第一篇:某大酒店暖通空調設計方案
某大酒店暖通空調設計方案
工程概況:
原深圳灣大酒店現已更名為XX大酒店,位于深圳市華僑城深南大道旅游文化區域的中心位置,基地現狀為不規則多邊形,坐北向南,東西長約460m,南北最深約200m,現狀為
2斜坡場地,酒店總用地面積為62717m。整個建筑地下二層(半地下層、地下一層)塔樓高六層,在首層與二層間設夾
一、夾二兩個設備轉換層,塔樓主體二至六層,主要以客房為主,包括標準客房、行政套房、總統套房、常住客房等;裙房(含夾
一、夾二層)主要為酒店公共設施,設有餐飲、宴會、酒吧、會議、健身、婚禮中心等功能房間;利用地勢高差設有半地下室停車庫、酒店設備用房及部分酒店公共設施;地下一層為人防地下室,平時為酒窖。總建筑面積108867 m2,其中客房面積約40451 m2,客房數量約500間,酒店公共空間面積約37549 m2。改建后的酒店定位為白金五星級酒店,已于2006年底部分投入使用。
圖1 酒店總平面圖
XX大酒店設計之初,其管理公司——XX酒店管理公司已經介入,對本酒店的空調系統設計提出了很多具體的要求,如酒店室內設計參數、新風量要求、空調主機品牌,空調冷、熱水管管制、房間換氣次數、室內噪聲要求等等
主要設計參數
深圳市夏季室外計算干球溫度33.0℃,濕球溫度27.9℃;冬季室外計算干球溫度6.0℃,最冷月平均相對濕度70%。室內設計參數詳見表1。
表1 室內設計參數表
空調冷熱源系統設計 冷源系統
本工程集中空調面積62279m2,夏季空調計算冷負荷11403KW,設計選型時考慮酒店的運行規律, 按同時使用系數為0.8配置制冷主機,設計選用水冷離心式冷水機組四臺,總裝機容量9142KW,其中單臺制冷量為2637KW的機組三臺,單臺制冷量為1231KW的機組一臺,機組冷水進、出水溫度為12℃~7℃,機組冷卻水進、出水溫度為32℃~37℃,冷媒為R134a。大、小主機的冷量調節范圍均為30%~100%無級調節,當冷量需求低于單臺大主機冷量的50%時,由小主機接力,總裝機容量下的大小主機搭配可實現5%~100%的調節能力。
熱源系統
本工程所有客人活動區的空調系統在冬季都將供熱。空調供熱面積56732m2,計算供熱負荷2524KW。酒店洗衣房有蒸汽使用要求,本工程選用高效蒸汽鍋爐,能有效滿足洗衣房、廚房、生活熱水、空調采暖的要求。
熱回收系統
由于鍋爐房、洗衣房、配電室等房間夏季散熱量大,冷卻通風所需風量大,且無法回收利用這部分熱量,因此在施工配合過程中,為這些房間增設了帶熱回收裝置的熱泵機組。熱泵機組進、出風溫度為30℃/20~24 ℃,進、出水溫度為20℃~55℃,制熱效率可達4.0。經熱回收后的冷風可作為房間冷卻通風,產生的熱水供應員工更衣室、員工廚房及洗衣房生活熱水需求。
空調水系統設計
空調水系統設計為一次泵變流量四管制系統,根據使用功能及平面位置劃分為四大主支路(圖2),從分、集水缸接管分別為左翼裙房、左翼客房、主樓及右翼裙房、主樓及右翼客房服務,各主支路回水管均設有靜態平衡閥。因左翼客房支路水管距主機房較近,其冷、熱水管采用同程布置,增加同程管路以增加其阻力損失,與右翼平衡;其余主、支管路均為異程布置;客房管井立管底部設置壓差平衡閥;平衡閥通過控制各支路之間地水力壓差來平衡因主干管阻力引起地支路之間水力不平衡。本工程選用地平衡閥在全開地狀態下其阻力只有0.3Kpa,從而起到比設置同程管還節能地效果。
圖2 主機房水系統原理圖
空調風系統設計: 宴會廳空調風系統介紹
本工程宴會廳位于首層,總面積1593m2,圖3為宴會廳平面圖:北側為送餐通道,西側和南側為前廳,東側為宴會廳廚房,宴會廳頂部為船形吧,屬于內區。層高10m,吊頂平均高度約6.5m,采用旋流風口下送、單側下回風的氣流組織形式。宴會廳室內人員數量按裝修座位布置計算,最多人數達936人,考慮室內有服務人員(按每桌1人計算),室內總人數可達1014人。利用專業計算軟件進行逐時計算,得到宴會廳室內得熱量、得濕量,如表2所示。由于宴會廳處于內區,室內得熱量、得濕量全年不變,宴會廳全年均需空調供冷。
表2 宴會廳室內空調負荷及送風量計算
圖4為夏季設計工況下宴會廳空氣處理過程I-D圖。由于室內濕負荷較大,室內狀態點將飄移至21℃、60%。采用露點送風,可由室內冷負荷及熱濕比線確定出送風狀態點,根據室內點和送風點焓差計算總送風量,并根據總風量、新風量及送風點可以確定混合點及設備盤管冷量。
圖5為冬季設計工況下宴會廳空氣處理過程I-D圖。冬季空氣處理可采用新、回風混合后等焓加濕或者等溫加濕過程。利用I-D圖可以查出,當采用等焓加濕時,新風量占總風量的46.6%,采用等溫加濕時,新風量占總風量的60.9%。從I-D圖分析可以得出,在冬季室外設計工況下,全新風量運行時新風冷量大于室內所需冷量,可通過改變新、回風比,即變新風量滿足室內設計參數要求,此時的新風量約為總風量的50~60%。當室內氣流組織效果可以保證時,也可以通過減少總送風量實現“全”新風運行的目的。
圖4 宴會廳夏季空氣處理過程I-D圖
圖5 宴會廳冬季空氣處理過程I-D圖
綜上,根據圖
4、圖5焓濕圖分析計算,結合宴會廳的室內布置情況選用了三臺空調機組為其服務,空調機組送風機均帶有變頻調速裝置。宴會廳容納人數多,要求其空調機組的除濕量大,送風溫度低,本工程經空調機組設備廠家核算,采用常規7℃~12℃供回水溫度,盤管排數為10排時可以達到送風參數為11.9℃的露點溫度。由于宴會廳新風量大約占總送風量的1/3,新風負荷大,本工程設計采用了與空調機組一對一的全熱回收轉輪及機械排風系統,夏季利用熱回收降低空調機
組的處理負荷;在本系統中設有新風旁通裝置,過渡季節可充分利用室外冷源,達到運行節能的目的。冬季當室外氣溫低于11.9℃時,可以停止運行制冷主機,通過全新風運行,實現 節能運行;在運行中如果室外氣溫進一步降低,可通過變頻控制減少送風量;本系統設置有電蒸汽加濕設備,在過渡季、冬季全新風運行時保證室內的相對濕度滿足設計要求,保證人員的舒適及高檔家具的使用要求。
大堂、咖啡廳空調系統介紹
酒店大堂的裝修主題為西班牙的斗牛場,中心部位是西班牙某著名斗牛場的1:1造型,其
