题。对于一些生活中的参数(如温度和湿度)要求高以及工艺性特殊的暖通空调项目,需要根据一年四季的实际状况对方案进行详细的分析,这样是为了方案可以适应全年不断变换天气条件。针对不能使用标准设备的某些特殊情况下,需要对非标设备进行详细的分析,并提交详细的参数,且这些要求的参数应该是合理和可行的。是否有足够的房间面积同样也是判定方案的设计可行性分析的问题,特别是对于一些需要改造的工程以及建筑面积相对小的情况。另外对那些不仅对一年四季的空气质量有很高的要求,而且当暖通空调如果不慎停止则会对造成非常严重的损失的特殊场所,比如航天的发射现场,需要根据空调的可靠性及其备份条件,对空调系统进行相应的可靠性的分析,特别地,也要对室外的空气条件及相应的安全系数予以分析。
3.经济性比对
对于现有暖通空调的设计方案,经济性比对是比较最对的一个参数。这一过程中,要先保证比对基准的一致性,这些基准主要包括以下几种,设计时的具体要求、空调的具体使用状况、当地的电价和水价、空调影响人们生活的情况以及空调的美观问题,根据这些基准进行比对后,才可以保证比对结果的合理性以及科学性。如果将高档设备和低档设备的设计方案进行比对,这个很显然是不科学的;若没有将空调是否影响到人们的生活状态这条考虑进去,而将具有新风装置和无新风装置进行方案的经济型比对,同样不会得出最好最合适的选择;同样若没有将空调的美观问题和上面的一个问题进行方案的经济型比对,那么对于集中形式的方案也不平衡。
对于投资者最为关心的参数是常说的一次投资,因此对投资进行计算时,一要保证投资的准确性和全面性,二要保证投资没有任何漏掉的项目。那么对于暖通空调工程项目的一次投资主要包括了以下两类,一类是材料、管道以及所用设备的投资,二类是相关的费用(如热力的入网费、有关设备的增容费、以及天然气的供气费)、相关的调试施工管理以及其他的相关费用,当然对于水电处理和控制的投资,以及机房建设费和户外管线费用,在实际的设计工作时也需要有一定的重视度。由于目前的厂家非常多,而且同样的产品多个商家的现象屡见不鲜,价格也参差不齐,那么在设计方案比对时对设备价格可以采用对应的平均价。上述的这些都是直接参数的费用,某些特殊情况也要考虑间接的效益。
4.可操作性及调节性
对于管理设计方案的操作,其方便性是用户最关注的一项。智能化的空调系统,虽然这样使管理人员减少,劳动强度降低,但同时又使投资费用增加,对相关工作人员要求也有所提高。是否将智能控制系统系统装入空调系统中,需要根据实际的情况以及经济和技术方面进行分析。当然对大型的空调系统以及需要远程控制调节的工程,这些就必要配置智能化控制,进而减少了工作难度。但是为了提升系统可靠性及经济性,智能化控制需要尽量地简化。对因季节而需要调整的开关阀门,不适合配置智能化控制。
对于暖通空调项目工程的总容量,一般是根据接近整个年度最恶劣的天气条件下来确定的,所以系统应该是有较好的自身调节性能。为了适应整个年度的天气变化,采用具有良好调节性的系统设计方案,如采用VAV系统及VRV系统的设计方案,相应的一次投资一般都比较高,运行的能耗较少,经济比对的过程中需要考虑这些影响。对一些夜间使用的写字楼,办公室和教室建设,还需要方案设计时考虑夜间运行的问题。
5.系统安全性
设计的安全性一般不是用户重点关注的重点,但是随着日益增加的需求(如设备的研制、管理规范化、技术改进等),安全性也逐渐进入用户的考虑范围。当然对于大型和中型的建筑,设计方案的安全是非常重要的。
暖通空调项目工程安全性,包括了人员安全、消防安全、易爆易燃安全、核心设备安全以及系统运行安全。防火安全需按有关规定来进行规划等,包括了安全保护制冷系统、北方地区要对空调进行防冻、配置电加热系统以及设备连锁的保护等方面。
