閆明華

（北京世紀(jì)中天國際建筑設(shè)計(jì)有限公司 北京 100081）

前言

專業(yè)設(shè)計(jì)人員會(huì)充分利用先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件開展建筑工程的暖通設(shè)計(jì)工作，并對(duì)施工現(xiàn)場的具體情況和條件進(jìn)行多維度量化分析。在建筑暖通的設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)，需要將不同功能系統(tǒng)和裝置設(shè)備連通管線進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，還需要對(duì)施工設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行數(shù)據(jù)建模，才能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的應(yīng)用效果。建筑工程的暖通設(shè)計(jì)方案需要與建筑整體設(shè)計(jì)理念相匹配，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的功能選項(xiàng)。

1 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中存在的問題

1.1 設(shè)計(jì)圖紙不完善

在建筑工程項(xiàng)目的暖通設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)圖紙不完善的問題非常普遍，很多設(shè)計(jì)人員并不能根據(jù)施工現(xiàn)場的約束限制條件，選擇更適用于當(dāng)前建筑工程項(xiàng)目的暖通設(shè)計(jì)方案，從而對(duì)后續(xù)施工過程造成不良影響。設(shè)計(jì)圖紙不完善的問題主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)圖紙存在一定量的偏差，設(shè)計(jì)內(nèi)容與施工現(xiàn)場存在矛盾和沖突等。有些設(shè)計(jì)人員忽視了暖通系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保性質(zhì)以及經(jīng)濟(jì)適用性質(zhì)，因此設(shè)計(jì)方案的成本造價(jià)數(shù)額偏高，也屬于設(shè)計(jì)圖紙不完善問題的主要表現(xiàn)。有些建筑工程項(xiàng)目的暖通設(shè)計(jì)圖紙存在理念和規(guī)范層面上的不足和缺失，在后續(xù)技術(shù)交底工作中很容易出現(xiàn)多項(xiàng)施工質(zhì)量缺陷問題，會(huì)嚴(yán)重影響建設(shè)方和施工方的信息溝通和協(xié)調(diào)能力，設(shè)計(jì)圖紙不完善的問題也會(huì)影響建筑暖通系統(tǒng)的正常運(yùn)行[1]。

1.2 缺失節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)內(nèi)容

在建筑工程項(xiàng)目領(lǐng)域內(nèi)，暖通系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)過程與能源利用息息相關(guān)，因此暖通設(shè)計(jì)需要具備節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)內(nèi)容，但是很多設(shè)計(jì)方案嚴(yán)重缺乏節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)內(nèi)容，從而影響業(yè)主用戶的能源循環(huán)利用需求，也會(huì)影響建筑周邊環(huán)境的保護(hù)質(zhì)量。由于缺失節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)內(nèi)容，建筑能耗數(shù)值會(huì)有所上升，也會(huì)影響建筑系統(tǒng)各功能結(jié)構(gòu)的正常運(yùn)行狀態(tài)，并不利于業(yè)主用戶的日常居住需求功能實(shí)現(xiàn)，也會(huì)影響周邊環(huán)境的良好循環(huán)狀態(tài)。建筑工程的暖通設(shè)計(jì)缺失節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)內(nèi)容，會(huì)影響設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和規(guī)范性，也會(huì)降低暖通系統(tǒng)的整體資源利用效率。建筑工程的暖通設(shè)計(jì)內(nèi)容需要將通風(fēng)調(diào)節(jié)和供暖取暖作為主要實(shí)施目標(biāo)，因此缺失節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)內(nèi)容的建筑暖通系統(tǒng)，并不能完全承載業(yè)主用戶的居住需求。

2 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的問題解決對(duì)策

2.1 減少施工設(shè)計(jì)圖紙與現(xiàn)場的誤差

在建筑工程項(xiàng)目的暖通設(shè)計(jì)方案中，需要進(jìn)一步減少施工設(shè)計(jì)圖紙與施工現(xiàn)場存在的誤差。根據(jù)施工單位提供的施工現(xiàn)場勘查數(shù)據(jù)指標(biāo)，設(shè)計(jì)人員需要建立更加專業(yè)的數(shù)據(jù)模型，并對(duì)模擬建造體系中的關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)進(jìn)行同步輸出，將其與施工單位的施工設(shè)計(jì)方案相結(jié)合，確保暖通系統(tǒng)施工現(xiàn)場的約束控制能力。為減少施工設(shè)計(jì)圖紙與現(xiàn)場存在的誤差，設(shè)計(jì)人員需要將關(guān)鍵的暖通系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)與其他建筑功能子系統(tǒng)進(jìn)行碰撞檢測(cè)，并對(duì)暖通設(shè)計(jì)方案與圖紙之間的統(tǒng)一性和協(xié)調(diào)性進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。在減少施工設(shè)計(jì)圖紙與現(xiàn)場存在的誤差過程中，還需要將暖通系統(tǒng)的具體質(zhì)量控制措施與設(shè)計(jì)方案相結(jié)合，并保障暖通設(shè)計(jì)方案和建筑工程的整體設(shè)計(jì)理念保持一致性。在暖通設(shè)計(jì)方案中，需要將關(guān)鍵質(zhì)量控制節(jié)點(diǎn)與施工現(xiàn)場進(jìn)行有效連接。

2.2 科學(xué)性和合理性并存

在開展建筑工程暖通設(shè)計(jì)的同時(shí)，需要實(shí)現(xiàn)科學(xué)性和合理性并存的優(yōu)化措施，并對(duì)經(jīng)典的暖通設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，進(jìn)一步提升建筑暖通系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)能力。在建筑工程項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，需要將科學(xué)規(guī)劃方案和合理的設(shè)計(jì)理念相融合，并對(duì)暖通系統(tǒng)的具體功能模塊進(jìn)行詳細(xì)拆解，需要采取自頂向下的設(shè)計(jì)方法，將每個(gè)功能結(jié)構(gòu)的具體實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。為有效提升建筑工程暖通設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和合理性，需要將暖通系統(tǒng)的相關(guān)資源利用率作為主要量化分析指標(biāo)，并對(duì)暖通系統(tǒng)的通風(fēng)調(diào)節(jié)、空氣交換清潔以及制冷制熱等具體功能進(jìn)行詳細(xì)分析，借助專業(yè)的設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)方案，將設(shè)計(jì)過程的科學(xué)性和合理性進(jìn)行有效融合。由于部分建筑工程項(xiàng)目的暖通設(shè)計(jì)過程比較復(fù)雜，因此需要在科學(xué)合理的角度進(jìn)一步優(yōu)化和完善暖通系統(tǒng)的智能化和自動(dòng)化調(diào)節(jié)功能體系[2]。

2.3 提升暖通設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)適用性

在保障建筑暖通設(shè)計(jì)的節(jié)能環(huán)保性質(zhì)基礎(chǔ)上，還需要進(jìn)一步提升暖通設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)適用性，才能夠確保建設(shè)方和施工方的成本支出在可控范圍之內(nèi)。尤其對(duì)于成本預(yù)算編制體系非常有限的建設(shè)方和施工方而言，提升暖通設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)適用性質(zhì)，能夠保障暖通系統(tǒng)功能價(jià)值與成本之間的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，并對(duì)暖通設(shè)備的采購和安裝過程進(jìn)行量化分析與約束。為提升建筑工程項(xiàng)目暖通設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)適用性，需要從價(jià)值工程理論技術(shù)的角度出發(fā)，將暖通系統(tǒng)的具體功能模塊進(jìn)行詳細(xì)拆解，保障業(yè)主用戶在使用期間的基礎(chǔ)功能需求。提升建筑工程項(xiàng)目暖通設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)適用性，需要及時(shí)構(gòu)建更加科學(xué)和完善的設(shè)計(jì)方案，集中探討存在爭議和矛盾點(diǎn)的暖通設(shè)計(jì)內(nèi)容，并從價(jià)值成本分析方法中尋求精細(xì)化的解決方案。

3 工程實(shí)例分析

本工程是某通信企業(yè)的調(diào)度樓建筑，總體的建筑面積是18 600 m2，高度為37.8 m，地下部分規(guī)劃成車庫，地上部分的主要是各部門辦公室、會(huì)議室、機(jī)房等。

暖通設(shè)計(jì)內(nèi)容有：中央空調(diào)的方案設(shè)計(jì)、地下車庫的通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)、機(jī)房的通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)、各樓層衛(wèi)生間的排風(fēng)設(shè)計(jì)、防火排煙的方案設(shè)計(jì)。

由于本工程的建筑模式并不大，可是應(yīng)用的系統(tǒng)很多，在設(shè)計(jì)階段工期足夠的情況下，需要深度研究設(shè)計(jì)內(nèi)容，將設(shè)計(jì)圖實(shí)施深化分析，這樣能確保設(shè)計(jì)的結(jié)果符合綠色環(huán)保的節(jié)能目標(biāo)。

3.1 分析負(fù)荷的計(jì)算偏差

實(shí)際的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，可利用信息計(jì)算技術(shù)，更為精準(zhǔn)且快速的獲取項(xiàng)目空調(diào)的總體冷/熱負(fù)荷狀況，在此之前，還需實(shí)施相關(guān)的調(diào)查，以確保選用的設(shè)備和項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)相符，調(diào)查環(huán)節(jié)的內(nèi)容包括：

1）調(diào)查室內(nèi)的人數(shù)，由于人體需求的空調(diào)負(fù)荷很多，大約占比為20 %左右，因此，如果人數(shù)的統(tǒng)計(jì)出錯(cuò)，那么就會(huì)造成總體的負(fù)荷計(jì)算不準(zhǔn)確，普通的面積指標(biāo)計(jì)算方式很難將所需的結(jié)果計(jì)算準(zhǔn)確，因此，經(jīng)過了解室內(nèi)各個(gè)部門的人數(shù)狀況，編制了人數(shù)座位表格，同時(shí)，把統(tǒng)計(jì)人數(shù)代進(jìn)負(fù)荷的計(jì)算過程，這樣才能夠獲取更為準(zhǔn)確的參數(shù)。

例如：一層的綜合管理處，原始數(shù)據(jù)為每人2.5 m2，經(jīng)計(jì)算，人體的冷負(fù)荷數(shù)值為960 W，修改為8個(gè)人數(shù)之后，人體的冷負(fù)荷數(shù)值重新計(jì)算，為770 W，實(shí)現(xiàn)降低19 %左右，那么，新風(fēng)系統(tǒng)的符合也需要調(diào)整降低20 %。

2）空閑房間、不經(jīng)常使用的房間。例如本工程的第9層樓房間，主要都是會(huì)議室，因此不經(jīng)常應(yīng)用，第六層也項(xiàng)目前所有房間被閑置，所以，在負(fù)荷計(jì)算環(huán)節(jié)中，需要標(biāo)注該區(qū)域房間相鄰的樓層狀況，計(jì)算過程需要加上墻體與樓體的負(fù)荷傳送溫差，結(jié)合上述內(nèi)容的計(jì)算，再加上系統(tǒng)末端的冷（熱）量，結(jié)果為原計(jì)算方式的5 %[3]。

3.2 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1）方案一：水冷螺桿冷水機(jī)組（見表1）

表1 水冷螺桿冷水機(jī)組

2）方案二：風(fēng)冷螺桿冷水機(jī)組（見表2）

表2 風(fēng)冷螺桿冷水機(jī)組

工程最開始，冷源的選擇是方案二，但是結(jié)合以上表1、表2的內(nèi)容比對(duì)，最終選擇使用方案一。

方案的比對(duì)目的，是為了將制冷機(jī)房空調(diào)的能效數(shù)據(jù)與冷水系統(tǒng)的耗電量進(jìn)行精細(xì)化的比對(duì)，這樣可以更加明確兩種方案的能源消耗情況。

3.3 風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化

優(yōu)化后的設(shè)計(jì)內(nèi)容，對(duì)于項(xiàng)目的風(fēng)系統(tǒng)部分有了更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化的內(nèi)容包括：風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)速、阻力的情況、管網(wǎng)的布設(shè)、旨在降低風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行的阻力。

1）管路的風(fēng)速需要有最高限制，與設(shè)備銜接的管路位置，風(fēng)速需要控制為7 m/s以內(nèi)，干管位置的風(fēng)速需要控制在5 m/s以內(nèi)，支管部位的風(fēng)速需要控制在4 m/s以內(nèi)，建筑排風(fēng)口的風(fēng)速，需要控制在2.5 m/s以內(nèi)。

2）阻力的改善，改善后的設(shè)計(jì)方式，不選擇靜壓箱，參考圖1、圖2的內(nèi)容，選擇彎頭管道，彎頭的彎曲數(shù)值控制在0.85以內(nèi)，同時(shí)，需要加設(shè)導(dǎo)流的彎頭，洞口區(qū)域需要緊鄰風(fēng)管的排布方向，做好預(yù)留位置，防止出現(xiàn)彎曲的現(xiàn)象。

圖1 設(shè)備接管優(yōu)化前

圖2 設(shè)備接管優(yōu)化后

例如食堂的空調(diào)系統(tǒng)：風(fēng)量的取值是20 000 m3/h，原設(shè)計(jì)中的風(fēng)壓數(shù)據(jù)是500 Pa，經(jīng)過減少風(fēng)速，改善連接作業(yè)后，風(fēng)壓降低至430 Pa，不僅能夠減少能源的消耗，還可以降低噪聲問題。

3.4 水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化

和風(fēng)系統(tǒng)部分的改善方式差不多，采用流速的把控+比摩阻的把控，改善連接作業(yè)，以及管路的鋪設(shè)過程，降低揚(yáng)程。

另外，還需要對(duì)并聯(lián)環(huán)路中，不平衡率展開優(yōu)化設(shè)計(jì)[4]。系統(tǒng)盡量不要過度使用平衡閥裝置，這是由于性能簡單的平衡閥裝置，不能滿足系統(tǒng)運(yùn)行的要求，而性能全面的平衡閥裝置成本同樣也會(huì)更高，而且必然也是有出現(xiàn)故障的情況，性價(jià)比并不高，所以，經(jīng)過綜合對(duì)比，本工程改進(jìn)了管道規(guī)格與排布路線之后，把不平衡出現(xiàn)的概率降低至≤15 %，詳情參數(shù)參考表3。

表3 各樓層環(huán)路不平衡計(jì)算

3.5 防排煙系統(tǒng)

在符合相關(guān)規(guī)范的基礎(chǔ)之上，需要在設(shè)計(jì)圖中標(biāo)記的更加細(xì)致，這樣能夠確保設(shè)計(jì)的內(nèi)容在實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)被呈現(xiàn)。

1）煙霧排放口的標(biāo)高：排放口的標(biāo)高位置，與其煙霧排放量的最大極限有著密切的關(guān)聯(lián)，如果位置選取不合適，就會(huì)造成排煙效果不佳，所以，該位置的標(biāo)高需要標(biāo)注的更加細(xì)致，只是將排放口與地面的高度差標(biāo)注出來，不能滿足實(shí)際的需求，應(yīng)該結(jié)合頂棚的建筑方式，確認(rèn)好凈標(biāo)高，再將頂棚的裝修方式與凈標(biāo)高標(biāo)注在設(shè)計(jì)圖中，可以在排放口的作業(yè)環(huán)節(jié)參考，這樣能夠降低出錯(cuò)的情況。

2）排煙窗的詳細(xì)標(biāo)注形式，空調(diào)設(shè)計(jì)人員需要復(fù)核好排煙窗的設(shè)計(jì)內(nèi)容，同時(shí)在設(shè)計(jì)圖中標(biāo)注清楚，詳情參考圖3～圖5。

圖3 排煙窗平面位置圖

圖4 排煙窗大樣圖

圖5 開啟裝置

3）風(fēng)管的最高耐火性：根據(jù)相關(guān)規(guī)范內(nèi)容，風(fēng)管的最高耐火性有：0.5 h、1.0 h、1.5 h。如果只是單純的依賴說明，無法順利的實(shí)施該部位的作業(yè)，所以，在設(shè)計(jì)圖中，需要對(duì)其做好更加細(xì)致的標(biāo)注，也就是在防火排煙的設(shè)計(jì)圖里，把每一節(jié)風(fēng)管的最高耐火性都標(biāo)注好，這樣工人才能在實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)參考。

4 設(shè)計(jì)成效與意義

1）設(shè)計(jì)的質(zhì)量更優(yōu)秀：通過全方位的細(xì)致設(shè)計(jì)，能夠確保項(xiàng)目每個(gè)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)，降低出現(xiàn)返工的概率，優(yōu)化作業(yè)的效率。

2）設(shè)計(jì)優(yōu)化后更加高效：例如機(jī)房系統(tǒng)，當(dāng)下，在機(jī)房系統(tǒng)的作業(yè)中，絕大多數(shù)都注重使用高能效的設(shè)備，但是撇開設(shè)計(jì)的工作，只單純依賴設(shè)備的高效運(yùn)作是不現(xiàn)實(shí)的。所以，筆者認(rèn)為，需要使用全過程的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作、實(shí)施工況全程的詳細(xì)分析，并且注重運(yùn)行期間的管理工作，這樣才可以做到一體化作業(yè)。

5 結(jié)束語

綜上所述，優(yōu)化建筑項(xiàng)目的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，改善暖通項(xiàng)目的設(shè)備作用，使用更加科學(xué)的運(yùn)行方法，能夠切實(shí)的提供空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行作業(yè)，進(jìn)一步優(yōu)化暖通項(xiàng)目的建設(shè)成效。