建筑平面中部為圓形,又由中間的環形羅馬柱分為內環和外環,左、右各向側后方伸出兩個翼作為大堂休息廳。結合其裝修采用百葉側送、集中下回風的氣流組織形式(參見圖6左),送風百葉設置外環吊頂下方。并在門口處增設兩臺小型空調機,消除人員進出時冷、熱風侵入導致的負荷。咖啡廳位于半地下室,上部空間與大堂相通,層高達12m,單面設有落地玻璃幕墻。咖啡廳采用分層側送集中回風的空調形式,空調送風管于咖啡廳地板下方由空調機房埋地敷設至吧臺中心,經由裝飾柱向上接至送風口高度的靜壓箱內,圓形送風噴口均勻的布置在靜壓箱的四周(參見圖6右),可根據負荷需要調節噴口角度及出風量,回風口隱藏在通道處。過渡季排風系統及消防排煙系統是利用大堂和咖啡廳上部連通空間統一設置,通過電動閥門實現過渡季排風及消防排煙狀態的轉換。排風量的確定應進行風量平衡計算,保持室內正壓值,以確保大堂正門處較涼爽,在酒店大堂入口處形成一個過渡溫度場。
客房的空調設計
客房采用風機盤管+新風的系統形式,風機盤管在選型時根據管理公司要求適當放大,放大系數為計算負荷的1.2倍~1.4倍。本工程客房風機盤管與門禁系統控制相結合,客房無人時維持室內為25℃,有客人入住時,初始控制溫度為21℃,客人可根據個人需要調節。風機盤管安裝時,如條件允許,送、回風口均應離盤管機組有一定距離,可減少噪聲。
總統套房的空調設計
總統套房的空調系統形式經與甲方和顧問公司多次溝通,最終于裝修配合階段確定采用全新風變風量系統形式。總統套房是該酒店中標準最高的房間,對室內空氣品質、房間溫濕度獨立控制方面有很高的要求,傳統的風機盤管+新風系統滿足不了總統套房高品質的環境要求,傳統的定風量空氣系統雖然能夠滿足空氣品質要求,但是各房間的溫濕度不能實現獨立控制與調節,因此設計決定采用全新風變風量的空氣系統。每個房間設置獨立的并聯式風機動力型變風量末端裝置,并聯式風機動力型變風量末端裝置與空氣處理機不需連鎖,當房間溫度上升超過設定點時,溫控器發出控制信號調整一次風閥,增加一次風量直至最大;當房間溫度低于設定點時,溫控器發出控制信號調整一次風閥,減少一次風量,一次風量按最小風量送風;如房間溫度仍然繼續降低,風機啟動,增加二次風,提高送風溫度。此外,考慮全新風系統能耗較高,本系統集中排風及熱回收裝置。
廚房的空調設計
本工程廚房數量較多,包括宴會廳廚房、中餐廳廚房、咖啡廳廚房、各種風味餐廳廚房等,共10間。每個廚房均設有三套系統:排除油煙的排風系統、新風補風系統、空調降溫系統。新風補風量約為排風量的80%~90%,同時應保證跟廚房相連餐廳的新風量與廚房補風量之和大于廚房排風量,以保持餐廳正壓。新風補風由表冷盤管處理到28℃,沿排風罩長邊設置,直接補風到排煙罩附近,防止煙氣外逸,同時為灶臺側工作人員送風降溫,如下圖7所示。廚房空調按200W/m2面負荷計算,保證廚房在工作期間溫度為26~28℃,采用單獨的空調機組及送、回風管道。
室內游泳池的空調設計
室內游泳池水溫及室內空氣均要求恒溫,且空氣溫度宜高于水溫2℃。設計圖紙結合水專業系統采用三機一體的設備滿足加熱池水、除濕、給室內空氣降溫或升溫的要求。該設備節能運行效果明顯,但價格較高,如果甲方需要其他地選擇,則可選擇設置帶冷凝熱回收的風冷熱泵機組,可以同時出生活熱水、空調冷水和空調熱水。圖8是游泳池熱泵系統工作原理圖。
圖8 游泳池熱泵系統原理圖
酒窖的空調設計
酒窖因酒品儲藏要求,空調溫度宜為15℃左右,恒溫恒濕,空調系統運行時間與控制參數與酒店不同,設置獨立的冷源系統。由于工程甲方開始提出分體空調器的設計要求,本設計為分體空調器,但后來工藝要求的空調溫度較低,采用常規的分體式冷媒機組難以滿足降溫要求,考慮酒窖熱負荷少,選用小型的風冷冷水機組供應7℃~12℃冷水,末端采用空調箱或風機盤管降溫,該系統還在對比之中。
防、排煙通風系統設計
本工程功能復雜、人員眾多、一旦發生火災損失巨大,設計時嚴格依據《高層民用建筑設計防火規范》的要求設置。
所有不具備自然排煙條件的防煙樓梯間及其前室、消防電梯前室及合用前室均設有機械加壓送風系統,加壓送風機采用高效混流風機或消防專用風機。
地下汽車庫分別設有機械排煙及誘導通風+機械排風系統,排煙(風)量均按6h-1換氣量計算,平時排風及火災排煙補風利用車道或頂板開口自然補風,核算火災補風口阻力小于50Pa。地下變配電室及柴油發電機房均采用手推車滅火,火災時為確保救火人員安全,排風(煙)系統仍繼續運行。
大堂、咖啡廳及宴會廳均按不小于6h-1換氣量計算其排煙量。客房內走道設機械排煙系統,排煙風機置于塔樓屋面。
空調水管及裙房部分空調風系統風管保溫材料采用A級單面鋁箔酚醛保溫材料;客房部分空調風管采用單面復合鋁箔內襯玻纖布的玻璃棉板保溫。隔聲降噪
主要設備機房:
制冷、空調及通風設備機房內墻均采用吸音、隔聲、降噪處理。
設備安裝:
冷卻塔、制冷主機采用彈簧減震裝置;冷卻塔頂部通風扇處設有消聲、導流裝置(詳圖9);鍋爐安裝于隔振膠墊上,其燃燒器設有消聲罩;通風機采用彈簧減震吊裝,設軟接頭及消聲器;空調箱內設彈簧減震、消聲軟接,空調通風系統設有消聲器、靜壓箱等消聲設備。
酒店客房:
要求室內噪聲值低于35dB(A),設計中由于客房面積較大,冷負荷大,選用盤管型號大,設計選用低噪聲設備,送、回風管道采用鍍鋅鋼板打孔(類似于成品孔板風管),外包玻璃棉板,玻璃棉板按成品風管要求內襯玻纖布,并按成品風管做法粘接、安裝。該做法即起到吸聲作用,又防止玻璃纖維進入房間。
自動控制系統設計
本工程的集中空調、通風系統采用直接數字式控制系統即DDC系統。由中央電腦、終端設備及若干DDC模塊組成,在空調控制中心能顯示并自動打印空調、通風系統設備及附件的運行狀態,對各主 要運行參數進行集中監控。
1)大、小主機的冷量調解范圍均為30%~100%無級調節,當冷量需求低于單臺大主機冷量的50%時,由小主機接力調解,總裝機容量下的大小主機搭配可實現5%~100%的調解能力。2)冷凍水供、回水總管之間設壓差旁通,冷卻水供、回水總管之間設溫度旁通控制,當冷卻水供水溫度低于18℃時打開旁通閥。
3)在過渡季,當室外氣溫低于18℃時,低速全空氣系統可進入全新風運行狀態。部分區域的低速全空氣系統同時配置有變頻控制器,機組可變風量運行。4)所有風機(380V電壓)均納入自動控制系統。
