建筑暖通空调设计的主要原则与设计要点

建筑暖通空调设计的主要原则与设计要点

唐淑超

黑龙江省建设集团建筑设计研究院有限公司

摘要:暖通空调设计作为建筑的主要设计内容之一，在建筑设计中占有重要地位。根据用户对建筑的需求，暖通空调设计应坚持一定的设计原则，并在此基础上不断优化设计方法，增强暖通空调设计的实用性、经济性和环保性。本文主要介绍建筑暖通空调设计要点，以供参考。

关键词：暖通空调系统；设计原则；设计要点

1建筑暖通空调设计原则

1.1节能原则

暖通空调运行过程中产生的总能耗较高。在建筑工程中，如何在保证暖通空调使用功能的基础上实现节能设计一直是工程技术人员追求的目标。设计暖通空调时，设计人员也要注意节能，严格控制系统线路的敷设长度，避免材料浪费，设计时尽可能应用可再生能源，合理应用目前广泛应用的绿色新技术，如地源热泵节能技术、自动温控技术、变频技术等。

1.2经济原则

暖通空调设计是建筑工程的核心内容之一。一方面要注重系统功能和质量的控制，同时也是工艺流程选择和后续施工环节成本控制的关键内容。工程设计人员还应严格控制暖通空调施工过程中所需材料和设备的选择，以确保符合实际建筑需求和成本控制标准，并尽量选择环保、经济的设备和材料，以满足经济设计原则。

1.3可调性原则

设计暖通空调时，应注意系统的可调性。根据地区、季节、负荷的不同，系统应具备手动调节或自动调节的功能，其中自动调节的成本相对较高，但调节效果较好。

1.4规范性原则

暖通空调设计前，设计人员首先要根据工程设计规范的流程判断建筑工程的性质，然后通过对建筑的楼层、高度、结构类型等进行分析，再对建筑内用户总数、废气排放量、空调使用时间等重要内容进行调查核实，然后根据设计标准编制设计方案。

1.5安全原则

一是暖通空调的线路安全设计。暖通空调系统可以通过线路实现设备间的串并联。为防止设备运行过程中出现短路等问题，线路不得有干扰和交叉规划设计。二是是系统运行设计，设计者不仅要注重系统的功能优化设计，还要有效控制系统的安全运行。在设计过程中，应对系统进行安全参数分析，确保其稳定运行状态，并对系统可能出现的运行问题提前制定风险应对方案。三是暖通空调的运行环境控制。为了确保系统处于安全的运行环境，设计人员需要消除系统运行过程中的潜在风险因素，并按规定设置消防设备。

2建筑暖通空调设计要点

2.1空调循环水泵设计要点分析

通常，设计人员在设计空调水泵时，实际参数值往往过大，设计的水泵容量往往与系统的实际需求不一致，甚至超过需求的两倍，不仅会造成资源浪费，还会增加系统运行成本的投入。造成这一问题的主要原因是设计方案的总冷负荷参数过大，设计人员在计算纯化水压力和水平衡时没有保证结果的准确性，导致循环阻力值偏高。另外，如果设计人员在计算过程中没有注意到冬夏季的流量差，计算结果也会不准确。比如某建筑项目，冬夏季温差和负荷的差异最终导致需求的差异。夏季对冷循环水的需求为400m3/h，冬季对热循环水的需求为200m3/h，由此可见，不同季节对系统循环水流量和温度控制的需求差异较大，设计人员在设计参数时一定要注意季节差异。设计中如果采用循环水泵装置，必然会造成运行中的能源浪费。因此，冬季使用的热水泵和夏季使用的冷水泵应分开独立设计。

在设计过程中，系统泵头参数的选择也是设计的关键点。例如，在建筑中，可以在高度参数约为80m的屋顶结构上设置冷却塔，从而形成封闭的循环系统。但工程设计人员在选择扬程时对高度参数设置不正确，导致系统泵头最终超过93m。为了避免这种情况，工程师必须注意参数的计算方法和泵型的正确选择。同时，由于系统内循环水流量不处于稳定状态，设计人员应关注空调系统内循环水流量的实时状态，并结合其实际变化进行有效控制，使泵水量的变化始终处于标准状态。