6.环境因素
随着工业的快速发展以及人类生活标准的不断上升,环境问题一直以来都是世界面临的问题,其中锅炉所排气体就是城市空气的污染源之一,所以在生活区对锅炉有相关的政策,而且政策所提及的范围越来越大。这些领域中,环境因素会直接影响到设计方案的可行性,因此在设计时就需要将环境因素考虑进去,减小返工和改造的次数。
7.设计方案比对的误区
设计方案比对不仅专业型强、技术要求过硬,而且其影响的因素非常多。即便是专业的暖通空调设计师,也很难从繁琐的设计方案中间挑选出最适合的方案,那么对于跨行人士那更是水中望月。当然现有的方案比对中还有一些技术层面的误区。比如,设计方案中结合了最先进的技术,那么这个方案就是最优的方案,这样就是无目的地追求高新技术,乃至将其作为创新点进行宣传,而没有考虑到实际的应用条件。那么在实际设计中,每一个方案都存在与其相对应的范围及条件,如果不在其规定条件内,再高新的科技也对遇到的问题没有任何的实际效果。另外适合于某一项目工程的方案,并不一定就适合另外一个项目工程,切勿盲目攀比,盲目夸大。同样地,方案评价通常也会将复杂方案作为最佳方案,但是实际情况中,有一种正比的关系存在,就是所配置的系统复杂度越强,对应的设备数据也会越大、投资资金也会越高,而相应的可行性、可靠性以及可维护性就会变得越差,那么需要持有在可以满足所需要求情况下,设计方案简单一些较好。
8.结语
暖通空调项目工程的设计方案优劣对工程项目成败以及经济效益有一定的影响。设计方案比对及选择是一项范围广、因素多、复杂度高的技术工作。因此一项合理的设计方案,需要对各个因素进行详细的分析和判断。
参考文献:
一.前言
在现代的暖通空调工程施工过程中主要包含两个层面,其一,暖通空调设备,其二,暖通空调管道的施工,由于设计和施工的系统复杂,所以大多数将其两个方面放在尾后进行。正如一个好房子必须打个好地基,所以我们必须依据对当时状况的予以分析,拟定出细致的施工方案来。在现代暖空调施工过程中,按部就班的完善工程,好比行军作战一般,必须具备天时、地利、人和等相关因素的支持才行。所以在暖通空调施工的过程中也同样受到各种因素的制约,例如:风管加工、风管及设备安装、调试等工作。并且要按照严格的实施要求完成工程。本文结合笔者多年的实施工程中体会的一点个人经验,浅谈了现代暖空调设备安装施工出现的问题及解决方案。
现代暖通空调设备安装工程施工过程中存在的问题
2.1标高和定位不精准的问题。
现代暖通空调工程的设计图纸很大一部分都是应用CAD绘制的[1]。尽管在施工图纸绘制以前,安装专业设计就对管道和设备的标高采取了早期的规划,然而,施工图纸正式出图以前,大多并没有给予仔细的审核,所以引起了各专业施工图中管线标高 、定位交叉严重等情况的发生。这些情况严重工程质量,对工程的协调与管理增加了难度。特别是一些大型的综合建筑物,情况更是严重。往往是在图纸上标注不清的情况下,就采取了施工工作。有的直接造成了前面的管道施工安的很舒服,但到后面的就较难进行下去。这些情况的发生,都是由于一些设备装错了位置或在标高上出现了问题。所以,这些问题常常造成了设备不能使用而需要返工,浪费了人力物力。
2.2设备噪声存在的问题。
现代暖通空调工程中,总会遇到因为设备的噪声超标而引发的一些列问题。从理论上讲,国内的风机盘管技术已经很成熟了,众多的知名厂家的相关产品的噪声程度一般都可以达到制定标准。但是,对于那些具有大风量空调机组的使用情况就很差。与厂家给予的产品噪音参考数值相比,实际的噪音指标很高。这就要求在暖通空调设备在安装过程中,如果打算采用大风量空调机组的话,那么就需要进行相应的隔音措施。当空调设备进场时应及时开箱检查,大风量空凋机组未安装前最好进行通电试运行发现噪声超标应及时更换、退货或修改完善消声措施[2]。当前的国情是,很多设备都是完全安装好了以后,均进入调试阶段,才发现空调机组噪声超标,并由此而不得不进行返工。
