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【摘要】本文主要分析了民用建筑暖通空调设计的问题，探讨了民用建筑暖通空调设计的一些关键环节，针对比较重要的设计要点进行了分析，以期可以提高民用建筑暖通空调设计的效果。
【关键词】民用建筑；暖通空调；设计
中图分类号：S611文献标识码： A
一、前言
目前，我国民用建筑暖通空调设计工作还存在很多不足之处，因此，只有分析民用建筑暖通空调设计的要点和难点，有针对性的展开设计工作，才能够提高民用建筑暖通空调设计的水平。
二、空调设计与建筑的关系分析研究
1、分区
内區与外区。现代办公楼多为高层,面积大,玻璃窗也大,室内电子办公设备多,照明散热量大,有的人员也多,这些都会形成空调冷负荷。室外温度波动和太阳辐射热也能引起通过围护结构的传热,但只影响到进深一定的区域,这一区域称为外区。外区一般为距外墙4-6m内的区域。而室内负荷只有照明负荷、人员负荷、电子设备负荷等不受外界温度波动影响的区域称为内区。内区全年的空调负荷均为冷负荷。内区多用全空气定风量或变风量(VAV)的空调方式;外区(周边区)常用风机盘管加新风的空调方式或VAV带末端加热的方式。
2、常用的空调系统方式
首先，全空气空调系统:就是我们常说的集中空调系统,也即平常用得最多的大风道空调系统,冷风或热风由空调机房用风道送出,通过散流器或百叶风口等送入室内,室内有回风口。这一系统要有机房、要有吊顶空间。二是变风量空调系统(又叫VAV系统):变风量空调系统是按照房间负荷的改变而相应改变送入室内的风量的全空气系统,多用在办公楼等公共建筑中。变风量空调系统除风道外,还有末端装置,称为VAV箱(变风量末端),有时外区的VAV箱也要接热水水管,有的有小风机需要接电源。三是多联机空调系统:这是一种风冷直接蒸发冷却室内空气、变频调节制冷剂量的系统,它不需要机房,没有风管,设计简单,中国建筑设计研究院新楼就采用了多联机空调系统。四是风机盘管加新风系统:风机盘管就是一个表面冷却盘管加上一个风机,有进水、出水两个水管接口和进风、出风两个风口,所以凡是装风机盘管的地方都有冷热水管道连接。夏季冷却盘管内通7℃/12℃的冷水,其表面温度比室内空气的露点温度低,会产生凝结水,所以风机盘管下边有集水盘,盘中还接出一根凝结水管。凝结水管的作用是将集水盘中的凝结水排走,它是无压的自流排水管,所以要有一定的坡度(≥0.005)。
三、民用建筑暖通设计中存在的问题
1、供暖热负荷计算不精确，存在漏项和错项
按照《采暖通风与空气调节设计规范》的规定，在计算冬季供暖系统的热负荷时，应该将加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量计算在内。但很多工程在最终的供暖热负荷数值中往往却忽略了这部分耗热量，导致供暖热负荷得出来的数值与真实值出入较大。另外，《设计规范》对围护结构耗热量计算各朝向修正率也做了明确规定，对四个方位有不同的界定值范围：北0-10%，东、西0-5%，南15%～30%。但是有的工程却不顾这一点，擅自将各朝向修正率定为北20%，东、西15%，南5%，这样不仅仅有悖于规范的要求，而且极大的影响了供暖效果。
2、楼梯间散热器立、支管未单独配置
根据《设计规范》的相关规定，楼梯间或其它有冻结危险的区域，其散热器应由单独的立、支管进行供热，且不得私自装设调节阀。然而，在一些建筑内发现，有的工程单位却采用双侧连接，这种连接方式一侧连接楼梯间的散热器，在散热器上设置了阀门，另一侧连接邻室房间散热器。这严重的设计问题导致暖通使用上存在较大问题——由于楼梯间的密闭性很难保证，一旦暖通设备的供暖发生故障，轻的可能影响附近几个支点的供暖效果，严重的可能会发生散热器冻裂的现象。
3、膨胀水箱与冷热水系统的连接方式有待改进
按照锅炉设计的相关规定，在高位膨胀水箱与冷热水系统的连接管上，不需要安装阀门。连接管包括膨胀管和循环管两类。但在实际设计中，按照施工图纸有的采暖系统高位膨胀水箱的膨胀管，经过一系列的回路接至采暖回水干管时却安装了阀门，这是不符合规定的。一方面对供暖效果造成影响，另一方面一旦操作失误，可能会对系统安全造成威胁。
四、暖通空调设计的原则
1、设计人员需要弄清楚该建筑物在设计总图中的位置，四邻建筑物及其周围供水、供热、供电等管线的敷设方式与可能的接口地点。这可以作为本民用建筑物设计供热入口时的客观条件。也可以作为计算负荷时考虑风力和日照等因素的参考，还可以根据主要入口的朝向，确定大门的做法。
2、设计人员需要弄清楚该建筑物内所需要的人员数量，使用时间，有无废气要排放等问题做到心中有数，并以此作为计算负荷和划分系统的重要依据。
3、根据目前的建筑规范，10层以及10层以上的住宅；建筑高度大于24m的民用建筑，都需要遵守民用建筑设计防火规范的条款。
五、提高民用建筑暖通空调设计合理性的措施
1、合理计算负荷
民用建筑暖通空调设计中最为关键的基础数据就是冷热负荷，其是确定暖通空调系统的冷、热源的容量、输送管道的尺寸、空气处理设备的能力等的依据。当前有些设计师在进行施工图设计时，往往毫无区分地直接将技术措施或设计手册当中单位建筑面积的冷、热负荷指标用来作为确定其施工图设计过程中暖通空调系统的冷、热计算负荷的依据，致使水泵的配置偏大、冷热源设备的装机容量偏大、管道的直径偏大、末端的设备偏大等现象的产生。其结果显然提高了工程的初投资，增大了能耗和运行费用，从而给投资方和国家带来巨大的损失。在可行性研究阶段与初步设计阶段，因为建筑设计还不能达到给出门窗尺寸、详细构造等的深度，无法满足暖通空调的负荷计算要求，因此只能依靠经验来进行估算。而在施工图设计阶段，则已经充分具备了详细的负荷计算的条件。如果这时还按指标来进行负荷的确定，显然是不够恰当的。为此《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50019—2012)和公共建筑节能设计标准》(GB50189—2005)都已经明确地规定了必须进行逐项逐时的冷、热负荷的计算，并将其列为强制性的条文。目前我国大部分的省、市都规定了设计院在往施工图的审查机构进行设计文件送审时都必须在同时提交其采用正版软件进行计算的冷、热负荷的计算书，究其目的，就是要让广大的设计人员能够对冷、热负荷的计算进行充分的重视并且落到实处，通过提高计算的速度以及准确性，来满足节能工程的要求。
2、合理设计空调
首先，空调系统的新风量大小不但和初投资、运行费用及能耗密切相关，还关系到了人体健康。在《公共建筑节能设计标准》(GB50189—2005)中对其的取值有着详细的规定，设计师在进行工程的设计过程中，不应随意减少或增加。另外，对于人员密度相对比较大且变化也比较大的房间，应采用新风的需求控制，根据室内CO2的浓度检测值减少或增加新风量，从而使CO2的浓度始终保持在卫生标准的规定限值内。其次，当风机盘管机组增设新风空调系统时，新风口应当单独设置，或者布置于风机盘管机组的出风口旁边，而不应把新风接到风机盘管机组回风吸入口所在处，以免降低新风量或者削减风机盘管的处理室内回风能力。最后，房间人员较多或者空间或面积较大时，必须进行集中的温、湿度管理和控制。而全空气的空调系统能够易于调整新、回风的比例，必要时还可进行全新风的运行，以此来获得较大的环境效益和节能效益，且具有集中过滤净化和处理噪声、集中控制其空调区温、湿度、集中设备、便于管理和维修等优点。第四，建筑空间高度不小于10m且体积超过1万m3时，应采用分层的空调系统。同全室性的空调方式相比较，分层的空调系统在夏季时可以节省30%左右的冷量，由此来降低初投资和运行能耗。但是此系统在冬季的供暖工况下并不节能，设计师应注意这点。
3、设置水力平衡装置
首先，对于定流量的系统，设计师首先应通过管路与系统的设计来实现各个环路水力的平衡，即所谓的“设计平衡”。其次，对于变流量的系统来说，除去某些需要特定的定流量场所(比如为了保护某特定设备的运行正常)或者特殊的要求之外，不应于系统当中设置动态的流量平衡阀，应当设置的是动态的压差控制阀。再次，为了防止设计不当而造成水力的不平衡，通常供热系统都应当在建筑物热力入口处来设置静态的水力平衡阀，同时应按照水力计算与建筑物暖通系统采用的调节方式来决定是否还需要设置动态的流量平衡阀(对于定流量的水系统)或者动态的压差控制阀(对于变流量的水系统)，否则一旦出现不平衡的问题时就将无法调节。最后，在组合式新风机组、空调器供回水的管路上应设置动态的平衡电动调节阀，此阀比采用普通电动调节阀更具有良好的调节特性。
六、结束语
社会经济的发展让人们对居住的环境和建筑有了更高的要求，因此民用建筑中的暖通空调系统设计也应该紧跟时代的步伐，及时进行改革创新。民用建筑暖通空调工程项目的成败和经济效益的好坏均与暖通空调设计的方案优劣有着最直接的关系。所以，设计人员在设计的过程中，要完善认真的处理方案中的各个环节，科学合理的设计，综合运用各种因素，发挥出暖通空调设计方案最大的功能和经济效益。
【参考文献】
[1]林郁.暖通空调设计方案的问题探讨[J]．科技致富向导，2011(03)．
[2]张旭科.小议暖通空调控制系统设计及探讨[J]．黑龙江科技信息，2011(05).
[3]金俊，关于民用建筑暖通工程设计中存在的问题[J]，科技向导，2010（33）：12.
【关键词】民用建筑；暖通空调；设计
中图分类号：S611文献标识码： A
一、前言
目前，我国民用建筑暖通空调设计工作还存在很多不足之处，因此，只有分析民用建筑暖通空调设计的要点和难点，有针对性的展开设计工作，才能够提高民用建筑暖通空调设计的水平。
二、空调设计与建筑的关系分析研究
1、分区
内區与外区。现代办公楼多为高层,面积大,玻璃窗也大,室内电子办公设备多,照明散热量大,有的人员也多,这些都会形成空调冷负荷。室外温度波动和太阳辐射热也能引起通过围护结构的传热,但只影响到进深一定的区域,这一区域称为外区。外区一般为距外墙4-6m内的区域。而室内负荷只有照明负荷、人员负荷、电子设备负荷等不受外界温度波动影响的区域称为内区。内区全年的空调负荷均为冷负荷。内区多用全空气定风量或变风量(VAV)的空调方式;外区(周边区)常用风机盘管加新风的空调方式或VAV带末端加热的方式。
2、常用的空调系统方式
首先，全空气空调系统:就是我们常说的集中空调系统,也即平常用得最多的大风道空调系统,冷风或热风由空调机房用风道送出,通过散流器或百叶风口等送入室内,室内有回风口。这一系统要有机房、要有吊顶空间。二是变风量空调系统(又叫VAV系统):变风量空调系统是按照房间负荷的改变而相应改变送入室内的风量的全空气系统,多用在办公楼等公共建筑中。变风量空调系统除风道外,还有末端装置,称为VAV箱(变风量末端),有时外区的VAV箱也要接热水水管,有的有小风机需要接电源。三是多联机空调系统:这是一种风冷直接蒸发冷却室内空气、变频调节制冷剂量的系统,它不需要机房,没有风管,设计简单,中国建筑设计研究院新楼就采用了多联机空调系统。四是风机盘管加新风系统:风机盘管就是一个表面冷却盘管加上一个风机,有进水、出水两个水管接口和进风、出风两个风口,所以凡是装风机盘管的地方都有冷热水管道连接。夏季冷却盘管内通7℃/12℃的冷水,其表面温度比室内空气的露点温度低,会产生凝结水,所以风机盘管下边有集水盘,盘中还接出一根凝结水管。凝结水管的作用是将集水盘中的凝结水排走,它是无压的自流排水管,所以要有一定的坡度(≥0.005)。
三、民用建筑暖通设计中存在的问题
1、供暖热负荷计算不精确，存在漏项和错项
按照《采暖通风与空气调节设计规范》的规定，在计算冬季供暖系统的热负荷时，应该将加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量计算在内。但很多工程在最终的供暖热负荷数值中往往却忽略了这部分耗热量，导致供暖热负荷得出来的数值与真实值出入较大。另外，《设计规范》对围护结构耗热量计算各朝向修正率也做了明确规定，对四个方位有不同的界定值范围：北0-10%，东、西0-5%，南15%～30%。但是有的工程却不顾这一点，擅自将各朝向修正率定为北20%，东、西15%，南5%，这样不仅仅有悖于规范的要求，而且极大的影响了供暖效果。
2、楼梯间散热器立、支管未单独配置
根据《设计规范》的相关规定，楼梯间或其它有冻结危险的区域，其散热器应由单独的立、支管进行供热，且不得私自装设调节阀。然而，在一些建筑内发现，有的工程单位却采用双侧连接，这种连接方式一侧连接楼梯间的散热器，在散热器上设置了阀门，另一侧连接邻室房间散热器。这严重的设计问题导致暖通使用上存在较大问题——由于楼梯间的密闭性很难保证，一旦暖通设备的供暖发生故障，轻的可能影响附近几个支点的供暖效果，严重的可能会发生散热器冻裂的现象。
3、膨胀水箱与冷热水系统的连接方式有待改进
按照锅炉设计的相关规定，在高位膨胀水箱与冷热水系统的连接管上，不需要安装阀门。连接管包括膨胀管和循环管两类。但在实际设计中，按照施工图纸有的采暖系统高位膨胀水箱的膨胀管，经过一系列的回路接至采暖回水干管时却安装了阀门，这是不符合规定的。一方面对供暖效果造成影响，另一方面一旦操作失误，可能会对系统安全造成威胁。
四、暖通空调设计的原则
1、设计人员需要弄清楚该建筑物在设计总图中的位置，四邻建筑物及其周围供水、供热、供电等管线的敷设方式与可能的接口地点。这可以作为本民用建筑物设计供热入口时的客观条件。也可以作为计算负荷时考虑风力和日照等因素的参考，还可以根据主要入口的朝向，确定大门的做法。
2、设计人员需要弄清楚该建筑物内所需要的人员数量，使用时间，有无废气要排放等问题做到心中有数，并以此作为计算负荷和划分系统的重要依据。
3、根据目前的建筑规范，10层以及10层以上的住宅；建筑高度大于24m的民用建筑，都需要遵守民用建筑设计防火规范的条款。
五、提高民用建筑暖通空调设计合理性的措施
1、合理计算负荷
民用建筑暖通空调设计中最为关键的基础数据就是冷热负荷，其是确定暖通空调系统的冷、热源的容量、输送管道的尺寸、空气处理设备的能力等的依据。当前有些设计师在进行施工图设计时，往往毫无区分地直接将技术措施或设计手册当中单位建筑面积的冷、热负荷指标用来作为确定其施工图设计过程中暖通空调系统的冷、热计算负荷的依据，致使水泵的配置偏大、冷热源设备的装机容量偏大、管道的直径偏大、末端的设备偏大等现象的产生。其结果显然提高了工程的初投资，增大了能耗和运行费用，从而给投资方和国家带来巨大的损失。在可行性研究阶段与初步设计阶段，因为建筑设计还不能达到给出门窗尺寸、详细构造等的深度，无法满足暖通空调的负荷计算要求，因此只能依靠经验来进行估算。而在施工图设计阶段，则已经充分具备了详细的负荷计算的条件。如果这时还按指标来进行负荷的确定，显然是不够恰当的。为此《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50019—2012)和公共建筑节能设计标准》(GB50189—2005)都已经明确地规定了必须进行逐项逐时的冷、热负荷的计算，并将其列为强制性的条文。目前我国大部分的省、市都规定了设计院在往施工图的审查机构进行设计文件送审时都必须在同时提交其采用正版软件进行计算的冷、热负荷的计算书，究其目的，就是要让广大的设计人员能够对冷、热负荷的计算进行充分的重视并且落到实处，通过提高计算的速度以及准确性，来满足节能工程的要求。
2、合理设计空调
首先，空调系统的新风量大小不但和初投资、运行费用及能耗密切相关，还关系到了人体健康。在《公共建筑节能设计标准》(GB50189—2005)中对其的取值有着详细的规定，设计师在进行工程的设计过程中，不应随意减少或增加。另外，对于人员密度相对比较大且变化也比较大的房间，应采用新风的需求控制，根据室内CO2的浓度检测值减少或增加新风量，从而使CO2的浓度始终保持在卫生标准的规定限值内。其次，当风机盘管机组增设新风空调系统时，新风口应当单独设置，或者布置于风机盘管机组的出风口旁边，而不应把新风接到风机盘管机组回风吸入口所在处，以免降低新风量或者削减风机盘管的处理室内回风能力。最后，房间人员较多或者空间或面积较大时，必须进行集中的温、湿度管理和控制。而全空气的空调系统能够易于调整新、回风的比例，必要时还可进行全新风的运行，以此来获得较大的环境效益和节能效益，且具有集中过滤净化和处理噪声、集中控制其空调区温、湿度、集中设备、便于管理和维修等优点。第四，建筑空间高度不小于10m且体积超过1万m3时，应采用分层的空调系统。同全室性的空调方式相比较，分层的空调系统在夏季时可以节省30%左右的冷量，由此来降低初投资和运行能耗。但是此系统在冬季的供暖工况下并不节能，设计师应注意这点。
3、设置水力平衡装置
首先，对于定流量的系统，设计师首先应通过管路与系统的设计来实现各个环路水力的平衡，即所谓的“设计平衡”。其次，对于变流量的系统来说，除去某些需要特定的定流量场所(比如为了保护某特定设备的运行正常)或者特殊的要求之外，不应于系统当中设置动态的流量平衡阀，应当设置的是动态的压差控制阀。再次，为了防止设计不当而造成水力的不平衡，通常供热系统都应当在建筑物热力入口处来设置静态的水力平衡阀，同时应按照水力计算与建筑物暖通系统采用的调节方式来决定是否还需要设置动态的流量平衡阀(对于定流量的水系统)或者动态的压差控制阀(对于变流量的水系统)，否则一旦出现不平衡的问题时就将无法调节。最后，在组合式新风机组、空调器供回水的管路上应设置动态的平衡电动调节阀，此阀比采用普通电动调节阀更具有良好的调节特性。
六、结束语
社会经济的发展让人们对居住的环境和建筑有了更高的要求，因此民用建筑中的暖通空调系统设计也应该紧跟时代的步伐，及时进行改革创新。民用建筑暖通空调工程项目的成败和经济效益的好坏均与暖通空调设计的方案优劣有着最直接的关系。所以，设计人员在设计的过程中，要完善认真的处理方案中的各个环节，科学合理的设计，综合运用各种因素，发挥出暖通空调设计方案最大的功能和经济效益。
【参考文献】
[1]林郁.暖通空调设计方案的问题探讨[J]．科技致富向导，2011(03)．
[2]张旭科.小议暖通空调控制系统设计及探讨[J]．黑龙江科技信息，2011(05).
[3]金俊，关于民用建筑暖通工程设计中存在的问题[J]，科技向导，2010（33）：12.