试议暖通空调工程设计过程及主要问题探讨
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摘要：近年来，随着城市化进程的不断加速，建设工程的增多，暖通项目越来越多。暖通空调工程设计是暖通设计的重要组成部分，在暖通设计中起着至关重要的作用，而现阶段我国暖通空调工程设计面临着不少难题，涉及供暖、排风、噪声超标等方面。本文将从暖通空调工程设计的常见问题入手，为解决这些常见问题提供切实可行的建议，以供参考。
关键词：暖通空调；工程设计；问题
引 言：随着我国科学技术的不断快速发展以及对节能和环保要求的不断提高，暖通空调领域中新的设计大量涌现。如何对暖通空调设计进行科学的比较和优选，是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。实行施工图审查制度以来，设计人员在执行国家有关设计规范、规定及标准等方面的意识大大加强，施工图设计质量有了较大的提高，但由于目前基建项目多，工程类别杂，故在执行设计规范中存在着一些不同的理解和做法。
1 暖通空调设计的原则
1.1 “适用”是要求设计人员在遵守我国《工程建设标准强制性条文》及各项规范及规程的前提下，制定关于采暖、通风、空调及消防内容设计的可行性方案。设计方案的制定要满足建设单位及用户的使用要求，达到理想的设计效果。
（1）采暖方面，北方地区尤其是严寒地区，采暖的最终目标就是要保证冬季室内的供暖温度满足温暖舒适的要求。在国家大力提倡节能建筑、绿色建筑的方针指导下，采暖的设计就必须做到既要满足节能要求，又要保证采暖设计的供暖效果。新时代新发展对暖通工程师就有了更高的要求，要求我们要理论联系实际，要掌握建筑材料的热工性能，要熟悉工程所在地城市供热管网实际的热媒温度，要考虑分户供暖、分室温控，要了解土建施工中所可能出现的问题对采暖工程的影响以及部分用户入住后所存在的户间传热等众多问题。
（2）通风方面，通风的主要目的是提供新风和排出受污染的空气，降低室内颗粒物的浓度，改善室内热舒适环境。在通风设计中，要注意风量的计算、风速的选择以及噪音的控制等等。
（3）空调方面，要进行逐时冷负荷的计算，分析针对不同使用功能，对温度、湿度的控制，气流组织形式设计等等。消防方面，防排烟的设计可谓人命关天，至关重要，要求设计人员必须谨慎，不可含糊；无论是排烟量、正压送风量的计算，还是风管、风口风速的选择，都必须严格遵守消防规范及消防地方各项标准。
1.2 “经济”是要求设计人员的设计方案在满足使用的前提下，尽可能的做到节约建筑成本。建筑空间、建筑面积在现代化的建筑中日趋昂贵，可谓寸土寸金。设备用房建筑面积大小的确定要适中，面积过大则造成浪费，经济收益减少；面积过小则造成设备安装拥挤，维修困难，此外一旦建筑平立面略有变动，则影响较大，因此设备用房的面积要有一定的富裕量。设备的选型也应注重经济性指标，设计选型要做到理论计算与实际功能应用相结合，结合工程特点，设计中应考虑同时使用系数、互为备用、季节性互换等问题。综合比较方案的经济性指标，尽力做到既实用又经济。
1.3 “美观”可谓是对设计人员更深层次的要求，要求设计方案在满足适用、经济的条件下，工程成品又要做到美观。设计时对风管与供冷供热管道甚至其他各种管线必须有合理的安排与规划。设备管道要尽量隐蔽，立管位置的选择要尽量沿墙、靠柱子等等。管路的敷设路线与竖井位置的选择对建筑艺术造型或内装修有重大影响。
2 暖通空调工程设计程序
一个新的暖通空调工程，设计一般会有3个阶段，即方案阶段、初步设计阶段和施工图阶段。
2.1 方案阶段