實際運行情況
空調系統自2006年11月試運行以來,主機、鍋爐運行良好,大堂、咖啡廳、宴會廳地空調系統得到了甲方的認可和贊揚,客房風機盤管的噪音完全符合要求。本工程已經成為甲方對其新建及已經建成酒店進行改造的參考樣板。
第二篇:暖通空調設計方案
暖通空調設計方案比較的一些問題
時間:2009-12-09 12:46:31 來源:冷源在線 作者:COOL 設計方案對暖通空調工程設計的成敗優劣關系重大。近年來,隨著科學技術的迅速發展以及對節能和環保要求的不斷提高,暖通空調領域中新的設計方案大量涌現,針對同一個設計項目,往往可以有幾種、十幾種甚至幾十種不同的設計方案可以選擇,設計人員不得不進行大量的方案比較和優選的工作,設計方案技術經濟性比較正在成為影響暖通空調設計質量和效率的一項重要工作。
暖通空調設計方案的評價因素很多,一些因素很難定量表述,許多因素又不具可比性,每種設計方案往往都有各自的優缺點,面對眾多的設計方案,由于考慮問題的角度不同,各方的看法往往各不相同,甚至大相徑庭。目前在設計方案比較中存在的一些混亂狀況使設計人員無所適從。如何對暖通空調設計方案進行科學的比較和優選,是暖通空調設計人員在實際設計工作中經常遇到的一個重要技術難題。筆者根據從事設計、審圖和方案評審工作的一些體會,對暖通空調設計方案比較中應注意的一些問題進行粗淺的分析。
1、可行性和可靠性問題
能夠滿足使用要求,這是方案可行性應考慮的主要問題。設計方案應符合國家和當地政府有關法規和規范的要求,包括有關環境保護的要求;設計方案應能滿足有關方面的要求(如供電、供氣、供水、供熱等),并應特別顧及這些條件的長期、變化情況。例如采用水源熱泵設計方案時應考慮當地地質情況、地下水資源的現狀和變化趨勢、冬季熱負荷和夏季冷負荷不平衡所產生的熱(冷)蓄積效應等問題。對于溫濕度等參數要求較高或比較特殊的工藝性暖通空調設計項目,應對設計方案進行全年工況分析,以確保其在全年各種室外氣象條件下的適應性。
對于一些無法采用標準設備的特殊情況,對非標準設備應提出詳細的參數要求,并且所提出的參數要求應合理可行。能否有足夠的機房面積也是評判設計方案可行性必須考慮的問題,尤其是對于一些改造工程和建筑面積比較緊張的情況。對于一些要求全年保證室內空氣參數的重要工程以及空調系統故障停機將產生嚴重損失的場所,如航天發射場,應考慮系統中設備的工作可靠性和備份問題,進行系統工作可靠性分析。在這種情況下,室外氣象參數和安全系數的確定也應特殊考慮。
2、經濟性比較問題
經濟性比較是目前暖通空調方案比較中考慮最多的一個問題。在經濟性比較時首先應注意比較基準必須一致。應采用相同的設計要求、使用情況、設備檔次、能源價格、舒適狀況、美觀情況等基準條件進行比較,這樣才能保證方案比較結果的科學性和合理性。如果對采用名牌設備和采用低檔設備的方案進行經濟性比較,顯然是不合理的;如果不考慮舒適性的區別,對有新風供應和沒有新風供應的方案進行經濟性比較,顯然不可能做出正確的選擇;如果不考慮美觀性和舒適性進行經濟性比較,對集中式空調方案顯然是不公平的。
一次投資是投資方最為關注的一個參數,在計算投資時應全面準確、不能漏項。暖通空調設計方案的一次投資不僅包括各種設備、管道、材料的投資,而且應包括各種相關收費(如熱力入網費、用電設備增容費、天然氣的氣源費等),相應的安裝、調試費用,相關的工程管理等各種收費,相關水處理和配電與控制投資,機房土建投資與相應室外管線的費用,而這些在實際設計工作中容易被遺漏。由于同一種設備的生產廠家較多,價格各異,因此在不同方案經濟性計算比較時各種設備的價格應采用平均價格。以上都是直接費用,在一些情況下間接效益也應綜合考慮。如賓館、飯店、寫字樓的空調機房節省的面積,作為商業用房可產生的效益。如果采用貸款進行建設,全面的經濟性比較還應考慮貸款利率和還貸期限等動態因素。
3、調節性和可操作性問題
暖通空調系統的容量通常是按接近全年最不利的氣象條件確定的,因此系統應有較好的調節性能,以適應全年負荷的變化。調節性能好的系統方案,如采用VAV空調系統和VRV變頻空調系統的方案,其一次投資通常較高,但運行能耗較小,在經濟性計算和比較時應綜合考慮這些因素。對于部分時間使用的辦公建筑、寫字樓和教學樓,設計方案應能適應其夜間不工作時的調節要求。
設計方案的管理操作方便性是用戶十分關心的問題。空調系統自動化水平的提高,可以減少管理人員的數量和勞動強度,從而使人工費減少,但使一次投資增加,對操作人員素質的要求提高。空調系統是否采用自動控制,應根據實際情況和要求,經技術經濟性比較來確定。對于大型空調系統和需要經常調節控制的設備較多的工程,宜采用自動控制,以減少操作管理的工作量。但自動控制系統應盡可能簡化,以提高系統的經濟性和可靠性。對于只有季節轉換時才操作的閥門不宜采用自動控制。對于一些各部分不同時使用的建筑物或各部分出租給不同使用單位的商業建筑,系統設置應考慮分別管理控制和運行費用分別統計交納的要求。
4、安全性問題
設計方案的安全性是以往考慮較少的問題,隨著美國“9·11”等恐怖襲擊事件的發生以及SARS的出現和迅速蔓延,暖通空調系統的安全性問題已經成為公眾關注的焦點,在SARS嚴重流行時期,人們甚至對空調系統產生恐懼而不敢使用,這將對暖通空調行業的發展產生深遠的影響。經過對這些事件的認真分析、研究和反思,將會在工程設計、設備研制、運行管理、規范和技術措施等諸多方面進行改進,使暖通空調系統的安全性得以提高。在大中型建筑方案設計階段,對其暖通空調系統進行安全性評估將是十分必要的。
暖通空調系統的安全性主要包括易燃易爆環境安全、防火安全、人員環境安全、重要設備物品環境安全、系統設備運行安全5個方面的問題。在設計彈藥廠房和庫房、煤礦等易燃易爆工程的通風空調系統時,安全性成為必須考慮的重要因素,應采取相應的防爆技術方案和措施。在設計燃油燃氣鍋爐房時應考慮可燃性氣體、液體泄漏帶來的安全性問題,應設置可燃性氣體泄漏報警系統和事故通風系統,并相互聯鎖。防火安全問題應按照有關防火設計規范來考慮,在此不作詳述。