2.3空调水循环发生的问题。
水循环系统是暖通空调施工中的核心步骤,一旦此环节发生问题,整个空调系统可能都无法正常运行。冷冻水系统管道循环不畅是空调冷冻水系统最常见的问题。其管道循环不好的原因包括以下两点:①空调水系统管道的污物直接造成空调水系统发生堵塞。②管道内由于施工协调较差造成的多气囊形成。
2.4结露滴水问题。
形成结露滴水的问题原因很多,主要包括:①管道的各管件与设备之间吻合不够严紧;②管道安装没有严格遵守操作规程施工。③管材管件的质量不能真正的达到标准。④水压实验不能够符合相关规范而进行。⑤空调机组冷凝水管因缺乏设水封而机组空调冷凝水不能将其排除。⑥部分管道过长,所以造成冷凝水管倒坡造成滴水。
现代暖通空调设备安装工程施工过程中存在的问题的解决方案
3.1严格抓紧施工前管理。
第一,设备到场后,首先对设备的尺寸及水平度进行检查,观察此设备能否达到随机技术参考资料上面书写的要求。发现异常情况时,及时给予调整,确保此后设备能够正确安装。第二,在管道焊接安装以前,先就需要彻底的把管道内的污垢和锈斑清理干净,然后在将管口封闭装好。第三,管道施工过程中,对于那些没有给予封闭的管口,可以采用临时封口,防止污物再次进入。第四,在管网最低处安装恰当排污阀。这样既可以提高排污能力,有能保证排污彻底。在连接设备之前,还需要进行分段清洗设备[3]。
3.2管线综合设计。
把建筑内各项管线工程统一安排,这样避免了原来可能出现的设计上存在的问题与工程原来布置具体内容等发生冲突。通过与相关单位共同商讨,调整具体内容的位置。使得每一处的管线在建筑空间上占有合理的位置,为管线工程的施工、运行使用、维修管理创造条件 [4] 。此外,工作人员还要密切配合、互相协调,确保风管线的施工可以正常布置,不至于过长。
3.3水管的安装。
所有水管相关设备到场验收合格以后,才能予以安装。根据国家规定的标准,冷冻水管吊架需要使用到弹簧减振吊架。另外,尽量让吊架固定在粱上,切记不能固定在楼板上。水管穿过楼板或过墙必须采用套管且套管与水管之间要用阻燃材料填封[5]。
3.4冷却设施安装。
所有冷却相关设备到场验收合格以后,才能予以安装。安装时严格按照设计、施工规范及产品说明书要求进行。对于冷却塔的安装位置,要选择远离尘垢、远离烟囱或其它热源地区的场地。此外,还要预留一定空间并保持水平,保证与周围物体持有充足的空间,避免热回风及风量不足。施工过程中注意冷却塔安装平稳,地脚螺栓的固定牢固。组装冷却塔时,为了防止发生火灾,塔顶尽量不要使用气焊、电焊等 [6] 。如果有必要使用的情况,那么可以事先准备好防火保护措施及防火器材,确保万无一失后在进行。
3.5风系统安装。
所有风系统相关设备到场验收合格以后,才能予以安装。因为送回风管基本都使用的是低风速、大风量来降低噪音。但是这样的风管横截面积过大,一旦风管的安装强度不足或是风管的整体刚度过低,即可发生共振,引起很大的摩擦及振动噪声[7] 。故而为了能够让风管不产生剧烈的振动噪音,风管吊架最好还是用橡胶减振垫进行减轻噪音[8]。在风机进出口处,安装消声器。空调用优质保温材料保温。
四.结语
综上所述 ,笔者根据个人平常工作实践经验认为,现代暖通空调工程施工过程中,如果做好了严格抓紧施工前管理、管线综合设计、做好水管及风系统的安装等问题,并正确处理一些常见异常的问题,就可以保证暖通空调安装施工可以顺利的进行,并保持规范与严谨。
参考文献:
[1]孙先乔.建筑工程给排水系统安装与施工技术探讨[J].广东建材,2008,(08).
