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為適應全年符合的不斷變化,暖通空調系統應有良好的調節性能,我們常見的調節性能好的方案有VRV變頻空調系統和VAV空調系統兩種方案,這兩種方案的耗能都很小,但是一次性的投資費用都是很高的。有些辦公建筑并不是全天使用的,因此在選擇設計方案時就應考慮其能適應夜間不工作的要求。由于空調系統自動化水平的不斷提高,因此可以適當的減少管理人員的勞動強度和數量,但是可能會造成投資費用的上升,這就要求了應進行技術經濟性的比較,同時還要不斷提高管理人員的綜合素質。只有季節轉換時才操作的閥門應采用手動控制的方式,對于需經常調節控制的并且設備數量較多的工程以及大型的系統工程應采用自動控制,從而有效減少管理人員的工作量,同時為了保證系統的可靠性和穩定性,自動控制系統應盡量的簡化。
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3)嚴格要求設計人員。設計人員要具有與時俱進的設計能力,需要定期的對設計人員進行培訓,有效的提高設計人員的綜合素質,推動設計人員在學習掌握規范的標準和要求的同時,也有著良好的隨機應變能力能夠處理突發事件。嚴格要求設計人員按照相關政府以及國家的規定進行設計工作。
2 在暖通設計中應用綠色建筑技術
2.1 合理使用綠色環保材料
在暖通設計中,注重使用綠色材料,多選用可回收利用和可以重復使用的保溫材料以及管材。盡量做到在滿足建筑需要的同時,減少材料對居住者的不良影響,避免使用不節能的環保材料,嚴格把關材料的選擇,杜絕使用對人體有害的材料,禁止使用Halons 以及HCFCs,需要制冷時盡量少去使用CFCS制冷劑。綜合利用綠色環保的材料,也是綠色建筑技術缺之不可的。而考慮到降低成本,建議本地取材,取近舍遠,也能夠大大降低材料運輸的過程中對環境造成的影響,推動當地經濟的發展的同時還減少了業主的負擔。
2.2 合理使用可再生能源
常規的能源通常價格較可再生能源要高,且不環保。作為現代綠色建筑技術之一的可再生能源技術是綠色建筑消耗的首選,以降低對常規能源的損耗。因此,運用可再生能源滿足暖通系統的高能耗是現在暖通設計中不可或缺的技術。考慮到可再生資源的使用,在建筑進行暖通設計的時候,要注意權衡可再生資源分擔暖通系統的部分作用并維持暖通系統的正常運行。暖通在空氣調節、通風以及采暖這三個方面。采暖相對來說對能源的要求較高,如何利用可再生資源降低供暖的能耗,做到良好的輔助供暖設備呢?在中國泰州的民俗文化中心,就是一個很好的例子。文化中心采用土壤源熱泵技術作為冬季的熱源,很好的發掘了當地的地熱資源優勢。土壤源熱泵利用地球表面淺層地熱資源進行能量轉換,采暖空調熱量可以達到24000kw h/年,且可以承擔百分之百的負荷。而在夏天則是從土壤提取冷量轉到建筑內進行供冷的同時還可以進行熱能儲備供冬季使用,反之亦然。在暖通設計之中高效率的應用可再生資源,既環保節能也節約成本。
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2.1循環水泵選用問題
暖通工程系統設計包括循環水泵類型的選用、暖通安裝標準規范設計以及暖通空調通風設計,循環水泵類型的選用直接影響著凈水壓力和水利平衡。通常我國在選用循環水泵容量都比實際所需的水容量偏大,造成暖通工程投資和運行費用偏大的現象。其中主要因素有:計冷負荷偏大,選用循環水泵的容量越大,運載程序所輸出的冷循環氣流便越大,根據當前建筑所用的冷負荷實際效應值為200,但當選用較大容量循環水泵時,計冷負荷便會超出原有實際所需的40%以上,產出的計冷負荷值為280以上,造成多余計冷負荷的浪費;系統循環阻力計算數值偏大,主要是因為循環水泵在工作狀態下,始終處于水循環系統交替狀態,若不能選用正確功率的循環水泵,便會使循環系統阻力運行負荷加大。例如:若暖通工程中采用500W適宜功率的循環水泵時,系統阻力系數便會停留在0.3-0.45之間。若采用較小或較大功率的水循環泵時,水循環系統阻力系數便會增加到0.7-0.8之間。
2.2暖通安裝標準規范問題
暖通安裝標準規范也是暖通工程系統設計的主要因素之一,包括:采暖通風設計和空氣調節設計。采暖通風設計主要根據樓宇的建筑面積和布局規劃進行合理性的設計,若建筑群體面積較大,不適應采用打墻洞的方式來進行室內空氣的交換,而是采用安裝大額定功率的暖通 空調,壓縮機內的空氣轉化裝置便會在有效的時間內進行室內外空氣的轉化,以此達到實際需求。暖通安裝標準規范中明確指出要在熱力入口中的總管上設置溫度計以及氣壓表,以便于在出現故障時采取及時措施。在原有暖通安裝工程中并沒有裝設氣壓表和溫度計,造成暖通空調運行系統不穩定,產生的熱量較高,以此帶動氣壓值的升高。
2.3暖通空調通風問題
暖通空調制冷條目中對賓館和辦公樓的冷負荷進行了指標劃分,其中辦公樓的冷負荷指標數值在100-170W/㎡之間,商場類的冷負荷指標數值在220-2600W/㎡之間。但在實際暖通空調通風系統中采用的裝機容量都偏大,造成這種現象的主要因素其中之一便是由于暖通安裝人員在進行施工時,將安全系數指標考慮在其范圍內,造成實際暖通空調單位面積內的裝機容量比額定裝機容量的數值偏大。另一因素便是部分設計人員在設計暖通時,將負荷指標效率也列入到實際規范需求中,原有暖通工程沒有將負荷指標列入,產生的運行功率與額定功率相差不多,但由于設計人員多方面的涉及,造成后期暖通空調在通風問題上加大了負荷指標效率。
3建筑工程采暖通風設計應用
建筑工程采暖通風設計采用的應用項目有:電熱供暖和空調供暖,電熱供暖針對的樓群建筑面積較大的用戶群體或較為集中的用戶群體。假設針對局部供暖、環保供暖以及熱源較為集中的區域進行電熱供暖,電熱供暖還要考慮當地的經濟以及文化水平,這樣才能更有效的采用有利措施。暖通空調采暖通風設計也逐步應用到實際生活中,例如:某建工大樓采用暖通空調系統進行采暖通風,在設計應用時既要考慮建工大樓的建筑面積、通風量已經換氣次數,其中建工大樓一層為報告廳、二層為工作區、三四層為實驗區和物流區、針對這種建筑布局,暖通空調在設計時采用了通風設計格局,使每個樓層的空氣熱值和濕度均能達到實際參數指標。