設備安全運行的問題主要包括制冷系統的安全保護、北方暖通空調系統冬季防凍、空調系統電加熱與風機聯鎖保護等問題。在方案設計時應注意考慮暖通空調系統故障可能對室內重要設備和物品產生的不利影響,例如,重要機房、重要資料庫和文物庫房不應采用在吊頂設置風機盤管的空調方案,因為一旦空調水系統漏水將造成嚴重損失。
人員環境安全主要包括暖通空調系統對人體的危害、防止恐怖襲擊和防止傳染性疾病擴散這3個方面的問題。采用氨制冷方案時,應考慮氨泄漏對人體的危害。鍋爐房的布局應考慮人員安全性問題。在防止恐怖襲擊方面和防止傳染性疾病擴散方面,應注意空調新風口是最薄弱環節,因此必須采取可靠的防范措施,新風口應設置在人員難以接近、不易受到污染的地方。由于全空氣空調系統回風口很多,因此它是最容易遭受恐怖分子生化襲擊的空調系統形式,如果不采取特殊的措施,它也是最容易造成流行性疾病擴散的空調系統形式。從這方面來說,分體空調、一拖多空調系統、風機盤管空調系統的安全性較好。
在確定系統新風量時,除了要考慮以往的一些因素外,還要考慮在流行性疾病暴發期間,稀釋室內有害病毒濃度的要求。在這方面,應注意不要走向另一個極端,對空調系統安全性的過度恐慌是沒有必要的。例如,為了防止傳染性疾病擴散而采用全新風直流系統,顯然是不合理的,這將使投資、能耗和運行費用大大增加,關鍵是要合理確定系統方案和新風量,加強有組織排風,并采用隔絕式的熱回收裝置、加強對空氣的過濾與消毒處理。系統新風量應能調節,平時按正常風量運行,流行性疾病暴發期間或室內受到生化污染的情況下按較大風量運行。吊頂暗裝風機盤管的回風應采用風管連接,不應采用將吊頂作為靜壓箱的吊頂回風方式。另外在表冷器、蒸發器和冷卻塔等結露積水、病菌容易繁殖的地方應采取可靠的排水和消毒措施。
5、環境影響問題
隨著工業生產的迅速發展和人們生活水平的日益提高,環境保護問題越來越受到人們的重視,而燃煤鍋爐的排煙又是北方城市大氣的主要污染源,因此北京等大城市對燃煤鍋爐進行了嚴格的限制,而且限制的區域不斷擴大。在這些區域內,環境影響成為了關系到設計方案可行性的一個重要因素。在設計方案選擇時應特別注意環境保護要求不斷提高的趨勢,避免建筑物建成不久就進行改造。在空調設備選型時,要特別注意各種氟利昂制冷劑替代的進程要求,不能選用以已經或即將禁用的制冷劑為冷媒的空調產品。在這方面暖通空調設計人員既要有環境保護的責任感,同時也要考慮建設方和用戶的經濟承受能力,不要盲目冒進,以免給建設方和用戶增加不必要的經濟負擔。
在對設計方案進行經濟性比較分析時,還應綜合考慮暖通空調設備的廢氣、廢水、廢渣和噪聲等污染治理的費用。如何對設計方案污染物排放的危害、對臭氧層的破壞和產生的溫室效應的危害、系統和設備全過程(包括設備制造、使用和淘汰處理的全過程)的能源和資源消耗等進行全面、科學、定量的經濟性評估比較,是一個需要深入研究的問題。
6、設計方案比較中的一些誤區
由于設計方案比較是一項影響因素多、專業技術性很強的復雜技術工作,即使是暖通空調專業的設計人員,要在眾多設計方案中選出最佳方案也非易事,對于局外人更是霧里看花。目前在該項工作中仍然存在一些認識上的誤區。例如,認為采用最新技術的設計方案就是最佳的設計方案,出現不管使用條件而盲目追求新技術的傾向,甚至以此作為賣點進行炒作。實際上每種方案都有其適用條件和范圍,在其適用范圍之外,先進的技術方案就可能變成不合理甚至是不可行的方案。一種設計方案對某個工程項目可能是最佳方案,但對于另一個工程項目就可能是不可行的方案,因此在方案選擇時不能趕時髦、搞攀比。
另外往往認為投資最低的方案就是最佳方案,但是一次投資低的方案有可能因為其運行費用很高或設備壽命很短,需要經常更換,從長期運行來說并不合算。在評價設計方案時,往往認為復雜的方案就是高水平的方案。但實際上因為系統越復雜,通常其設備越多、投資就越高,系統的可靠性、可操作性、可控性和可維護性就越差,因此復雜的方案并不一定就是高水平的設計方案,在滿足使用要求的前提下,系統越簡單越好。此外,在選擇設計方案時切忌不加分析地采用建設方的意見,因為建設方通常不是暖通空調專業設計人員,不可能對設計方案進行全面技術經濟性分析比較。因此應對建設方的意見進行認真的分析,通過全面技術經濟性分析比較來確定最佳的設計方案。
暖通空調設計方案的選擇是一個直接關系到暖通空調工程項目的成敗和經濟效益優劣的重要問題。暖通空調設計方案的比較和優選是一個涉及面廣、影響因素多的復雜技術工作。一個優秀的暖通空調工程設計方案,應對設計方案涉及的各種因素進行全面的考慮,使其綜合效益最高。綜合考慮的因素越多,通常其方案設計的水平越高,同時其設計工作量和難度就越大。但由于目前工程設計周期普遍較短、暖通空調專業的設計收費太低、設計收費與設計產生的經濟效益不掛鉤以及一些技術性問題沒有完全解決等原因,在實際設計工作中往往不能對設計方案進行多方案多參數的綜合對比分析和優化選擇,對設計方案的選擇容易出現片面性和主觀性的問題,由此造成的經濟損失是相當嚴重的。這一問題應引起有關方面的高度重視,在設計管理和技術研究兩個方面均要作大量的工作。
在設計方案比較選擇時必須對工程設計項目的各項實際需求、環境條件的特點、需求和環境條件的變化趨勢等情況進行深入調查研究,對各種技術方案的特點、適用條件和范圍進行客觀深入的分析,對暖通空調各種技術發展的方向和趨勢有深入的了解,尤其必須對各種設計方案的可行性、可靠性、安全性、投資、能耗、運行費用、調節性、操作管理的方便性、環境影響、舒適性和美觀性等技術經濟評價因素進行客觀準確的計算和綜合對比分析。只有這樣才能對各種設計方案進行科學的比較和優選,避免因片面性和主觀性帶來的失誤和經濟損失。
第三篇:淺析暖通空調設計方案的若干思考
論文摘要:如何對暖通空調設計方案進行科學的比較和優選,是暖通空調設計人員在實際設計工作中經常遇到的一個重要技術難題。本文根據實際工作經驗,對暖通空調設計方案應注意的一些問題進行粗淺的分析。方案應吸收設備工種參加
現在有不少工程,在方案階段只有建筑師埋頭創造,不吸收設備工程師參加方案設計,結果建筑方案中選后設備空間沒有考慮,造成設備設計很大困難。機房設在某一角落,風道拉得很遠,既不經濟也影響通風效果;進風口與排風口擠在一起,不合規定;管道夾層當機房使用,噪聲、振動直接影響上、下客房,不但增加了消聲減振的費用,還難以取得滿意的效果。諸如此類舉不勝舉。要改變這一現實,要想適用、經濟、美觀地建造起現代化建筑,建筑師在方案階段就吸收設備工程師參加設計實為當務之急。設計前對建筑物要了解清楚