[2]钟德刚.暖通空调安装施工过程中的问题与解决方法[J].机电信息,2010,(36).
[3]刘祖疆.暖通空调安装工程中的问题及处理方法[J].中国建设信息供热制冷,2009,(03).
[4]张宏伟,王涛.广州国际体育演艺中心电气管路敷设综合施工技术[J].建筑技术,2010,(06).
[5]邱高林,刘琼,刘永浩.浅谈安装施工中暗埋管线与施工的关系[J].山西建筑,2007,(32).
中图分类号: TU71 文献标识码: A 文章编号:
1暖通空调管线及相关设备的位置设计问题
施工技术人员在设计暖通空调的施工图纸时,对于所有的管线以及相关设备的标高和位置都会进行初步的规划。但在施工图纸真正出图前,相关技术管理人员并没有对施工图纸进行详细的检查,使得暖通空调的施工图中各管线的标高和位置交叉严重,在具体施工时就会出现很多问题。
现代建筑暖通空调的管线是十分复杂的。一般来说,现代建筑内都有空调送回风管、排风管、冷热煤水管、冷凝水管、喷淋管以及给排水管和电气桥架等多种管线,具体参见表1。
在安装施工时,一旦施工图纸不能对这些管线和其他相关设备的位置详细标注,就会对暖通空调的管线安装工作造成十足的困难,不仅延长了施工时间,更是影响了工程的质量。
为了避免在施工时出现这类问题,应该在设计暖通空调施工图时对所有的管线工程作统一全面的安排,详细标示出各个管线和空调末端设备的位置及标高。同时要在施工图出图前对设计图进行仔细审核,一旦发现有位置不合理的情况应及时提出修改意见,为暖通空调管线工程的施工及运行管理提供便利,提高工程的整体使用质量。
1.1暖通空调管线的设计
在现代建筑中,除了暖通空调存在大量管道之外,还有其他多种类型的管道,主要包括有给水管道、排水管道、中水管道、热力管道、燃气管道、空气管道以及各种配电线管道或者电缆。在现代建筑施工过程中,难免出现管道交叉错位的情况,为了减少管道、管线和穿线管之间的相互影响,在设计时就要全面考虑所有施工管线的施工顺序和走位,如果无法避免管道管线交叉或是在某一局部空间内管线太过密集的情况,应从建筑整体性能角度考虑,合理安排管线的位置。
1.2暖通空调风管的设计
在暖通空调的设计及安装过程中,风管的位置和走向也是较为关键的一步。风管吊顶的高度要根据其界面高度方向上的长度来决定。一般来说,风管的走线以短为佳,如果走线过长,则风管的施工难度会增大,同时与风管相邻的其他管线也很难设计。
因此,在现代建筑暖通空调的设计安装中,管线和相关设备的布置,对于提高建筑的实际使用质量和使用空间有着切实的意义。
2暖通空调系统运转的噪声污染问题
现代建筑在实际使用过程中,各种噪声污染都是不可避免的问题。由于大风量空调机组的技术相对而言还不够成熟,暖通空调末端设备在运转时噪声往往都是超过厂家提供的样本数据的。因此在设计暖通空调运行系统时,要注意对末端设备噪声指标的控制,必要时应对大风量空调机组采用隔声措施以保证空调运行时产生的噪声在允许范围之内。
2.1相关系统设备的安装
暖通空调系统在运转时,各种设备所产生的噪声占据了较大比例,因此在设计安装时要注意各相关系统设备的噪声问题。比如在安装风机和空调机时可以考虑采用弹簧阻尼减震器来控制运行时产生的噪声,风机和风管的连接以及空调机组和水管的连接均可以采用软连接的方式。除了控制噪声源之外,还可以对空调机房进行吸音的处理,例如在空调机房内可以使用吸声材料,采用吸声板材来设计空调机房的墙面和吊顶板,在设计安装门窗时可以考虑使用具有一定吸声能力的门窗,达到控制噪声传出的效果。