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1.2處理好整體與局部的關系
有些企業或者單位需要集體供暖,這樣會減少能源的消耗。在進行暖空空調系統設計時,空調系統的設置應該能對集體供暖的每個房屋進行調控,充分保證個體房屋的溫度,既保證了集體供暖的節能要求,也沒有護理個體用戶的需求,正確處理供暖整體與局部的關系。有一些居民區不是集體供暖,是個體戶自我進行供暖。對于供暖問題,應該采取自愿原則,即使是因為集體供暖能夠減少能源的消耗,也不能強制地要求居民集體供暖,要尊重居民的選擇。
1.3要能通過控制室內的通風量來調節室內空氣品質
目前從節能的角度來設計暖通空調的主要方法都是提高室內的通風,但是通風量增多易造成灰塵細菌增多,對室內空氣質量造成影響,所以應該加強對室內暖通空調系統的控制。在保證室內的空氣質量的基礎上,對暖通空調進行節能設計。1.4滿足生活環境中的聲、光、色的要求人們對于居住的環境有很多的要求,但大多數都是聲音、光線、色彩方面的要求,尤其是色彩。如果生活在一個暖色調的房間里,就會感覺很溫暖,這種感覺是心理上的感受,這樣的溫暖就可以降低熱能的消耗,達到節能的目的。
2.暖通空調節能設計的方法
2.1選取合理的設計參數
在設計空調系統時,很多的因素都會影響空調系統的能源消耗。進行暖通空調設計時應該考慮建筑物室內室外的溫度差,還要考慮建筑物的建筑結構,這樣在進行節能設計時能夠節省很多麻煩。在保證生產工藝和人體健康的條件下,夏季室內計算溫度每升高一攝氏度,可使空調系統降低8%-10%左右的能耗,而室內的空氣濕度由60%提高到70%時,則可降低17%左右的能耗。新風量新風負荷占空調總負荷的20%~40%,引進新風不僅要滿足人員的衛生需求,還能夠維持室內外壓差,所以應合理確定新風量的多少,確??照{系統的能耗最小。
2.2合理選擇設計方案,提高設計質量
對節能目標有影響的還有暖空空調新風量的大小,暖空空調新風量的大小也和人類的身體健康有關系。所以在以節能為目標對暖空空調進行設計時,對新風量的設計應該科學合理,可以進行現場實驗,這樣得出的數據會更科學,可信度比較高。在設計人員對暖通空調系統進行設計過程中個,設計人員應該提高對設計方案的重視,設計方案要符合實際情況,不能盲目為了追求利益,不重視暖通空調的設計方案,忽略細節,使得施工過程困難重重個,加大了施工過程的能源消耗。
2.3設計合理的圍護結構與照明
暖通空調系統通過圍護結構的空調負荷較大,并且圍護結構的保溫性能和窗墻面積比決定了通過圍護結構的空調負荷的大小,所以建筑圍護結構應采用節能型建筑材料,應具備滿足建筑節能要求的熱阻值。同時照明同空調結合選用節能燈具及燈控系統,因為照明用電很大部分直接轉化為空調冷負荷,照明容量大、空調面積大的空間內采用照明與空調組合系統有利于提高節能效果。
2.4加強對設計圖紙的審核力度
在對暖通空調進行設計時,因為人為的因素會出現一些紕漏,從而消耗的能源比較多,所以對設計圖紙的審核力度要加大,在審核過程中及時準確地發現暖通空調設計過程中的問題并進行修改。在具體操作過程中,個別工作人員往往會為了追趕進度對于暖通空調的設計質量不重視,從而造成了安全隱患,達不到節能的目的。所以,圖紙要設計的精準才能達到降低能耗、節能的目的。
2.5選用節能型、性能好的設備
在對暖通空調進行設計時,要選用低能耗的設備,淘汰高能耗的暖通空調設備,從使用過程中達到節能的目的。第一,要選擇適合的冷熱源主機設備;第二,要選擇風冷機組和水冷機組的組合;第三,變風系統的選擇也很重要。變風系統能夠解決暖通空調系統風速的問題,可以是空氣流通的速度變慢,從而減少能源消耗。當代科學技術水平飛快發展,空調技術也在不斷地進步,但是空調的使用會造成城市耗電量加大,也會給城市帶來熱島效應,所以應該采用可再生能源的暖通空調系統,一起行動節約能源。
3.暖通空調設備的噪音處理的方法
3.1系統設計理念
目前暖通空調的使用范圍加大,對于暖通空調的技術改革也在加快步伐。通過科學技術我們可以對暖通空調設備的噪音問題進行處理。降低噪音的方法是源頭控制噪音、在噪音的傳播過程中降低噪音、在噪音接受者降低噪音,所以我們要降低暖通空調的噪音也要從這三方面出發。從源頭上控制噪音,要求我們在進行暖通空調設計時,要采用裝置配備良好的空調,也要根據建筑物的建筑結構來安裝暖空空調,在空調設備本身降低噪音。在傳播過程中降低噪音,暖通空調在工作是,輸送暖風的通道是排風管道,排風管道的設計和噪音的形成有很大的關系,所以在設計排風管道時,要進行精確的計算,盡可能降低噪音;最后,可以在建筑物內設計降低噪音的結構,一面對室內居住的人造成身體健康上的影響。
3.2消聲器的設計與選型
選擇消音設備是降低噪音的合理手段。在暖通空調系統中安裝消音器,從源頭上降低噪音,根據不同暖通空調設備選擇不同類型的消音設備。在選擇暖通空調的消音設備是要考慮到消音設備在實際運行操作中也會產生噪音,所以要選擇噪音在可允許范圍內的消音設備。在暖通空調使用過程中,氣流輸送的速度會受到空氣的阻礙產生噪音,所以在使用消音設備時要考慮到輸送空氣管道里的氣流不能太大。只有暖通空調和消音設備二者很多的結合使用才能在暖通空調系統中有效地控制噪聲。
3.3減振隔振措施
暖通空調設備中一些材料和配件在暖通空調使用時振動也會產生噪音,為了抑制零件振動的噪音,應該在暖通空調系統中采取減振隔振措施??梢栽谂照{設備中安裝彈性材料,控制配件振動。除此之外,也可以添加隔振器,例如金屬隔振器、橡膠隔振器、空氣橡膠彈簧隔振器,隔振器的使用會避免暖通空調設備中配件振動產生的噪音。
3.4設備房的噪聲控制
建筑物內在安裝暖通空調系統時都會有單獨的設備機房,設備機房的選址也會對噪音產生影響。機房內部要設立消音設備,也要在機房外部采取隔離措施,防止噪音傳出。機房的房門和墻壁應該進行特殊的處理,房門可以使用隔音效果好的材料,墻壁可以采用吸聲好的原料,不讓噪音傳出,會大大地降低噪音。
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2.冷熱負荷計算