2.2通风系统设计要点

通风系统的主要功能是优化室内外建筑之间的空气流通质量。通常，风机设备会安装在墙上或吊装。为了防止通风系统意外短路或泄漏，通风系统应进行防水设计。设计人员可以根据实际需要在风机设备中设置防雨装置。为了保证建筑内部的空气通风质量，将在建筑的设备间、厨卫区或储藏室适当安装通风系统，如酒店的卫生间通风系统。在本系统的设计过程中，一般采用回收机组和设备，安装在室外实现通风功能。此外，设计师应该在空调机组和新风机组上增加一些过滤装置来净化空气。对于厨房等有爆炸性气体的区域，设计人员应设置应急通风系统，并严格控制通风系统的通风频率，一般应控制在每小时12次以上。设计师可以借助自然风调节室内温度和空气质量，可以显著降低空调系统的实际能耗。

2.3供热系统设计要点

在建筑的供暖设计中，大部分工程师往往关注建筑结构内部的供暖设计，而忽略了建筑外部的供暖设计。这样一来，设计方案中的采暖负荷参数与建筑的实际需求参数不一致，必然会影响建筑的实际采暖效果。因此，设计采暖时，设计人员不仅要注意对室内采暖相关因素的研究分析，还要清楚了解室外公共区域的采暖需求。比如工程设计人员为建筑设计供暖时，需要单独设置热量表，部分建筑内部结构中的立管系统属于建筑的公共区域。因此，在设计供暖时，应规划在建筑的公共部分。设计阶段应分析水力平衡需求、散热、化学钢材选择、系统承载状态等重要因素，最终确定建筑采暖系统的实际负荷参数。此外，工程设计人员应注意建筑管道的热补偿对系统运行的影响。这种设计方法一方面可以明确系统的热膨胀，同时可以避免供热管道热胀冷缩导致的管道开裂问题。因此，设计人员可以明确补偿装置的规格和安装位置。这种设计也可以优化供暖系统。

2.4空调负荷设计要点

在空调负荷设计过程中，不同类型建筑的冷负荷参数设置存在差异。但在实际设计过程中，工程设计人员设计方案中的参数往往与建筑空调系统的实际装机容量存在差异，会导致建筑空调系统的投入成本大幅增加。造成这个问题的主要原因可能来自以下两点。首先，工程设计人员在设置参数时仅使用系统负荷指数进行估算。这种计算方法容易导致系统制冷机装机容量的计算结果较高，最终会增加系统的投入成本，增加系统的能耗。同时，也会对系统的冷却效率产生严重的负面影响。其次，如果工程设计人员在设置参数时综合考虑各种安全因素，空调系统的单位冷却面积将达不到设计规范，从而导致系统冷负荷估算出现误差。因此，空调系统运行过程中，机组冷却区产生的冷空气量将严重超标。从全年的设计来看，可以看出建筑负荷的持续高峰时间一般较短，对应的冷负荷率在大部分时间段都会处于相对较低的状态，COP本身也相对较低。针对这种情况，设计人员应根据暖通空调负荷计算表中的数值选择设备，以满足日常基本使用规定和要求。

2.5旁路管道设计要点

旁通管道是供回水干管的重要组成部分，其使用性能将直接影响整个供回水干管的使用效果。为了有效稳定空调系统中通过冷水机组的水量，可以在冷水机组中的供水回水管上合理设置旁通管，并相应设计合适的调节阀，有效控制实际压差。旁通管设计时，应严格根据冷水机组内部冷冻水量等实际情况，合理设计最大流量，旁通管的直径应根据最大流量科学设计。旁通管的直径大小一定不能只凭个人设计经验，没有经过科学计算和综合分析就确定。一般来说，旁通管道设计中的旁通阀一般可以选择电动式调节阀，如ZAPC型或ZAPB型，这是目前国内旁通管道中常用的旁通阀设备。此外，冷水机组旁通阀的直径必须严格按照相关管理规定和要求科学合理地确定。

3结束语

综上所述，暖通空调在建筑中的应用会消耗大量的能源，严重影响建筑项目的成本，因此建筑中暖通空调的设计非常重要。设计暖通空调时，设计人员应严格遵循资源可持续性和方案可行性原则，严格把握暖通空调的所有设计要点，以保证建筑暖通空调的运行质量和节能效果，进一步促进建筑的可持续发展。

参考文献

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