2.2暖通空调中水管的安装
暖通空调的水管安装对于噪声也有一定的影响,因此其设计安装要严格按照相关的规范和标准来执行。具体的安装要求有:冷热煤水主干管和吊架应使用弹簧减振吊架,同时吊架应固定在梁上,如果条件允许,可以在两道梁之间设置槽钢横梁用来固定吊架。
2.3暖通空调风管的安装
暖通空调风管的设计安装也应按照严格的标准规范来执行,除了在各主要部位和噪声源处,如风机进出口、新风进口、风管适当部位和风管弯头部位等设计安装消声器和使用吸音材料外,也要注意风管的设计和安装,尽量减少风管由于强度不够或是整体刚度不足而产生的摩擦和振动噪声。在现代建筑暖通空调风管吊架施工时,应尽量采用橡胶减震垫,减少风管在运行时产生的振动噪声。
2.4暖通空调水管的安装
在建筑暖通空调施工时,产生的噪声一般会沿着水管向外传递,在此过程中如果水管的主管管径过大,同时存在一定程度的振动,而这种振动会沿着刚性的导体一直传递,长时间下去会对空调设备造成严重的损害。为了避免这种情况,可以在水管的主管上安装弹簧减震器,尽量消除楼板与主管之间的振动和噪声。
3暖通空调运转时水系统相关问题
在实际安装施工时,暖通空调的水系统安装是最为关键的一步,下图即为暖通空调水系统的示意图:
在暖通空调水系统运行过程中常常会出现各种质量问题,其中最常见也是最严重的问题就是水系统管道的水循环不畅通。造成这种现象的原因主要分为两种,一种是由于暖通空调系统的管线过多,交叉频繁,使得管网中出现较多气囊,严重影响了水系统的循环,另一种则是由于在暖通空调运行过程中,对于水系统管道的清洗工作不到位,有污染物堆积,使得水系统堵塞。
对于这两种不同的原因,在施工时可以采用不同的方法进行预防和控制。对于第一种气堵的问题,其主要的处理措施就是在暖通空调施工前,合理设计并规划各个管线的位置,详细标示其标高,避免出现大面积的气堵现象。除此之外还可以在气堵常出现的位置设置一些排气阀,将气体及时排出。对于第二种现象,则需要做好两个方面的预防治理工作:①在焊接安装管道之前应及时除去管道中的杂物和锈迹,当清理干净之后应对管道口做适当的处理,防治有污染物进入其中;②可以在管网的尾端设置一个工作量较大的排水阀,确保排污的效果,同时在管网中可以设计安装一些过滤设备。当管网的清洗疏通工作结束之后,要进行管道水循环的试运行,将其中剩余的杂物全部带到过滤器中,最后统一将过滤器中剩余的杂物清除。
4暖通空调运行时的结露滴水问题
暖通空调在运行时还会出现的一个主要问题就是结露滴水的问题,造成这种现象的原因主要以下几个方面:管道的连接不紧密;安装施工没有严格地按照相关标准和规范执行;施工时使用的管道材料质量较差,不能满足施工要求;暖通空调系统在运行前没有按照要求进行水压试验。
1 方案应吸收设备工种参加
现在有不少工程,在方案阶段只有建筑师埋头创造,不吸收设备工程师参加方案设计,结果建筑方案中选后设备空间没有考虑,造成设备设计很大困难。机房设在某一角落,风道拉得很远,既不经济也影响通风效果;进风口与排风口挤在一起,不合规定;管道夹层当机房使用,噪声、振动直接影响上、下客房,不但增加了消声减振的费用,还难以取得满意的效果。诸如此类举不胜举。要改变这一现实,要想适用、经济、美观地建造起现代化建筑,建筑师在方案阶段就吸收设备工程师参加设计实为当务之急。
2 设计前对建筑物要了解清楚
要想做好一个建筑物的空调设计,达到真正良好的使用效果,应当是各工种综合的好效果。用我们的政策语言,就是适用、经济、美观三者俱备。为此目标在做设计的时候各工种必须配合好。一般说来以下几个问题首先要了解清楚,才好采取对策,即选用适合的方案和系统。