冷熱負荷計算也是非常關鍵的一個環節,一般來說,暖通空調系統的設計上針對冷熱管道的大小、源容量以及水泵配置等方面都應該進行科學地設計,而冷熱符合計算為這些設計提供了不可缺少的可靠依據,這些計算數據的準確與否,直接關系到系統地耗能問題,因此針對這方面的計算,必須要做到可靠、準確,這樣才能夠達到耗能優化,同時也為后期維修減少成本。另外,在實際的設計過程中,設計人員應該借鑒大量成功的例子以及經驗,將普遍規律進行分析,采用統計分析回歸計算來實現設計指標的確定,它雖然在具體的設計中不具有精確性但是勝在具有代表性。
二、采暖與空調冷凍水系統設計
1采暖系統設計
采暖系統設計的合理與否關系著建筑暖通空調系統是否能實現節能運行的功能。管路系統結構簡單,易于操作,相關設備耗材使用量少,前期建設成本低后期維護費用少;能夠實現不同建筑空間溫度獨立調節控制;實現熱量消耗分戶分攤功能;以上三個原則是民用住宅和公共建筑科學合理設計暖通空調系統的原則。在具體的設計過程中應當依據不同的情況而定。
2空調冷凍水系統設計
依照相關國家標準,設置多臺冷凍水系統節能設計時,以能夠跟隨負荷變化實現自動改變系統流量為目標,盡量降低系統運行中的能耗。當前我國常用的空調冷水系統有一次泵變流系統一次泵定流量系統,二次泵變流量系統,兩管制及四管制系統等。
三、采暖與空調水系統的補水及定壓設計
在實際工程設計中應當根據系統的整體規模和不同系統的實現形式按系統的用水容量來計算。封閉式采暖空調系統補水定壓點應當設置在循環水泵入口處。
四、風系統設計
空調風系統的設計關系著空調系統能耗的大小和運行的成本,同時也關系著人體的舒適度。對于人員分布比較集中的地區可以進行相應的集中供暖,這樣可以提高能源的利用率。而對于建筑面積大人員多的場合要進行集中的供暖控制時,應當采用全空氣空調系統;通風系統設計中熱量是一個主要問題,由于電氣設備在運行的過程中,必然會大量的產生的熱量,一旦這些熱量無法得到及時排除,那么就會對設備的這樣運行帶來影響,從而導致故障的發生,這樣一來節能目標要求也隨之降低。所以說做好通風系統設計,是及時排除熱量的有效手段,設計的最終目的就是將熱量全部排出,是整個系統得以有效運行的前提調教。集中空調通風系統的排風熱回收應當符合相關規定要求。在排風熱回路設備型號的選擇上也需要嚴格依據國家規定進行。
五、冷熱源設備選型
在整個暖通空調設計上,冷熱源設備的選型是最為重要的部分。這部分應該嚴格的根據建筑功能、規模以及造價等進行。具體為:充分利用毗鄰工業余熱,將其作為冬季熱源,采用溴化鋰吸附式冷水機組進行工業熱水降溫,降低成本,將其引入到空調系統中使用,這樣一來資源得到了二次利用;要根據當地的能源結構進行選擇,科學利用當地的富余能源,比如:采用風能、地熱能以及太陽能等可再生、清潔型的能源。
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隨著我國市場經濟的飛速發展,建筑工程項目的顯著增多,暖通設計也日益重要,暖通設計過程中新的問題也隨之出現。目前暖通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。本文就暖通設計中的常見問題進行剖析,并建議性的提出解決的對策。
2 暖通設計中的常見問題
2.1 設計說明不完整
《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。
2.2 繪制內容遺漏
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。
2.3 供暖系統設計不合理
供暖系統設計存在不合理之處: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。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。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。有的供暖系統為同程式,一個環路單程長300m,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。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。
2.4 圖紙不一致
暖通空調設計中,平、剖面圖與系統圖中相應部分的設備、尺寸等內容應完全一致,否則將給施工安裝、使用管理帶來麻煩。但有的供暖設計,散熱器數量、平面圖與系統圖不一致;供、回水干管管徑,平面圖與系統圖不一致;管道連接,平面圖與系統圖不一致。有的空調通風設計,風管尺寸,平面圖與系統圖不一致;設備、部件位置尺寸,平面圖與剖面圖不一致;設備編號、數量,圖紙與設備表不一致;還有的空調設計選用的空調制冷設備型號,平面圖、系統圖與設備表注寫不一,讓人無所適從。
3 解決暖通設計問題的有效對策
3.1 房屋冷熱不均
從根本上解決的辦法是將發熱量相差懸殊的房間不用一個集中低速空調系統,或采取分散機組,或采用水-空氣系統,即新風加風相盤管系統。在每個房間設風機盤管,而新風統一處理,集中系統供應。由風機盤管來負擔室內的冷熱負荷。每個房間的室溫由室溫調節器直接控制風機盤管的運行;新風只負擔房間的換氣要求,定一個固定的送風溫度,以送風溫度來控制新風處理箱。這種系統的實踐,已收到滿意的效果,若采用風機盤管(尤其是臥式)時,應特別注意凝結水盤的大小、位置及凝結水管的坡度,還有冷凍水管的保溫。要確保從風機盤管系統沒有任何水滴落下。
3.2 吊頂回風斷路
公共建筑中常用低速定風量空調系統,回風的方式,應視空調對象的具體情況而定。如高級賓館的門廳大堂、舞廳,大型商場,大宴會廳,保齡球場等可采用集中回風方式。而對小商店,小餐廳、小客廳及小間的游藝室等,因其間隔多,且易改變,應采用有回風管道的均勻回風方式。使每一間隔內有良好的送排風系統。吊頂回風介于集中回風與管道回風之間,實際上由于土建施工時吊頂內的墻洞堵不嚴實,墻不到頂等,所以不可能按理想的風量均勻回風。因而,除了在空間的房間可采用吊頂回風外,間隔墻多的小房間不宜采用集中的吊頂回風方式,因為實際上這種方式往往是靠近機房的回風口回風量大,而遠處的吊頂回風口幾乎不起作用。
3.3 風機并聯