方案阶段，一般是以建筑为主，暖通专业有时不用去做，一些大型的民用或工业项目，暖通专业也只是做一些简单的文本，说一说将来要做的一些东西，主要采取的哪些技术手段等，基本是非常简单的。
2.2 初步设计阶段
在初步设计阶段，暖通设计除了要出文本外，还需要出一些图纸，让别人对要做的项目有一个初步的认识。比如以一个办公大楼为例，一般来说，应该有这几方面的设计要去做：
（1）大楼的中央空调系统。办公大楼一般采用新风加风机盘管系统，现在也有的大楼采用VAV的全空气系统，还有采用集中的地板加风机送风等。根据要求选择主机是采用风冷式还是水冷式，是采用什么压缩方式的制冷机；水系统的主管如何去安排；水泵，制冷机如何去控制运行等等。
（2）大楼的消防通风系统。主要包括以下几方面工作：
1计算冬夏的大楼空调负荷（初步设计阶段，可以使用面积指标去估算），计算压送风量，计算机械排烟量，计算地下车库的通风量及消防排烟量，计算变配电机房的通风量，计算辅助用房的通风量，计算卫生间的通风量，等等。
2布置系统，这里的系统布置指主系统的设计，根据系统的布置，应向建筑专业提供机房位置及大小，管井位置及大小，穿墙的大洞位置及大小，穿楼板的洞位置及大小，等等；向结构专业提供机器设备的重量及大概位置，穿楼板的洞的大小及位置，等等。向电气专业机器设备的用电量，主要的控制要求等等；向给排水专业提供机器的排水点和用水点等等。同时接受别的专业提供的专业资料。并根据各专业的汇总，调整设计方案。
3 文本整理。出制冷机房的设备布置图，水系统原理图，主管系统平面布置图，主要送排风平面图，消防排烟平面图，机器设备明细表，初步设计说明等等。
2.3 施工图阶段
施工图是工程项目实施的依据，它是在初步设计的基础上完成的。同样，我们以那栋高级写字楼为例，继续它的施工图设计。
首先，是计算，包含空调冷热负荷的计算和通风量及排烟量的计算，设备的选型计算等。在这个阶段，空调的冷热负荷计算需要按照国家的要求，采用逐时负荷计算法，其中有冷负荷系数法和谐波法2种，选用其中一种就可以；通风量及消防排烟量是根据国家颁布的有关法规或是设计手册中提供的一些要求进行计算；设备选型计算是在系统大致确定后进行的，包含风机的选择，末端空调设备的选择，水泵的选择，冷冻主机的选择等。基本的参数和设备选择后，就可以进行系统的设计及绘制图纸阶段。施工图设计要比初步设计阶段深化得多，图纸的深度要求是施工单位拿到图纸可以进行实际施工。
3.1 供暖方面的问题
（1）入口装置的难题。目前一些设计人员仅仅关注取暖设施和系统的进入户内的热力装置的安置，而忽略入口的设置。
（2）入口数量问题。关于入口数量问题，做法不一，有的开发商要求一个单元一个入口，目的是便于管理及收取采暖费，有的开发商则要求一栋楼一个入口，原因是可以节省基建投资，所以没有一个统一的模式。
（3）楼梯间的散热难题。楼梯间具有较差的密闭性，而恰恰一些工程就用两侧交接的方法用同一根立管连接起楼梯间与邻室的散热器，如果出现问题，不仅邻室的温度得不到保证，而且容易损坏管道。
（4）伸缩器在共用立管的安置难题。目前设计的多层或高层住宅，大多采用共用立管系统，设计中一般要根据系统水力平衡、散热设备、承压能力及化学管材的特性等因素对供暖系统及共用立管进行竖向分区设置，并应考虑管道热补偿问题。然而，有些设计认为户内为埋地敷设，而忽略了管井内共用立管的热胀问题，故未设置伸缩器；有的虽然设计了补偿器，但未认真校核热膨胀量来决定补偿器的位置；还有的设计在补偿器上下的位置就安装了固定支架，这样补偿器起不到补偿管道由于热胀而变形伸缩的问题，结果导致由于立管的热胀伸缩拉裂了支管的现象。
3.2 通风方面的问题