2.1 弄清该建筑物在总图中的位置,四邻建筑物及其周围供热、供水、供电等管线的敷设方式与可能的接口地点。这可为本建筑物设计供热入口时的客观条件。也可作为计算负荷时考虑风力、日照等因素的参考,还可以根据主要入口的朝向,确定大门的做法。
2.2 弄清建筑物内的人员数量,使用时间,有无废气要排等。作为计算负荷及划分系统的依据。
2.3 层数、层高及建筑物的总高度,看其是否属于高层建筑。按现行的规范规定:十层及十层以上的住宅;建筑高度超过24m的其他民用建筑,应遵守高层民用建筑设计防火规范的条款。
3 可行性和可靠性问题
能够满足使用要求,这是方案可行性应考虑的主要问题。设计方案应符合国家和当地政府有关法规和规范的要求,包括有关环境保护的要求;设计方案应能满足有关方面的要求(如供电、供气、供水、供热等),并应特别顾及这些条件的长期、变化情况。对于温湿度等参数要求较高或比较特殊的工艺性暖通空调设计项目,应对设计方案进行全年工况分析,以确保其在全年各种室外气象条件下的适应性。对于一些无法采用标准设备的特殊情况,对非标准设备应提出详细的参数要求,并且所提出的参数要求应合理可行。
4 经济性比较问题
经济性比较是目前暖通空调方案比较中考虑最多的一个问题。在经济性比较时首先应注意比较基准必须一致。应采用相同的设计要求、使用情况、设备档次、能源价格、舒适状况、美观情况等基准条件进行比较,这样才能保证方案比较结果的科学性和合理性。如果对采用名牌设备和采用低档设备的方案进行经济性比较,显然是不合理的;如果不考虑舒适性的区别,对有新风供应和没有新风供应的方案进行经济性比较,显然不可能做出正确的选择;如果不考虑美观性和舒适性进行经济性比较,对集中式空调方案显然是不公平的。
5 调节性和可操作性问题
暖通空调系统的容量通常是按接近全年最不利的气象条件确定的,因此系统应有较好的调节性能,以适应全年负荷的变化。调节性能好的系统方案,如采用VAV空调系统和VRV变频空调系统的方案,其一次投资通常较高,但运行能耗较小,在经济性计算和比较时应综合考虑这些因素。对于部分时间使用的办公建筑、写字楼和教学楼,设计方案应能适应其夜间不工作时的调节要求。
设计方案的管理操作方便性是用户十分关心的问题。空调系统自动化水平的提高,可以减少管理人员的数量和劳动强度,从而使人工费减少,但使一次投资增加,对操作人员素质的要求提高。空调系统是否采用自动控制,应根据实际情况和要求,经技术经济性比较来确定。对于大型空调系统和需要经常调节控制的设备较多的工程,宜采用自动控制,以减少操作管理的工作量。但自动控制系统应尽可能简化,以提高系统的经济性和可靠性。对于只有季节转换时才操作的阀门不宜采用自动控制。对于一些各部分不同时使用的建筑物或各部分出租给不同使用单位的商业建筑,系统设置应考虑分别管理控制和运行费用分别统计交纳的要求。
6 安全性问题
暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全、人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全5个方面的问题。在设计弹药厂房和库房、煤矿等易燃易爆工程的通风空调系统时,安全性成为必须考虑的重要因素,应采取相应的防爆技术方案和措施。在设计燃油燃气锅炉房时应考虑可燃性气体、液体泄漏带来的安全性问题,应设置可燃性气体泄漏报警系统和事故通风系统,并相互联锁。防火安全问题应按照有关防火设计规范来考虑,在此不作详述。设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全保护、北方暖通空调系统冬季防冻、空调系统电加热与风机联锁保护等问题。在方案设计时应注意考虑暖通空调系统故障可能对室内重要设备和物品产生的不利影响,例如,重要机房、重要资料库和文物库房不应采用在吊顶设置风机盘管的空调方案,因为一旦空调水系统漏水将造成严重损失。