要想做好一個建筑物的空調設計,達到真正良好的使用效果,應當是各工種綜合的好效果。用我們的政策語言,就是適用、經濟、美觀三者俱備。為此目標在做設計的時候各工種必須配合好。一般說來以下幾個問題首先要了解清楚,才好采取對策,即選用適合的方案和系統。
2.1 弄清該建筑物在總圖中的位置,四鄰建筑物及其周圍供熱、供水、供電等管線的敷設方式與可能的接口地點。這可為本建筑物設計供熱入口時的客觀條件。也可作為計算負荷時考慮風力、日照等因素的參考,還可以根據主要入口的朝向,確定大門的做法。
2.2 弄清建筑物內的人員數量,使用時間,有無廢氣要排等。作為計算負荷及劃分系統的依據。
2.3 層數、層高及建筑物的總高度,看其是否屬于高層建筑。按現行的規范規定:十層及十層以上的住宅;建筑高度超過24m的其他民用建筑,應遵守高層民用建筑設計防火規范的條款。可行性和可靠性問題
能夠滿足使用要求,這是方案可行性應考慮的主要問題。設計方案應符合國家和當地政府有關法規和規范的要求,包括有關環境保護的要求;設計方案應能滿足有關方面的要求(如供電、供氣、供水、供熱等),并應特別顧及這些條件的長期、變化情況。對于溫濕度等參數要求較高或比較特殊的工藝性暖通空調設計項目,應對設計方案進行全年工況分析,以確保其在全年各種室外氣象條件下的適應性。對于一些無法采用標準設備的特殊情況,對非標準設備應提出詳細的參數要求,并且所提出的參數要求應合理可行。經濟性比較問題
經濟性比較是目前暖通空調方案比較中考慮最多的一個問題。在經濟性比較時首先應注意比較基準必須一致。應采用相同的設計要求、使用情況、設備檔次、能源價格、舒適狀況、美觀情況等基準條件進行比較,這樣才能保證方案比較結果的科學性和合理性。如果對采用名牌設備和采用低檔設備的方案進行經濟性比較,顯然是不合理的;如果不考慮舒適性的區別,對有新風供應和沒有新風供應的方案進行經濟性比較,顯然不可能做出正確的選擇;如果不考慮美觀性和舒適性進行經濟性比較,對集中式空調方案顯然是不公平的。調節性和可操作性問題
暖通空調系統的容量通常是按接近全年最不利的氣象條件確定的,因此系統應有較好的調節性能,以適應全年負荷的變化。調節性能好的系統方案,如采用VAV空調系統和VRV變頻空調系統的方案,其一次投資通常較高,但運行能耗較小,在經濟性計算和比較時應綜合考慮這些因素。對于部分時間使用的辦公建筑、寫字樓和教學樓,設計方案應能適應其夜間不工作時的調節要求。
設計方案的管理操作方便性是用戶十分關心的問題。空調系統自動化水平的提高,可以減少管理人員的數量和勞動強度,從而使人工費減少,但使一次投資增加,對操作人員素質的要求提高。空調系統是否采用自動控制,應根據實際情況和要求,經技術經濟性比較來確定。對于大型空調系統和需要經常調節控制的設備較多的工程,宜采用自動控制,以減少操作管理的工作量。但自動控制系統應盡可能簡化,以提高系統的經濟性和可靠性。對于只有季節轉換時才操作的閥門不宜采用自動控制。對于一些各部分不同時使用的建筑物或各部分出租給不同使用單位的商業建筑,系統設置應考慮分別管理控制和運行費用分別統計交納的要求6 安全性問題
暖通空調系統的安全性主要包括易燃易爆環境安全、防火安全、人員環境安全、重要設備物品環境安全、系統設備運行安全5個方面的問題。在設計彈藥廠房和庫房、煤礦等易燃易爆工程的通風空調系統時,安全性成為必須考慮的重要因素,應采取相應的防爆技術方案和措施。在設計燃油燃氣鍋爐房時應考慮可燃性氣體、液體泄漏帶來的安全性問題,應設置可燃性氣體泄漏報警系統和事故通風系統,并相互聯鎖。防火安全問題應按照有關防火設計規范來考慮,在此不作詳述。設備安全運行的問題主要包括制冷系統的安全保護、北方暖通空調系統冬季防凍、空調系統電加熱與風機聯鎖保護等問題。在方案設計時應注意考慮暖通空調系統故障可能對室內重要設備和物品產生的不利影響,例如,重要機房、重要資料庫和文物庫房不應采用在吊頂設置風機盤管的空調方案,因為一旦空調水系統漏水將造成嚴重損失。環境影響問題
隨著工業生產的迅速發展和人們生活水平的日益提高,環境保護問題越來越受到人們的重視,而燃煤鍋爐的排煙又是北方城市大氣的主要污染源,因此北京等大城市對燃煤鍋爐進行了嚴格的限制,而且限制的區域不斷擴大。在這些區域內,環境影響成為了關系到設計方案可行性的一個重要因素。在設計方案選擇時應特別注意環境保護要求不斷提高的趨勢,避免建筑物建成不久就進行改造。在空調設備選型時,要特別注意各種氟利昂制冷劑替代的進程要求,不能選用以已經或即將禁用的制冷劑為冷媒的空調產品。
暖通空調設計方案的選擇是一個直接關系到暖通空調工程項目的成敗和經濟效益優劣的重要問題。暖通空調設計方案的比較和優選是一個涉及面廣、影響因素多的復雜技術工作。一個優秀的暖通空調工程設計方案,應對設計方案涉及的各種因素進行全面的考慮,使其綜合效益最高。綜合考慮的因素越多,通常其方案設計的水平越高,同時其設計工作量和難度就越大。只有這樣才能對各種設計方案進行科學的比較和優選,避免因片面性和主觀性帶來的失誤和經濟損失。
第四篇:暖通空調設計方案比較的一些問題
暖通空調設計方案比較的一些問題
摘要:認為設計方案的技術 經濟 比較是一項 影響 暖通空調設計質量和效率的重要工作。對暖通空調設計方案技術經濟中存在的一些 問題 進行探討,從可行性、經濟性、調節性、安全性及環境影響等方面進行 分析,并指出在設計方案比較方面的一些認識誤區,提出 參考 意見。
關鍵詞:暖通空調設計方案技術經濟比較引言 設計方案對暖通空調工程設計的成敗優劣關系重大。近年來,隨著 科學 技術的迅速 發展 以及對節能和環保要求的不斷提高,暖通空調領域中新的設計方案大量涌現,針對同一個設計項目,往往可以有幾種、十幾種甚至幾十種不同的設計方案可以選擇,設計人員不得不進行大量的方案比較和優選的工作,設計方案技術經濟性比較正在成為影響暖通空調設計質量和效率的一項重要工作。暖通空調設計方案的評價因素很多,一些因素很難定量表述,許多因素又不具可比性,每種設計方案往往都有各自的優缺點,面對眾多的設計方案,由于考慮問題的角度不同,各方的看法往往各不相同,甚至大相徑庭。目前 在設計方案比較中存在的一些混亂狀況使設計人員無