風機并聯后之風量小于單獨運行之風量。如果兩臺同型號風機單獨時之風量為QB,聯合運行之風量為QA,此時,QA
3.4 注重經濟性
經濟性是目前暖通空調方案比較中考慮最多的一個問題。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。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。
3.5 考慮節能因素
系統的調試是重要但容易被忽視的問題。只有調試良好的系統才能夠滿足要求,并且實現運行節能。如果系統調試不合理,往往采用加大系統容量才能達到設計要求,不僅浪費能量,而且造成設備磨損和過載,必須加以重視。例如,有的辦公樓未調試好就投入使用,結果由于裙房的水管路流量大大超過應有的流量,致使主樓的高層空調水量不夠,不得不在運行一臺主機時開啟兩臺水泵供水,以滿足高層辦公室的正常需求,造成能量浪費。同樣運行管理的質量決定了運行能耗。按照要求管理人員應該能夠根據季節氣候的變化以及建筑自身的特點來運行設備,但是大多數工程對管理和操作人員的培訓及考核沒有量化指標,難以調動人員積極性,這是應當改進的方面。例如某個項目具有三臺制冷機和三臺水泵的空調系統,因為水量調節閥裝在距地面3米高的位置,操作不方便,致使冷凍機進出口閥門全年常開,在運行一臺制冷機時,有2/3的冷卻水進入停運的兩臺冷凍機內,沒有起到應有的冷卻作用,導致必須開啟兩臺冷卻水泵才能滿足一臺冷凍機的正常冷卻要求,造成能量的大量浪費。
4 結束語
綜上所述,造成暖通設計問題的原因很多,有些是由于設計人員考慮問題不夠全面、細致,這就要求我們暖通設計人員真正做到認真負責,在工程建設的第一道工序上把好關,這樣才能確保建設工程的施工質量和良好的經濟效益。
參考文獻:
[1]黎兵.探討居民住宅暖通設計及應注意的問題[J].中國科技博覽.2010.32.
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《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。一些主要城市的室外氣象參數應按該規范附錄二采用。
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。
1.6 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》(GB50041-92)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。
1.7 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 在暖通空調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:
2.2.1 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。
2.2.2 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。
2.2.3 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。
2.2.4 有的供暖系統為同程式,一個環路單程長300m,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。
2.2.5 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60m,斷面只有200mm×200mm,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m長的水平風管排出室外,風管斷面僅有150mm×150mm,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10000級,新鮮空氣40~60m3。對這兩類性質的用房,設計上統統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。
3 暖通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??照{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)。
3.4 鍋爐房設計過于簡化
《設計深度規定》對鍋爐房施工圖設計作了詳盡的規定。然而,有的鍋爐房設計,僅畫了一個平面圖,無任何剖面圖和系統圖,許多應該交代的內容未交代,距設計深度要求相差甚遠。
3.5 暖通空調設備未編號列表表示,圖畫繁雜不清
《制圖標準》規定,供暖、通風空調的設備、部件、零件宜編號列表表示,其型號、性能應在表內填寫齊全、清楚,圖樣中只注明其編號。然而,有的暖通空調設計未按此規定執行,而是將各種設備、部件的名稱、型號甚至性能均寫在圖面上,圖面上文字繁雜,既費功夫,又注寫不全、不清。
4 問題原因及克服方法
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0 前言
暖通設計在城市建筑系統中發揮著不可或缺的作用,暖通設計的實施必須以相關的設計規范作為依托再進行科學合理的設計,如此才能在滿足人們實際需求的同時實現最大效應。本文針對建筑暖通設計中存在問題的分析研究以及相關建議旨在希望得到更多的業內重視,暖通設計人員需要具備高度的社會責任感以及暖通設計技術,并在此基礎上不斷地更新設計理念,為當代城市建筑暖通設計的優化及發展做出貢獻。
1 建筑暖通設計中存在的問題
1. 1 空調負荷及空氣參數的計算誤差大
在目前建筑暖通的設計之中空調主機容量普遍偏大源于其空調負荷的計算存在著誤差,建筑物空調負荷計算的相關因素有如下幾個:
1) 外窗傳遞的太陽輻射熱量;
2) 圍護結構傳遞的溫度;
3) 人體自身的散熱量;
4) 新風量以及滲透空氣所帶來的負荷;
5) 室內照明及其余熱源的散熱量;