中图分类号:S611文献标识码: A
一、绿色建筑和暖通空调的相关概念
1.绿色建筑的相关概念
绿色建筑就是对建筑赋予绿色的充满生机的生命力,使建筑成为可持续发展的建筑。具体来说,是指依据建筑所在地原本的自然环境状况,运用生态学、建筑学等方面的基本原理,采用现代的科技手段,对建筑同其他相关因素之间的关系进行科学合理的安排和组织,以在最大程度上节约资源能源、保护环境及减少污染,为人们提供健康、清新、舒适的生活空间以及同大自然和谐共生的建筑。绿色建筑有利于减少工程中资源和能源的消耗,防止或减少对自然环境的污染和破坏,并且其采用的相关新型技术及建筑材料有利于提高建筑的居住品质和居住者的生活质量,是近年来在建筑行业中发展迅速的一种节能环保、舒适度高、健康的住宅生产方式,也是一种符合现代社会可持续发展的居住生活方式。
2.暖通空调的相关概念
暖通空调具有采暖、通风和空气调节三个方面的功能,这三个功能的综合简称就是暖通空调。与传统的只能进行制冷或是制热的空调不同,暖通空调还能够对空气进行处理,使空气得到净化。暖通空调对周边的天然空气进行过滤、冷却及除尘等处理,无论多么细微的灰尘颗粒它都能够搜寻到,并且消除细菌、净化并过滤病毒等,充分改善居民周边的空气情况,给人们提供更加适宜、清新和相对湿润的生活环境。
二、绿色建筑暖通空调安装原则和要求
由于绿色建筑具有节约资源和能源、保护自然生态环境、保护居民生活环境等各方面的特性,故在绿色建筑内使用暖通空调设计必须充分满足绿色建筑的相关原则和要求。
第一,绿色建筑中暖通空调的设计原则。暖通空调设计需要遵循的原则包括对相关材料和零部件以及能源的使用进行控制节省,在对暖通空调的局部或整体的零部件或材料进行回用和广回收,对回收后的零部件和材料进行循环再生等。
第二,绿色建筑对暖通空调的设计要求。绿色建筑对于暖通空调设计的要求就是尽可能地减少耗能,对建筑的热工性能进行改善,充分发挥绿色能源和材料的作用,保证不会对周边生态环境造成破坏,并且能够保障室内环境的舒适、清新。
三、暖通空调节能设计的相关要点
1.太阳能技术在建筑暖通空调系统中的应用
在建筑暖通空调设计中可以利用太阳能,太阳能取之不尽,用之不竭,既不受地域限制,又绿色环保无污染的特点,有计划地展开太阳能的利用。建筑暖通空调可以利用太阳能供暖系统,这套系统利用特定的设备直接采集源源不断的太阳光,将其转化为热能,然后在热导循环系统的处理下将热量传至换热中心,转换成热水后再进入地板采暖系统,这有助于实现绿色建筑暖通的目标。
2.地源热泵技术在建筑暖通空调系统中的应用
地源热泵技术在解决供热、制冷方面具有较高的经济和节能优势,地源热泵系统只影响土壤温度,并不会造成地面下沉和地下水位下降、水质,是目前较为成熟的、对环境影响较小的取热、散热方式。在寒冷地区为建筑暖通空调系统增设1个辅助设备用以提供热量,取之不尽的太阳能是首选,可以通用串联或并联的方式联合运行地源热泵和太阳能,向系统提供更多的热量,进而满足建筑物内人们的采暖需求。在南方等温度较高区域可以利用冷却塔供冷,通过和地源热泵的串联运行分担部分负荷,在夜间将土壤中积蓄的热量带走,实现降温的效果,保证热泵性能处于较高的运行和利用状态。