所適從。如何對暖通空調設計方案進行科學的比較和優選,是暖通空調設計人員在實際設計工作中經常遇到的一個重要技術難題。筆者根據從事設計、審圖和方案評審工作的一些體會,對暖通空調設計方案比較中應注意的一些問題進行粗淺的分析。
1、可行性和可靠性問題 能夠滿足使用要求,這是方案可行性應考慮的主要問題。設計方案應符合國家和當地政府有關法規和規范的要求,包括有關環境保護的要求;設計方案應能滿足有關方面的要求(如供電、供氣、供水、供熱等),并應特別顧及這些條件的長期、變化情況。例如采用水源熱泵設計方案時應考慮當地地質情況、地下水資源的現狀和變化趨勢、冬季熱負荷和夏季冷負荷不平衡所產生的熱(冷)蓄積效應等問題。對于溫濕度等參數要求較高或比較特殊的工藝性暖通空調設計項目,應對設計方案進行全年工況分析,以確保其在全年各種室外氣象條件下的適應性。對于一些無法采用標準設備的特殊情況,對非標準設備應提出詳細的參數要求,并且所提出的參數要求應合理可行。能否有足夠的機房面積也是評判設計方案可行性必須考慮的問題,尤其是對于一些改造工程和建筑面積比較緊張的情況。對于一些要求全年保證室內空氣參數的重要工程以及空調系統故障停機將產生嚴重損失的場所,如航天發射場,應考慮系統中設備的工作可靠性和備份問題,進行系統工作可靠性分析。在這種情況下,室外氣象參數和安全系數的確定也應
特殊考慮。
2、經濟性比較問題 經濟性比較是目前暖通空調方案比較中考慮最多的一個問題。在經濟性比較時首先應注意比較基準必須一致。應采用相同的設計要求、使用情況、設備檔次、能源價格、舒適狀況、美觀情況等基準條件進行比較,這樣才能保證方案比較結果的科學性和合理性。如果對采用名牌設備和采用低檔設備的方案進行經濟性比較,顯然是不合理的;如果不考慮舒適性的區別,對有新風供應和沒有新風供應的方案進行經濟性比較,顯然不可能做出正確的選擇;如果不考慮美觀性和舒適性進行經濟性比較,對集中式空調方案顯然是不公平的。一次投資是投資方最為關注的一個參數,在 計算 投資時應全面準確、不能漏項。暖通空調設計方案的一次投資不僅包括各種設備、管道、材料的投資,而且應包括各種相關收費(如熱力入網費、用電設備增容費、天然氣的氣源費等),相應的安裝、調試費用,相關的工程管理等各種收費,相關水處理和配電與控制投資,機房土建投資與相應室外管線的費用,而這些在實際設計工作中容易被遺漏。由于同一種設備的生產廠家較多,價格各異,因此在不同方案經濟性計算比較時各種設備的價格應采用平均價格。以上都是直接費用,在一些情況下間接效益也應綜合考慮。如賓館、飯店、寫字樓的空調機房節省的面積,作為商業用房可產生的效益。如果采用貸款進行建設,全面的經濟性比較還應考慮貸款利率和還貸期限等動態因素。運行
能耗和運行費用是暖通空調設計方案技術經濟性比較必須考慮的重要參數。運行能耗除了應計算暖通空調主機(鍋爐和制冷機等)的能耗外,還應計算其他輔助設備(如風機和水泵等)的能耗。不能簡單按照設備銘牌功率和運行時間的乘積來計算能耗而應考慮在全年季節變化的情況下,建筑物實際負荷的變化,同時應考慮設備非標準狀態下的效率。辦公樓、教學樓、寫字樓和游泳館等建筑物的暖通空調設備通常間歇運行,其運行時間應為扣除停機時間后的實際運行時間。在計算過程中應注意不同地區、不同時期、不同時段各種能源的價格可能不同。由于影響因素和不確定因素較多,如何準確地計算建筑物暖通空調設備全年的實際能耗和運行費用,目前仍然是一個沒有完全解決的技術難題。運行費用除了能耗費用如電費、燃油費、燃煤費、燃氣費外,還應包括消耗的水費、人工費等。在經濟性比較時,切忌圖省事可直接采用有關廠家給出的比較數據和結果。筆者曾發現,對電供暖的運行費用,3個不同設備(電鍋爐、水源熱泵和戶式燃氣供暖爐)廠家提供的計算結果大相徑庭。通過對其計算過程的詳細核對,發現不同設備生產廠家由于考慮問題的角度不同,計算中存在一些有利于自己產品、不利于他人產品的失誤或假設。對此設計人員應給予足夠重視,對廠家提供的數據應認真分析和核對。在設計方案經濟性比較時應綜合考慮投資、運行費用以及設備的使用壽命,以相同的使用周期
為基準,進行綜合經濟性的計算比較,而不能簡單地根據設備報價進行比較。對于同時有供暖和空調要求的項目,應考慮冬季和夏季設備綜合利用問題,進行冬夏季綜合經濟性比較。對于可以兼供生活熱水的工程,應綜合考慮生活熱水供應的投資和能耗。
3、調節性和可操作性問題 暖通空調系統的容量通常是按接近全年最不利的氣象條件確定的,因此系統應有較好的調節性能,以適應全年負荷的變化。調節性能好的系統方案,如采用VAV空調系統和VRV變頻空調系統的方案,其一次投資通常較高,但運行能耗較小,在經濟性計算和比較時應綜合考慮這些因素。對于部分時間使用的辦公建筑、寫字樓和教學樓,設計方案應能適應其夜間不工作時的調節要求。設計方案的管理操作方便性是用戶十分關心的問題。空調系統自動化水平的提高,可以減少管理人員的數量和勞動強度,從而使人工費減少,但使一次投資增加,對操作人員素質的要求提高。空調系統是否采用自動控制,應根據實際情況和要求,經技術經濟性比較來確定。對于大型空調系統和需要經常調節控制的設備較多的工程,宜采用自動控制,以減少操作管理的工作量。但自動控制系統應盡可能簡化,以提高系統的經濟性和可靠性。對于只有季節轉換時才操作的閥門不宜采用自動控制。對于一些各部分不同時使用的建筑物或各部分出租給不同使用單位的商業建筑,系統設臵應考慮分別管理控制和運行費用分別統計交納的要
求。