6) 其他的負荷。建筑暖通設計師在進行空調負荷計算時一般會依據GB 50019-2003 采暖通風與空氣調節設計規范的相關規定而行,然而空調負荷計算的誤差仍然不可避免的出現,一方面的原因是暖通設計師在負荷計算時過于擔心錯項、漏項的出現而無法實現使用目的,因此保守地選擇較大的參數。
筆者則認為在暖通設計中留有合理的調節余地十分重要,但卻不能濫用保守數據,而應該將建筑相關參數加以考慮從而避免空調負荷計算的誤差將會造成不必要的浪費。
建筑相關參數與暖通設計師空調負荷計算之間有著一定的聯系,因此空調負荷計算存在誤差的另一個原因是各環節之間配合的不默契。例如,在暖通設計初期時,建筑施工相關人員并未給暖通設計者提供準確的門窗材料與尺寸數據、外墻及屋面保溫材料的種類也模糊不清,或者是在提供了相關數據之后于后期做出調整而未另行通知。除此之外,冬季建筑的空氣參數需遵循的規范要求有廁所溫度不小于13 ℃、浴室溫度至少超過26 ℃等,并且冬季供暖系統的熱負荷需將門窗傳遞的冷空氣參數加入到計算范圍之內,但在現實生活中很多暖通設計師為了降低成本及減少工作量而忽略這部分的熱負荷能量,致使其計算的空氣參數在一定程度上存在缺陷,影響了建筑暖通設計的合理性與科學性。
1. 2 通風空調系統設計不完善
目前我國在通風空調系統的設計中仍存在較大缺陷,主要表現在:
1) 通風空調設計時忽略結構梁與吊頂各參數的標高配合,將風管的標高盲目壓低進而導致吊頂標高也被迫降低,對于建筑的舒適度及美觀造成了較大影響;
2) 通風空調管道與給排水、電氣管線布置所起的沖突問題屢見不鮮;
3) 空調封口的位置被隨意調動,甚至在空調主干管的變徑及彎頭等處也存在設置送風口的情況,導致氣流的加速變化而產生噪聲。
但在實際情況中,暖通設計人員并未嚴格地按照相關規定進行設計,出現了在諸多建筑中風管穿過防火墻的位置以及風管穿過變形縫的兩側都未有效地安裝防火閥的情況。上述關于通風空調系統設計的問題雖在后期可進行再調整,然而調整將會產生一定的返工浪費,而且調整后的效果也會遠低于之前合理規劃的質量水平,從而對系統的正常運行與維修產生不可避免的影響。
1. 3 材料選用及設備設置的不合理
在目前建筑暖通設計中所存在的問題之中,保溫材料的選用不盡合理是較為突出的一個,因為優良的保溫材料與技術能夠對建筑的質量水平起到不可或缺的作用。建筑暖通設計中對于保溫材料的選用應符合GB/T 17369-1998 建筑絕熱材料的應用類型和基本要求的相關規定,保溫材料最好選用熱系數不超過0.2 的材料,除對材料導熱系數的考慮外,還應將材料的燃燒性能、吸水率以及強度等指標列入參考范圍。大量實踐表明,對于保溫材料所付出的投資在一年左右即可通過所節約的能量收回,因為良好的保溫條件可使熱量的損失率降低95%左右,極大程度上減少了無用熱量的增長。除此之外,在高層的城市建筑暖通設計中很多建筑暖通設計師過于看重住戶的埋地設置而忽略了公用立管的熱脹氣問題,導致伸縮器及補償器不能合理地發揮作用,進而出現管道熱脹伸縮拉裂的現象,因此暖通設計師需要嚴格地參考管道熱補償、散熱器設備、系統水力平衡以及承壓能力等相關因素,從而才能有效地對供暖系統公用立管的分區進行合理設置。
2 建筑暖通設計問題的改進策略
2. 1 注重規范性及經濟性
建筑暖通設計中規范性與設計及施工工作人員的素質息息相關,因此首先需要建立并完善暖通設計的監理制度,在相應的崗位上安排相關的監理工作人員對暖通設計及施工過程進行監理以保證工作的規范性實施及其質量水平。其次,在工程建設期間還可以聘請專業暖通設計及施工人員開展相關的講座與座談會,鼓勵全體工作人員的積極參與,從而在潛移默化的環境中提升設計及施工人員的專業知識水平及其實際動手能力。而建筑暖通設計的經濟性原則的保證則需要做到: 第一,暖通設計的過程中對施工所需材料與技術有充分的了解,在同一使用周期之內對機械檔次、相關設備及材料的市場價格進行調研工作,從中選擇性價比較高的材料及設備; 第二,暖通設計中各項機械設備的使用壽命與運行、維修經費也是衡量的重要因素所在,并根據季節的差異性對不同時期的設計及施工成本進行比較分析,從而得到最符合設計要求的經濟方案。
2. 2 注重可行性及可靠性
暖通設計的可行性是指設計需要滿足相關的要求與規范,可靠性則是設計方案安全穩定性的保證。建筑暖通設計中可行性與可靠性的重視體現在: 一方面,需要根據不同區域內建筑施工場地的氣候條件、地質條件的差異進行合理分析,對機械設備器材的非標準變化進行充分考慮,進而得出科學可行的參考數據及設計方案; 另一方面,需要依據暖通設計的相關要求對建筑的設計及施工方案進行分析研究,再深入基層進行調研工作,認真嚴格地檢查危險威脅因素,從而在最大程度上保障暖通設計及施工的安全穩定。除此之外,充足的供水供電條件是暖通設備正常運行的必要條件,在設計時還應考慮到供水供電條件變化所產生的影響,而在無法使用標準設備的情況下,建筑暖通設計需要提出另一種科學合理可行的設計方案。
2. 3 注重可操作性及可調節性
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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。
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暖通工程是建筑行業當中的一個項目。暖通主要包括采暖、空氣調節以及通風三方面,其又被稱為暖通空調。其中采暖又被叫作供暖,主要是通過有關設備將熱量提供給建筑物,使建筑物內部溫度按所需保持比室外溫度高,是溫度達到自己所需的一種程度?,F代暖通工程在具體的實施中出現著和很多的問題,而這些問題和工程的設計方案有著直接的影響。
2.建筑暖通工程設計方案中存在的問題與解決對策
2.1 問題
2.1.1 設計標準不夠規范
暖通工程中設計的標準不夠規范主要體現在三個方面:一、供暖管道的敷設坡度與規范要求不符。在具有的規范中其熱水管的坡度要大于0.002,但是在具體施工中,很多供暖回水管的坡度都在0.002的范圍內。二、膨賬水簡要及冷、熱水系統不規范。三、空調系統的防火閥不規范,《高規》中有規定風管不能越過防火墻或是變開縫,若需越過則必須在兩側都安裝防火閥,但是在實際的施工當中往往只有一邊安裝了防火閥。