3.住宅建筑供暖系统节能设计
目前大多数住宅通常采用楼层集中供暖管道安装技术,很少出现穿越楼板架设管道的供暖设计,为了满足这一既定路径模式的要求,暖通空调系统设计用应用共用立管、分户独立循环的节能结构,进行供暖的过程中,要采取适当的措施保证供暖的持续进行,要采用下供下回的双管供暖系统,将管道敷设在同一楼层地面的踢脚板内部或者下沟槽内,而在设计局部过门时则采用过门沟槽敷设方式;下分式全带跨越管系统,这种系统的功能类似装设分配阀单管系统,施工要点是将供水管道以及回路敷设在同一楼层下垫层中,如果对整体外观要求不高,则可采取地面明装方式;放射式系统,通常也被成为章鱼式系统,这种双管系统将每组散热器与户内的集水器和分水器相连,并将供回水支管敷设在垫层中,为了保证支管和铺设地面的性能,可以采取塑料套管保护措施。
4.建筑节能的空调节能技术应用
建筑节能通过对建筑结构的调整来减少热能的损失也是节能的有效方式之一。改善建筑围护结构的保温性能:要保证建筑围护的保温和隔热性能。建筑节能设计需要按照检测与控制的要求及技术特点作简要说明,设计单位应严格按照节能设计标准进行设计。空调房间均应具备温度控制功能。设计单位及使用单位应选用既有调节功能的空调制冷设备,对于建筑面积大于两万平方米的,应进行温度自动监测改造。空调水管多数采取固定措施并可向两侧伸缩,穿越沉降缝或变形缝的风管两侧设置防火软接;防雨百叶风口的有效面积过小。对于因特殊原因不能满足相关要求的建筑,就必须按照要求选用特殊玻璃等进行补救,如使用双层玻璃等。正确选择建筑的朝向和建筑间距。建筑朝向和建筑间距对与空调节能都是很有影响的,主要是由于太阳能的利用与否问题。如:相同的建筑,南北朝向献比亥西朝向的得涓要灾相对转小。
四、绿色建筑的暖通空调设计的优势分析
1.优化建筑结构
环保节能的暖通空调系统能够将建筑物的能源和资源消耗降到最低点,在建筑物的布局上采用高效保温隔热构造,并充分利用太阳能。在结构的构造上,绿色建筑结构通常采用节能玻璃窗,将空调回风引入双层窗夹层空间,将对流热量带走。通过这样合理的设计,优化了建筑结构,为人们提供舒适的生活环境。
2.保持良好的自然环境
体现暖通空调性质优劣的一个重要指标是对自然资源的利用程度。就绿色建筑来说,建筑物的环境会直接影响暖通空调系统效能的正常发挥。而为了使环保节能的暖通空调系统达到最佳的效能,在建筑物设计的时候需要保证周围良好的环境,包括空气、土壤、水源等,保证建筑物不会受到不良自然环境的影响,植被和水对建筑物的作用是不言而喻的。因此,要适当种植植被,并对水源的引入做合理的安排,保证建筑物周围有良好的自然环境。
3.改进建筑热工性能
建筑热工性能涉及到建筑形体系数的气密性、建筑保温、建筑遮阳等多个方面,事实上,建筑物的热量是通过围护结构散发的,热传递速度与外表面的散热面积有着紧密的联系,随着建筑物体形系数的增大,采暖能耗也相应的增加。为了降低能耗,可以通过提高门窗的制作精度和安装精度、选用新型材料、采取密封措施等来减少空气渗透。这样不仅能够达到良好的节能效果,还能够改进建筑热工性能,为人们的生活创造舒适的环境。
综上所述,绿色建筑与暖通空调的相互结合,能够保证能源的充分利用,促进环境保护,保持城市可持续发展的能力,在为人们创造舒适生活环境的同时,对提高我国绿色建筑暖通空调设计的技术也有很大的促进作用。
参考文献: