建筑项目暖通空调系统设计

建筑项目暖通空调系统设计

摘要：暖通系统是伴随建筑整个生命过程中必不可缺的一个组成部分，暖通系

统的节能设计是在建筑工程施工中至关重要的环节，合理的节能设计不但能为建

筑节省一大笔费用，还是减少资源浪费和环境污染。因此，在暖通系统的节能设

计中，设计员应该给予足够的重视，利用科学的方法，结合工程的实际情况，设

计出合理、可操作的设计方案，以实现暖通空调的节能设计经济、节能、安全等

目的，促进中国建筑行业的健康发展以及能源的可持续发展。

关键词：建筑工程；项目；暖通空调；设计

在我国城市化建设的不断发展下，对建筑的舒适度要求越来越高，暖通空调

已经成为现代建筑中非常重要的设施。在民用建筑暖通空调设计的过程中，如何

进行空调负荷的设计，如何选择空调水泵，如何对能源进行选择利用，以提高能

源的使用效率，如何在创造出舒适的室内环境时避免对室外环境造成过多的不良

影响，已成为设计中需要重点解决的问题。

1 设计前的准备工作

1.1 分析建筑物外部环境和内部环境

在进行暖通空调设计前，要对建筑周围的外部环境和基础设施的埋设方式进

行全面分析，以设计合理的供热入口；在设计空调负荷时，要综合考虑高度、日照、风力等外部环境因素，结合室内人员、设备、照明等内部环境因素，按照设

计步骤逐步计算，最终得到切合建筑物实际负荷特性的空调设计负荷。

1.2 分析建筑物内部使用情况

要对建筑物的基本使用情况、人员居住的具体数量、废气排放基本情况等进

行考虑，在充分了解建筑内部的相关情况后，通过计算得出各不同区域实际的运

转负荷，以便对暖通空调系统进行合理分区。

1.3 划分防烟区和防火区

由于建筑的楼层数量比较多，一旦发生火灾，如果不能及时对居民进行疏散，会造成严重的安全事故。因此在设计时，要划分具体的防烟区和防火区，要对防

火区、防火墙、防烟区进行合理的设计，确保有火灾发生时，人们可以在最短的

时间内逃离事故现场。

2 设计中的几个关键点

2.1 空调负荷设计

在《采暖空调制冷手册》和《制冷与空调技术手册》中指出，商用建筑夏季

的冷负荷概算指标为210w/m2 ～ 240w/m2，旅馆办公类的冷负荷指标为

94w/m2 ～ 163w/m2。但是在具体的设计过程中，会由于一些问题导致空调装机

容量增加，导致空调系统初期的投资金额增加。一是在设计空调系统时，个别设

计人员只是使用负荷指标估算的方法进行计算，导致制冷机的装机容量增加，造

成了不必要的投资浪费，严重时会对部分负荷下的冷机效率造成影响；二是在设

计的过程中，考虑各种安全系数，导致空调单位制冷面积超出手册中冷负荷概算，超过了实际运行过程中单位空调面积的峰值冷量。从全年的角度来看，建筑负荷

真正处于峰值的时间并不长，因此在大多数时间段，冷机负荷率是处于一种比较

低的状态，COP 并不高。根据经验，一般办公室单位冷负荷指标取70W/m2 ～

90W/m2，商场单位冷负荷指标取100w/m2 ～ 150w/m2 之间就可以达到日常使用要求（均指建筑面积）。

2.2 选择空调循环水泵

空调循环水泵容量偏大是当前存在的主要问题。通常情况下，设计空调水泵

容量会超出实际需求量的两倍左右，造成运行费用和投资费用的极大浪费。出现

这种情况主要是因为冷负荷设计偏大、系统的循环阻力计算结果过高、静水压力

计算错误、系统水力平衡计算不正确等问题引起的。还有的设计在进行冷水泵的

选择时，对夏季流量和冬季流量的差异性不够重视，比如，某工程冬季需要温度

为55℃的热水每小时循环水流量200m3，夏季需要温度为10℃的冷冻水每小时400m3，冬季的循环水流量要远低于夏季，因此要分开设计冬季的热水泵和夏季

的冷水泵，如果共用一台，势必造成不必要的能源浪费。因此，在实际的设计过

程中，要根据不同时间段中扬程的变化和冷负荷的变化对设计进行校准，通过控

制变频泵的速度以及定速泵的数量，保证各种条件下持续处于最佳运行状态。使

用这种方法进行设计，具有良好的节能效果。水泵扬程的选择也是暖通空调设计

过程中一个关键点。例如，某工程的冷却塔放在高度为80m 的屋顶，使用闭式循环系统，在设计的过程中，设计人员错误的将高程也加入到了水泵的扬程中，导

致选择水泵的扬程在93m 以上。在选择水泵时，要根据具体的手册系数、计算方法选择需要的水泵；要提高对中央空调水循环流量变化情况的重视度，由于循环

水流量是不恒定的，要保证选择水泵的水量变化范围处于高效区；当冬季和夏季

水量有比较大的变化时，为了保证系统的稳定运行，冷水泵和热水泵要分别设置。

2.3 选择供回水总管上的压差旁通阀和旁通管

为了使经过冷水机组的水量处于恒定的状态，在冷水机组的供回水总管上要

设置一条旁通管，并安装控制压差的调节阀。根据一部冷水机组的冷冻水量确定

旁通管道的最大设计流量，旁通管的直径根据冷冻水管的最大允许流速进行确定，不允许不经计算就确定管道直径，使用ZAPC、ZAPB 型电动调节阀作为旁通阀，

当末端设备管道的阻力为0.2MPa 时，可以根据表1进行冷水机组旁通阀通径的

选择。

2.4 供暖方面的设计

在进行供暖设计时，设计人员往往只是对户内供暖进行设计计算，对户外供

暖不够重视，导致设计供热负荷与实际负荷出现误差，供暖效果不理想。在设计

供暖系统时，除了要对室内因素进行考虑，还要对公共部分的供暖进行设计；在

设计楼梯管道时，需要对温度变化时引起的冻结问题予以考虑；对于商务建筑，

要单独设置热计量。而这些问题都是在实际设计过程中经常忽视的问题，对后期

管理和运行造成了不必要的麻烦。比如，共同使用立管系统的高层住宅，在设计

过程中，要根据承载能力、水力平衡、散热设备、化学管材等因素进行设计，并

考虑管道热补偿问题，为了防止管道热胀冷缩出现支管被拉裂的情况，要对热膨

胀量进行校核，确定补偿器规格型号及具体位置。

3、结语

我国未来在暖通空调工程的节能方面将投入更多的关注，因为暖通空调工程

的节能设计是影响我国建筑工程整体节能效率的主要环节。在暖通空调系统的节

能设计中，我们需要在已有的暖通空调节能建设经验的基础上，结合实际工程的

具体情况，确定各种优化策略，降低暖通空调工程是能量消耗，从而促进我国可

持续发展战略的持续开展。

参考文献：

[1] 李小燕.浅谈高层建筑暖通空调控制系统设计[J].科技创新导报，2012（11）.

[2] 温祥.浅谈暖通空调系统在节能中的应用[J].科技与企业，2012（09）.