空调的通风也会经常性地遇到类似难题，为避免这些难题我们需要采取部分的对策。经常性的难题有工作人员依据符合指标计算，加大了资金投入；再者就是因为选用了不合适的保温材料，降低了工作效率；还有便是调整出不合适的水泵扬程，影响了水循环，降低了空调的工作效率；最后就是空调的通风防火的不正确设置，导致设备损坏甚至发生火灾的难题。
4 暖通空调设计过程中问题的解决措施
4.1 供暖问题相应的解决措施
（1）暖通空调的安置要严格按照相关职业规定。设计人员一定要在在设计施工图中要明确标注所有应注意的事项，依据审图单位由于部分图纸的入口装置根本没有标注标准图集号而常常提出部分意见的情况，正因如此，设计人员一定要经常注意这些问题。
（2）设计员需要包管设计符合相关规定，当然还要保证室内外的管道的正常衔接，现在设计人员除了关注市内的设计效果，也应该注意室外管道的走向。室外管线取决于入口，开发商决定入口的建设，一种方式是一户一入口（出于对办理和收费的考虑），第二种是一栋一入口（降低成本），设计人员需要明确形式，做到与外管道的有效对接。有些设计图纸仅仅给出总热负荷，导致工作无法继续，因为热网基本全是根据热力系统安置的，因此设计图务必要标记好入口管线到建筑轴线之间的水平距离和耗热量以及管径大小。
（3）为了解决楼梯间的散热问题，保证邻室的供暖，楼梯间的散热器需要独立，调节阀不应有产生冻结的情况，并应根据以上情况采取相应对策。
（4）共用立管常常因为管内受热膨胀发生变形，时间长了会使供暖系统报废。与其它类型的住户不同，在设计过程中，要根据整个系统中的水力情况，散热的能力，还有承压能力的大来对立管进行分区，对于管道热胀的难题这时候伸缩器就显得尤为重要了。绝不可以对管道的热胀问题不理不问。
4.2 通风方面问题的解决措施
（1）设置合适的水泵
水泵需要两台，于夏冬季节各用一台。因为冬夏季的具体条件不同，夏季必要的水循环量肯定比冬季必要的大很多，因此两个季节共用一个水泵很难成为现实，应设冷冻泵和热泵各一台。
（2）选择制冷机的容量要正确
为了防止不必要的投资，应按照相关规定确定使用制冷机的容量，实际情况下很难达到这种效果，负荷达到峰值的时间少之又少，因此购进较高容量的制冷机会增加不少成本。
（3）选择符合规定的保温材料
我们在选用保温材料时，在众多的品牌中，应该注重选择的部位以及使用寿命长等因素。如今的很多工程贪图省事选了铝箔玻璃棉来保温。可是此材料吸收性比较好，一般不可以用于立管与冷冻水管的保温，这些部位需要选用适宜的保温材料，譬如比力好的材料，比力好的闭孔保温的材料，甚至就连普遍应用于市场的橡塑也不吝啬，如此保证工程质量，相比铝箔玻璃棉的应用范围就很狭窄了，因此在应用保温材料时应该从多方面考虑，所应用的材料要能够耐用。
（4）重视安全、烟阀的设置
火灾是一种给人民生命财产带来严重危害的灾害，假如不重视空调通风系统中的防火工作，这种灾害是很容易发生的。防火阀要设置在变形缝处，大概在管路的穿越防火分区，任何状态下都应该是开启状态，一旦出现火灾，可以避免火灾。两个阀绝不可以混为一谈，需要记住的是到70℃，阀门就切断火的蔓延方向。而防烟阀要安置在专用的排烟风道，其上装有温度熔断器（熔点温度为280℃），当排烟温度到达超过此温度时，阀门被迫关闭，停止排烟。重视这些设置的置放才能有效避免灾害。
5 结束语
总之，暖通空调工程设计是整个建筑设计的重要组成部分，并起着至关重要的作用。设计人员应当就工程在设计、施工、验收以及使用过程中存在的问题进行总结，以便在未来的工作中取长补短，达到投入较少资金，保证工程质量，提升工作效率的效果。
参考文献：
[1] 赵洪斌.浅谈暖通空调安装施工中存在的问题与方法[J].价值工程，2010，33.
[2] 张 丰.暖通空调安装施工中存在的问题与方法[J].黑龙江科技信息，2011，（08）.