2.1.2 設計圖紙及參數不夠合理
設計圖紙中常出現的問題有以下三種:一、設計說明不完整,在相關的設計準則中明確規定:冬季室內的空氣計算參數在盥洗室的溫度上應超過12℃,而浴室的溫度應超過25℃,但是在具體的設計中,圖紙中對這些參數的標注往往都不是十分的清晰,影響工作的具體實施。二、鍋爐房設計太過簡單,《設計規范》中對于鍋爐房的施工圖有著詳細的規定,但在實際的設計方案中往往存在著只有一個平面圖,而系統圖與剖面圖確是一片空白。三、計算書的內容缺乏甚至沒有。暖通設計中很多方面都涉及到數據,在實際的設計方案當中,很多設計方案都沒有完整的計算書內容,或者有些根本就沒有,這就導致了設計圖紙出現與實際情況不符和參數使用不當的情況。
2.1.3 供暖系統設計不切合實際情況
在設計供暖系統時不切實際情況的發生是非常普遍的:一、有些供暖系統是采用1條主立管引進再設置不同環路的方式,然而在不同的分環路上卻不設置閥門,導致系統的運行調節和維修管理十分不便。二、供、回水干管的高點需設有排氣裝置,但是其卻很容易被忽略,在這種情況下,如果出現集氣就很難將其排除,從而影響整個系統的正常運行。三 、有些供暖系統采取的是雙側連接,供暖系統兩側的熱負荷和散熱器的數量是不一樣的,若兩側的散熱器采取的是管徑相同的供、回水支管,那么就容易使得兩側的水力分配失衡[1]。設計人員由于對施工的場地不夠了解,在方案設計中就會按部就班的設計,加上經驗上的不足,就導致整個工程在設計中問題不斷出現。
2.2 對策
2.2.1 供暖系統智能化
隨著科學技術的提高,現智能化的供暖系統已非常普遍,同時也其廣泛用于各領域。從經濟實惠的角度來考慮,智能化的供暖系統不僅供暖效果好、安全性高,而且成本相對來說也較低,而且對于像工廠、煤礦或是彈藥庫房等這種所需要安全性較高的建筑內更應使用智能化的供暖系統,其不但能保證供暖效果,而且在設備運行的過程當中能及時反映異常狀況并采取相應應急措施,以減少因系統異常而造成的損失,同時也保證了管理人員的安全。因此在設計暖通工程方案時,可根據具體情況使用智能化的供暖系統以提高供暖的有效性及安全性。
2.2.2 加強設計的可行性分析
一個設計是否可行關系著整個工程項目的實施質量及后期的使用安全性,因此對于設計方案的可行性一定要仔細研究。同時,方案的設計要與國家或是當地政府的有關法規及規范要求相符,在設計時要嚴格按照相關規范來進行,所使用的參數也要科學合理,尤其是對于一些無法使用標準的設備來說,更要將其參數詳細標注在圖紙上。
2.2.3 注重對工程安全的設計
經過研究與分析發現,改善暖通系統的安全性需要在運行管理、安裝規范及技術措施、工程方案的設計以及設備的研制方面作改進[2]。暖通空調系統應用注意的安全問題有:易燃易爆環境的安全、人員環境的安全、防火安全、系統運行時的安全以及重要設備物品環境的安全。因此在設計時要考慮防爆技術、防凍等環境,另外重大區域不應在吊頂中設置風機盤管,以免因系統漏水而造成嚴重的損失。
3.結語
綜上所述,建筑供暖工程設計方案中的問題和設計人員的經驗不足,對規范的不熟系和或責任心不強有著直接的關系。暖通工程的好壞直接影響著人們的生命健康,為此設計人員不僅要加強對自身的專業知識及規范的了解,同時還要了解工程的具體使用情況,聽取客戶的需求,這樣設計出方案才更加規范與合理,才能更好的發揮暖通工程的效能。
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隨著我國經濟的發展和人民生活水平的提高,暖通空調的設計,直接關系到國家能源安全、資源消耗和環境污染的重要問題。但是方案設計是目前暖通空調設計工作中問題較多的環節,優秀的暖通空調設計,應對設計涉及的各種因素進行全面的考慮,使其綜合效益最高,就直接影響到暖通空調方案設計的質量和水平。
二、末端系統在暖通空調中的優勢分析
末端系統的優勢體現在其毛細管內具有高效傳熱功能的介質。由于水的傳熱速度比空氣快近千倍,實際工程中,在冬季毛細管輻射供熱工況下,供水水溫只需30℃~35℃,即能滿足室溫20℃±2℃的要求;在夏季毛細管輻射供冷工況下,輔以置換新風的除濕系統,供水水溫只需18℃,即能使室溫達到26℃±2℃。由于毛細管末端系統換熱面積大、傳熱速度快,因此其傳熱效率更高,向房間輻射冷量和熱量更加柔和;溫度場分布均勻,垂直方向空氣溫差梯度變小,充分彌補了傳統空調以對流散熱為主的不利因素。采用這種系統,人們在室內既沒有吹風感,也不會遭受空氣流動帶來的噪音;人體熱舒適性能夠得到保障,體現出這種供冷(熱)方式人性化的一面。
三、末端系統在暖通空調中的技術分析
毛細管末端系統另一大特色是對建筑的要求極低—— 不但節省大量室內空間,且幾乎不增加建筑物荷載。毛細管末端系統進行施工時,灰泥包裹毛細管席的厚度通常為15mm~20mm,其中 毛 細 管 席 厚 度約 5mm,充 滿 水 重 量 為600~900g/m2。一座20層高、使用傳統中央空調的大廈,如果改用毛細管末端系統,能夠節省2層的空間,間接產生巨大的經濟效益。毛細管末端系統不僅適用于新建筑,對于老舊建筑的節能改造也有傳統空調不可替代的意義。毛細管席可以靈活地敷設在天花板、地面或墻壁上,不受吊頂樣式及高度限制,安裝方便快捷,尤其在空調改造項目中能夠得到廣泛的應用。若其能與高效率、低能耗、環保型的地源熱泵等結合,“將構成更加完美的空調系統”。毛細管末端系統優勢突出,但要最大限度地發揮,必須進行充足的前期工作。最關鍵的是對建筑護結構保溫隔熱系統進行優化。主要手段是對建筑進行全年逐時負荷計算,根據結果設計、調整、優化護結構形式和保溫隔熱措施。做好建筑護結構是重中之重,包括建筑外墻、屋面、外窗及外門等。做好整座建筑物保溫工程,宜采用外墻外保溫,技術成熟、效果較好;在經濟條件允許的情況下,選取保溫、密封性能好的雙層中空Low-e鍍膜玻璃幕墻,最大限度地降低冬季冷風滲透和通過玻璃幕墻散熱;安裝外遮陽裝置或采用最先進的‘雙層皮’玻璃幕墻圍護結構,以有效地降低夏季空調系統負荷。
四、末端空調自動控制系統的設計
(一)、空調房間溫濕度控制
在空調房間的溫、濕度控制中,實際所產生的影響因素和干擾原因都是比較復雜和多元化的。比如多變的氣候的多工況性和房間所存在的實際熱慣性等原因,都會直接導致回路直接進行控制房間的溫濕度的調節效果。所以說,在實際工作中還是要選擇適當的方法進行調節。通常情況下,針對一些空調房間這種熱特性,都是選擇串級的調節最為適宜。
(二)、末端風機盤管系統的自動控制
首先是溫控器,風機盤管最好是選用溫控器進行控制的電動水閥以及手動進行控制具體風機三速的方式控制。電動水閥和風機啟停進行連鎖。首先:在冬夏兩個不同的季節都要運行風機盤管,而且溫控器一定要確保冬夏不同季節進行轉換。通常都是用設立一個獨立的溫控轉換開關。其次就是節能的鑰匙,房間必須要設有一個節能鑰匙的系統。風機盤管要和其進行連鎖才能達到節能的效果。其次:如果對要求不是很高的情況下,就可以選用拔、插鑰匙的方式,對風機盤管進行斷電停轉和啟動。針對要求比較高的情況,通過增設具體的溫度開關。再次就是定流量水系統,風機盤管的定流量水系統的自控方式相對都比較簡單,不過它的節能效果遠遠趕不上變流量的自控方式。
(三)、末端變風量系統的監控
變風量系統的工作原理就是如果室內的空調負荷被改變或者室內是的空氣參數的具體設定值進行了變化,自動調節空調系統所送進房間風量,源源不斷地送進房間與實際負荷就會達到相匹配的狀態,從而進一步地滿足了工藝生產要求和室內人員的舒適要求。另外,調節送風量還能減少風機的實際工作的動力,從而節約了實際運行的能耗。除了相對節能之外,該系統還有如下的特點:一是:能實現局部區域的靈活控制,可根據負荷變化或個人舒適度要求調節。二是:由于能自動調節送人各房間的冷量,系統內各用戶可以按實際需要配置冷量,考慮各房間的同時使用系數和負荷分布,系統冷源配置可以減少20%~30%左右。設備投資相應較大減少。三是:室內無過冷過熱現象。
(四)、新風機組的監控
新風機組通常與風機盤管配合進行使用,主要是為各房間提供一定的新鮮空氣,滿足人員衛生要求。其基本監控功能有:一是:監測功能。檢查風機電機的工作狀態,確定是處于開或關:檢測風機電機的電流是否過載:測量風機出口處的空氣溫濕度以了解機組是否已將新風處理到要求的狀態;測量空氣過濾器兩側的壓差,以了解過濾器是否要求清洗;檢查新風閥狀態。確定是開還是關。二是:控制功能。根據要求啟停風機;控制水量調節閥的開度;控制干蒸汽加濕器調節閥的開度;換熱器的冬季防凍保護。三是:集中管理功能。顯示新風機組啟停狀態。送風溫濕度風閥,水閥狀態。
五、暖通空調設計的問題分析
(一)、熱泵冷熱水機組的選型和應用的問題
由于風冷熱泵式冷熱水機組具有冬季運行節能、系統簡單、不需機房和冷卻水等優點, 在國內得到了廣泛應用。但是,近年來一些設計人員不考慮當地氣候條件,不考慮建筑物自身與周圍環境以及電價等因素,一味地選擇風冷熱泵式機組作空調主機,已有了濫用之嫌。風冷熱泵冷熱水機組也有它固有的缺陷。因此對它的應用、選型和設置方式應進行統籌考慮。
(二)、設計中存在的問題
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。室外線銜接點過多, 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、供暖系統設計不合理。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。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。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。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,而兩側散熱器供、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。
參考文獻
[1] 卿曉霞 .建筑設備自動化 [M].重慶 :重慶大學出版社,2008.
篇12
廠房類的建筑大多安排在工業區的范圍內,通常是廠區的鍋爐房來提供蒸汽。當工業廠區只需使用采暖用熱或只有采暖用熱時,最好把高溫的熱水當做熱媒。然而,當廠區的供熱主要是工用蒸汽時,在不違反技術、節能和衛生要求的情況下,可以用蒸汽當做熱媒。一般來說,廠房類建筑是不可以采用電來采暖的,因為工業方面的用電價格就會相對較高,就算是民用的建筑,只要沒有其地方供電部門給出的優惠,運行價格都會偏高。若是廠區沒有熱水、熱源或是蒸汽,一些車間只要沒有易燃危險的存在,都可以利用燃氣的輻射來采暖,這也算是一種相對經濟的方式。至于冷源方面的選擇,也要結合所在廠區實際的情況,把投資減少到最低并且提高能源的利用率。當然,在非嚴寒的地區,也可使用VRV制冷機組或者使用溴化鋰吸收的制冷機組,夏季時可以制冷,冬季時可以制熱。
3關于廠房大門空氣幕的設置
工業廠房大門大多是長期敞開的大門,特別容易造成冷風的侵入。若工業廠房在嚴寒地區,那就應該在大門的上方安裝好空氣幕。但有些設計師為了簡單省事,把大門的空氣幕和暖氣片連在一起,這種做法是錯誤的,而且沒有遵守《采暖通風與空氣調節設計規范》(GB50019-2003)里相關的規定。廠房里主要出入口的大門都比較高,也很大,對貫流式的空氣幕來說,送風的距離無法來滿足其的使用要求,因此應該使用離心式的空氣幕。面對超大出入口的時候,應該使用裝配式的熱空氣幕,當裝配式的熱空氣幕裝在大門上方時,形成了一道熱風幕,阻擋了廠房外冷空氣的侵入,維持了廠房內所需要的溫度。
4工業廠房暖通空調的方式選擇方面
4.1廠房內有關車間通風的設計
車間內通風設計應按照工種類別、流程轉換、廠房布置的變化做出合理的設計,不應該局限于控制通風的方式。若是同一工種的車間,我們可以用全室通風的方式,但若是不同工種車間,則可以根據其的散熱量情況以及污染情況的不同,進一步做排風和除塵等工作的處理,以便縮小由于通風導致的污染蔓延的范圍。有些廠房的散熱量比較低,我們可以選擇在屋頂上安裝與自然采光和通風相關的裝置,利用熱流上升的作用,以致于不需要消耗動力就可以散風排熱。另外,我們還應該滿足工業廠房的除煙和除塵方面的要求。尤其對一些類似化工車間和焊接車間的可能存在有害氣體的廠房,設計者要尤其注意。
4.2廠房內散熱器的配置
在實踐過程中,我們要科學的選擇散熱器。對于負荷較大的廠房可以利用鋼制的翅片散熱器,因為這種散熱器作用面積比較大,可以滿足車間的熱需求量。但是,若此種散熱器仍然不能滿足車間的負荷要求,則可以增加一定量的暖風機裝置,以便更好的進行補熱。當然,對于粉塵量比較多的車間里,由于此種散熱器擁有的結構很復雜,容易大量藏積粉塵,然后導致散熱的效能降低。所以,我們可用鋼柱式的散熱器,從而在節能的同時,優化了熱量的供應效果。一般而言,工業廠房的車間占地面積或所占空間都比較大,因此,將全廠房都進行加熱的做法是不合理的,這種選擇只會造成大量能源被消耗的結果。
篇13
1電子廠房對于環境的要求
電子廠房對于環境的要求是十分嚴格的,其中包括有濕度、溫度、保護潔凈、新風量、風量等要求。對于溫度的要求是需要控制在22~24℃,濕度要求是相對溫度在45~70%之間,對于新風量的要求是在非單向流的潔凈室,其總風量保持在10~30%,并且需要保證廠房內每小時能夠讓每人有40m3/h的風量,其中風量的要求是為了確保無塵廠房的潔凈度和熱濕平衡,因此需要比較大的送風量。例如在300m2的廠房,需要高度為2.5m吊頂,在萬級的送風量下則需要300×2.5×30=22500m3/h,如是在十萬級的送風量下則為300×2.5×20=15000m3/h。由于電子廠房中人員較為多,在潔凈廠房中廢氣和污染空氣的排放也比較正常,因而這就需要從室外向室內輸送新風。尤其是在夏季濕度大溫度高的情況下,新風處理時就會消耗不少的冷暖源,因此在進行電子廠房暖通空調節能設計的時候,需要注意幾點:①一定要是單向氣流。②根據廠房的設計選擇水平氣流或者垂直氣流。③選擇合適的空氣過濾裝置。空氣過濾裝置分為初效、中效和高效,不論是哪一種都需要謹慎的選擇,特別是對于價格比較昂貴的高效過濾裝置。④優化淋窗和傳遞窗的設計對于提高電子廠房的環境標準以及工作人員的身心健康也是很重要的。
2電子廠房暖通空調節能設計的重要意義
在我國城市化不斷發展,科技不斷進步的今天,溫室效應的加快,迫使著我們不得不去關注節能環保這一主題。人口的不斷上升,資源的短缺也迫使著各個國家之間不斷的發生政治戰爭、商業戰爭甚至是破壞性的戰爭。因此做到環保,能源的節約已經不是一部分人的責任,而是跟我們每個人息息相關。在關注節能環保的前提下,又要進一步的發展電子廠房,而又由于電子廠房面積大,高度高的特殊性,則意味著其對能量的消耗也是巨大的,為此,對于電子廠房節能的設計必須合理有效。如若選擇了不合理的設計方案,對于后續的維護費用以及管理費用成本是很高的,再加上電子廠房工作的一個特殊性,如果因為設計的不合理導致廠房進入運營后給工作人員帶來了身體上的影響,這對企業而言也是十分巨額的一項賠償。因此企業需要特別的重視對電子廠房的設計,特別是在節能的設計上。其中暖空空調設計是一個值得選擇的方案,下面我們就來探討一下電子廠房暖通空調節能設計的具體方案問題。
3電子廠房暖通空調節能設計方案
3.1混風機組和高效過濾器組合
在使用暖通空調的時候,可以在電子廠房內部安裝高效過濾器,或者在暖通空調的高效過濾段安裝高效過濾器。其工作流程即當室外新風被吸進回風機以后,回風機內的風就將與新風混合在一起,通過處理以后,其內部的風將達到電子廠房對新風質量的要求,然后裝置會將這風輸送到高效過濾器處,經過高效過濾器的過濾,使得空氣得到高效凈化,最后被輸送到電子廠房內部。在這一套裝置當中,混風機主要處理新風的濕度,溫度還有焓值,并且根據廠房需要確定新風的送風量,而高效過濾器則是要處理一下空氣中的灰塵,使之凈化到電子廠房的標準,不對工作人員的身體造成傷害,并且不至于污染廠房的環境。
3.2熱管換熱器和壓縮式制冷機組組合
熱管是高效的導熱工具,連導熱性能良好的金屬也不能及其導熱能力的百分之一,而且其確保溫度均勻傳遞的性能良好,不僅能夠用于熱量調節,還能夠反向傳遞熱能,把熱能輸送出去,因此很多廠子在設計的時候都很喜歡安裝熱管換熱器。熱管換熱器還具備許多優勢,例如其導熱量巨大,管內的各個部分幾乎沒有溫差,而且其管體體積小重量也很輕,安裝起來很方便,在后期進行維修時也簡單易行,而且其壽命較長,其熱阻力較小損失也很小,熱響應比較快。熱管換熱器的工作原理如下,因為從外輸送進來的空氣溫度一般高達三十多度,而熱管換熱器內的新風溫度一般只有12℃左右,兩者的溫差高達二十多度。而熱管換熱器周圍還有許多比較小的導熱管,蒸發段都是依靠制冷機組代替,而其冷凝段則是依靠冷凝器來代替,這兩者的連接主要是通過蒸汽通道和冷凝通道。在整套裝置運行的時候,室外的新風被輸送進新風空調機,在壓縮式制冷機的處理下,空氣將會變冷,新風空調機中的降溫除濕系統可以被取消,從而減少空氣阻力,節約成本。只是這樣的裝置需要在空調箱外增加冷卻盤,以排除多余的熱量,達到更好地調節溫度的效果。其具體的工作流程就是將室外的新風輸送到空調箱內,通過制冷等一系列處理后輸送到室內,從而使得空氣中的新風達到電子廠房需求標準。
3.3兩種方案比較
從購買安裝成本上,兩者的材料,安裝費用運輸費用,零部件購買和整個配套設施都相差不大,前者裝置設備很常規,但是后者做了一些列的調整,減少了新風空調機內部的降溫除濕系統,然后在導熱管外增加了冷卻盤,從而優化了正套裝設備裝置。再從投資成本看,兩者的區別也不大,而且兩者在冷凍水,蒸汽,熱水的需求量也是一樣的。但是就用電量考慮,后者明顯比前一種方案用電量小,因為其每40000m2能夠節省110×2kW的能量,因此熱管換熱器和壓縮式制冷機的組合更符合節能環保的要求,應該是一種更值得推崇的方案。
4結束語
節能環保是本世紀永恒的主題,對于電子廠房這樣浩大的工程來說,每一個裝置的購買設計都需要經過慎重的考慮。而且其對于環境本身的要求也比較高,因此在設計暖通空調的時候,為了節約成本和節能環保,必須要綜合考慮其設備的購買成本,安裝運輸維修成本,還需要考慮其運行的時候用電量等。其中混風機組和高效過濾器組合和熱管換熱器和壓縮式制冷機組組合都是不錯的暖通空調設計方案,但是前者的節能環保功能不如后者,因此在設計暖通空調的時候,可以選擇后一種方案,以順應當今節能環保的號召,減少企業的生產成本,提高企業整體的競爭力。
作者:譚煥華 單位:信息產業電子第十一設計研究院科技工程股份有限公司上海分公司
參考文獻