4、安全性 問題 設計方案的安全性是以往考慮較少的問題,隨著美國“9·11”等恐怖襲擊事件的發生以及SARS的出現和迅速蔓延,暖通空調系統的安全性問題已經成為公眾關注的焦點,在SARS嚴重流行時期,人們甚至對空調系統產生恐懼而不敢使用,這將對暖通空調行業的 發展 產生深遠的 影響。經過對這些事件的認真 分析、研究 和反思,將會在工程設計、設備研制、運行管理、規范和技術措施等諸多方面進行改進,使暖通空調系統的安全性得以提高。在大中型建筑方案設計階段,對其暖通空調系統進行安全性評估將是十分必要的。暖通空調系統的安全性主要包括易燃易爆環境安全、防火安全、人員環境安全、重要設備物品環境安全、系統設備運行安全5個方面的問題。在設計彈藥廠房和庫房、煤礦等易燃易爆工程的通風空調系統時,安全性成為必須考慮的重要因素,應采取相應的防爆技術方案和措施。在設計燃油燃氣鍋爐房時應考慮可燃性氣體、液體泄漏帶來的安全性問題,應設臵可燃性氣體泄漏報警系統和事故通風系統,并相互聯鎖。防火安全問題應按照有關防火設計規范來考慮,在此不作詳述。設備安全運行的問題主要包括制冷系統的安全保護、北方暖通空調系統冬季防凍、空調系統電加熱與風機聯鎖保護等問題。在方案設計時應注意考慮暖通空調系統故障可能對室內重要設備和物品產生的不利影響,例如,重要機房、重要資料庫和文物庫房不應采用
在吊頂設臵風機盤管的空調方案,因為一旦空調水系統漏水將造成嚴重損失。人員環境安全主要包括暖通空調系統對人體的危害、防止恐怖襲擊和防止傳染性疾病擴散這3個方面的問題。采用氨制冷方案時,應考慮氨泄漏對人體的危害。鍋爐房的布局應考慮人員安全性問題。在防止恐怖襲擊方面和防止傳染性疾病擴散方面,應注意空調新風口是最薄弱環節,因此必須采取可靠的防范措施,新風口應設臵在人員難以接近、不易受到污染的地方。由于全空氣空調系統回風口很多,因此它是最容易遭受恐怖分子生化襲擊的空調系統形式,如果不采取特殊的措施,它也是最容易造成流行性疾病擴散的空調系統形式。從這方面來說,分體空調、一拖多空調系統、風機盤管空調系統的安全性較好。在確定系統新風量時,除了要考慮以往的一些因素外,還要考慮在流行性疾病暴發期間,稀釋室內有害病毒濃度的要求。在這方面,應注意不要走向另一個極端,對空調系統安全性的過度恐慌是沒有必要的。例如,為了防止傳染性疾病擴散而采用全新風直流系統,顯然是不合理的,這將使投資、能耗和運行費用大大增加,關鍵是要合理確定系統方案和新風量,加強有組織排風,并采用隔絕式的熱回收裝臵、加強對空氣的過濾與消毒處理。系統新風量應能調節,平時按正常風量運行,流行性疾病暴發期間或室內受到生化污染的情況下按較大風量運行。吊頂暗裝風機盤管的回風應采用風管連接,不應采用
將吊頂作為靜壓箱的吊頂回風方式。另外在表冷器、蒸發器和冷卻塔等結露積水、病菌容易繁殖的地方應采取可靠的排水和消毒措施。
5、環境影響問題 隨著 工業 生產的迅速發展和人們生活水平的日益提高,環境保護問題越來越受到人們的重視,而燃煤鍋爐的排煙又是北方城市大氣的主要污染源,因此北京等大城市對燃煤鍋爐進行了嚴格的限制,而且限制的區域不斷擴大。在這些區域內,環境影響成為了關系到設計方案可行性的一個重要因素。在設計方案選擇時應特別注意環境保護要求不斷提高的趨勢,避免建筑物建成不久就進行改造。在空調設備選型時,要特別注意各種氟利昂制冷劑替代的進程要求,不能選用以已經或即將禁用的制冷劑為冷媒的空調產品。在這方面暖通空調設計人員既要有環境保護的責任感,同時也要考慮建設方和用戶的 經濟 承受能力,不要盲目冒進,以免給建設方和用戶增加不必要的經濟負擔。在對設計方案進行經濟性比較分析時,還應綜合考慮暖通空調設備的廢氣、廢水、廢渣和噪聲等污染治理的費用。如何對設計方案污染物排放的危害、對臭氧層的破壞和產生的溫室效應的危害、系統和設備全過程(包括設備制造、使用和淘汰處理的全過程)的能源和資源消耗等進行全面、科學、定量的經濟性評估比較,是一個需要深入研究的問題。
6、設計方案比較中的一些誤區 由于設計方案比較是一項影響因素多、專業技術性很強的復雜技術工作,即使是暖通空
調專業的設計人員,要在眾多設計方案中選出最佳方案也非易事,對于局外人更是霧里看花。目前 在該項工作中仍然存在一些認識上的誤區。例如,認為采用最新技術的設計方案就是最佳的設計方案,出現不管使用條件而盲目追求新技術的傾向,甚至以此作為賣點進行炒作。實際上每種方案都有其適用條件和范圍,在其適用范圍之外,先進的技術方案就可能變成不合理甚至是不可行的方案。一種設計方案對某個工程項目可能是最佳方案,但對于另一個工程項目就可能是不可行的方案,因此在方案選擇時不能趕時髦、搞攀比。另外往往認為投資最低的方案就是最佳方案,但是一次投資低的方案有可能因為其運行費用很高或設備壽命很短,需要經常更換,從長期運行來說并不合算。在評價設計方案時,往往認為復雜的方案就是高水平的方案。但實際上因為系統越復雜,通常其設備越多、投資就越高,系統的可靠性、可操作性、可控性和可維護性就越差,因此復雜的方案并不一定就是高水平的設計方案,在滿足使用要求的前提下,系統越簡單越好。此外,在選擇設計方案時切忌不加分析地采用建設方的意見,因為建設方通常不是暖通空調專業設計人員,不可能對設計方案進行全面技術經濟性分析比較。因此應對建設方的意見進行認真的分析,通過全面技術經濟性分析比較來確定最佳的設計方案。
7、結語 暖通空調設計方案的選擇是一個直接關系到暖通空調工程項目的成敗和經濟效益優
劣的重要問題。暖通空調設計方案的比較和優選是一個涉及面廣、影響因素多的復雜技術工作。一個優秀的暖通空調工程設計方案,應對設計方案涉及的各種因素進行全面的考慮,使其綜合效益最高。綜合考慮的因素越多,通常其方案設計的水平越高,同時其設計工作量和難度就越大。但由于目前工程設計周期普遍較短、暖通空調專業的設計收費太低、設計收費與設計產生的經濟效益不掛鉤以及一些技術性問題沒有完全解決等原因,在實際設計工作中往往不能對設計方案進行多方案多參數的綜合對比分析和優化選擇,對設計方案的選擇容易出現片面性和主觀性的問題,由此造成的經濟損失是相當嚴重的。這一問題應引起有關方面的高度重視,在設計管理和技術研究兩個方面均要作大量的工作。在設計方案比較選擇時必須對工程設計項目的各項實際需求、環境條件的特點、需求和環境條件的變化趨勢等情況進行深入調查研究,對各種技術方案的特點、適用條件和范圍進行客觀深入的分析,對暖通空調各種技術發展的方向和趨勢有深入的了解,尤其必須對各種設計方案的可行性、可靠性、安全性、投資、能耗、運行費用、調節性、操作管理的方便性、環境影響、舒適性和美觀性等技術經濟評價因素進行客觀準確的 計算 和綜合對比分析。只有這樣才能對各種設計方案進行科學的比較和優選,避免因片面性和主觀性帶來的失誤和經濟損失.
第五篇:暖通空調設計方案比較的一些問題
認為設計方案的技術經濟比較是一項影響暖通空調設計質量和效率的重要工作。對暖通空調設計方案技術經濟中存在的一些問題進行探討,從可行性、經濟性、調節性、安全性及環境影響等方面進行分析,并指出在設計方案比較方面的一些認識誤區,提出參考意見。
設計方案對暖通空調工程設計的成敗優劣關系重大。近年來,隨著科學技術的迅速發展以及對節能和環保要求的不斷提高,暖通空調領域中新的設計方案大量涌現,針對同一個設計項目,往往可以有幾種、十幾種甚至幾十種不同的設計方案可以選擇,設計人員不得不進行大量的方案比較和優選的工作,設計方案技術經濟性比較正在成為影響暖通空調設計質量和效率的一項重要工作。暖通空調設計方案的評價因素很多,一些因素很難定量表述,許多因素又不具可比性,每種設計方案往往都有各自的優缺點,面對眾多的設計方案,由于考慮問題的角度不同,各方的看法往往各不相同,甚至大相徑庭。目前在設計方案比較中存在的一些混亂狀況使設計人員無所適從。如何對暖通空調設計方案進行科學的比較和優選,是暖通空調設計人員在實際設計工作中經常遇到的一個重要技術難題。筆者根據從事設計、審圖和方案評審工作的一些體會,對暖通空調設計方案比較中應注意的一些問題進行粗淺的分析。
可行性和可靠性問題
能夠滿足使用要求,這是方案可行性應考慮的主要問題。設計方案應符合國家和當地政府有關法規和規范的要求,包括有關環境保護的要求;設計方案應能滿足有關方面的要求(如供電、供氣、供水、供熱等),并應特別顧及這些條件的長期、變化情況。例如采用水源熱泵設計方案時應考慮當地地質情況、地下水資源的現狀和變化趨勢、冬季熱負荷和夏季冷負荷不平衡所產生的熱(冷)蓄積效應等問題。對于溫濕度等參數要求較高或比較特殊的工藝性暖通空調設計項目,應對設計方案進行全年工況分析,以確保其在全年各種室外氣象條件下的適應性。對于一些無法采用標準設備的特殊情況,對非標準設備應提出詳細的參數要求,并且所提出的參數要求應合理可行。能否有足夠的機房面積也是評判設計方案可行性必須考慮的問題,尤其是對于一些改造工程和建筑面積比較緊張的情況。對于一些要求全年保證室內空氣參數的重要工程以及空調系統故障停機將產生嚴重損失的場所,如航天發射場,應考慮系統中設備的工作可靠性和備份問題,進行系統工作可靠性分析。在這種情況下,室外氣象參數和安全系數的確定也應特殊考慮。
經濟性比較問題
經濟性比較是目前暖通空調方案比較中考慮最多的一個問題。在經濟性比較時首先應注意比較基準必須一致。應采用相同的設計要求、使用情況、設備檔次、能源價格、舒適狀況、美觀情況等基準條件進行比較,這樣才能保證方案比較結果的科學性和合理性。如果對采用名牌設備和采用低檔設備的方案進行經濟性比較,顯然是不合理的;如果不考慮舒適性的區別,對有新風供應和沒有新風供應的方案進行經濟性比較,顯然不可能做出正確的選擇;如果不考慮美觀性和舒適性進行經濟性比較,對集中式空調方案顯然是不公平的。
一次投資是投資方最為關注的一個參數,在計算投資時應全面準確、不能漏項。暖通空調設計方案的一次投資不僅包括各種設備、管道、材料的投資,而且應包括各種相關收費(如熱力入網費、用電設備增容費、天然氣的氣源費等),相應的安裝、調試費用,相關的工程管理等各種收費,相關水處理和配電與控制投資,機房土建投資與相應室外管線的費用,而這些在實際設計工作中容易被遺漏。由于同一種設備的生產廠家較多,價格各異,因此在不同方案經濟性計算比較時各種設備的價格應采用平均價格。以上都是直接費用,在一些情況下間接效益也應綜合考慮。如賓館、飯店、寫字樓的空調機房節省的面積,作為商業用房可產生的效益。如果采用貸款進行建設,全面的經濟性比較還應考慮貸款利率和還貸期限等動態因素。
運行能耗和運行費用是暖通空調設計方案技術經濟性比較必須考慮的重要參數。運行能耗除了應計算暖通空調主機(鍋爐和制冷機等)的能耗外,還應計算其他輔助設備(如風機和水泵等)的能耗。不能簡單按照設備銘牌功率和運行時間的乘積來計算能耗而應考慮在全年季節變化的情況下,建筑物實際負荷的變化,同時應考慮設備非標準狀態下的效率。辦公樓、教學樓、寫字樓和游泳館等建筑物的暖通空調設備通常間歇運行,其運行時間應為扣除停機時間后的實際運行時間。在計算過程中應注意不同地區、不同時期、不同時段各種能源的價格可能不同。由于影響因素和不確定因素較多,如何準確地計算建筑物暖通空調設備全年的實際能耗和運行費用,目前仍然是一個沒有完全解決的技術難題。運行費用除了能耗費用如電費、燃油費、燃煤費、燃氣費外,還應包括消耗的水費、人工費等。
在經濟性比較時,切忌圖省事可直接采用有關廠家給出的比較數據和結果。筆者曾發現,對電供暖的運行費用,3個不同設備(電鍋爐、水源熱泵和戶式燃氣供暖爐)廠家提供的計算結果大相徑庭。通過對其計算過程的詳細核對,發現不同設備生產廠家由于考慮問題的角度不同,計算中存在一些有利于自己產品、不利于他人產品的失誤或假設。對此設計人員應給予足夠重視,對廠家提供的數據應認真分析和核對。
在設計方案經濟性比較時應綜合考慮投資、運行費用以及設備的使用壽命,以相同的使用周期為基準,進行綜合經濟性的計算比較,而不能簡單地根據設備報價進行比較。對于同時有供暖和空調要求的項目,應考慮冬季和夏季設備綜合利用問題,進行冬夏季綜合經濟性比較。對于可以兼供生活熱水的工程,應綜合考慮生活熱水供應的投資和能耗。
調節性和可操作性問題
暖通空調系統的容量通常是按接近全年最不利的氣象條件確定的,因此系統應有較好的調節性能,以適應全年負荷的變化。調節性能好的系統方案,如采用VAV空調系統和VRV變頻空調系統的方案,其一次投資通常較高,但運行能耗較小,在經濟性計算和比較時應綜合考慮這些因素。對于部分時間使用的辦公建筑、寫字樓和教學樓,設計方案應能適應其夜間不工作時的調節要求。
設計方案的管理操作方便性是用戶十分關心的問題。空調系統自動化水平的提高,可以減少管理人員的數量和勞動強度,從而使人工費減少,但使一次投資增加,對操作人員素質的要求提高。空調系統是否采用自動控制,應根據實際情況和要求,經技術經濟性比較來確定。對于大型空調系統和需要經常調節控制的設備較多的工程,宜采用自動控制,以減少操作管理的工作量。但自動控制系統應盡可能簡化,以提高系統的經濟性和可靠性。對于只有季節轉換時才操作的閥門不宜采用自動控制。對于一些各部分不同時使用的建筑物或各部分出租給不同使用單位的商業建筑,系統設置應考慮分別管理控制和運行費用分別統計交納的要求。
安全性問題
設計方案的安全性是以往考慮較少的問題,隨著美國“9·11”等恐怖襲擊事件的發生以及SARS的出現和迅速蔓延,暖通空調系統的安全性問題已經成為公眾關注的焦點,在SARS嚴重流行時期,人們甚至對空調系統產生恐懼而不敢使用,這將對暖通空調行業的發展產生深遠的影響。經過對這些事件的認真分析、研究和反思,將會在工程設計、設備研制、運行管理、規范和技術措施等諸多方面進行改進,使暖通空調系統的安全性得以提高。在大中型建筑方案設計階段,對其暖通空調系統進行安全性評估將是十分必要的。
暖通空調系統的安全性主要包括易燃易爆環境安全、防火安全、人員環境安全、重要設備物品環境安全、系統設備運行安全5個方面的問題。在設計彈藥廠房和庫房、煤礦等易燃易爆工程的通風空調系統時,安全性成為必須考慮的重要因素,應采取相應的防爆技術方案和措施。在設計燃油燃氣鍋爐房時應考慮可燃性氣體、液體泄漏帶來的安全性問題,應設置可燃性氣體泄漏報警系統和事故通風系統,并相互聯鎖。防火安全問題應按照有關防火設計規范來考慮,在此不作詳述。設備安全運行的問題主要包括制冷系統的安全保護、北方暖通空調系統冬季防凍、空調系統電加熱與風機聯鎖保護等問題。在方案設計時應注意考慮暖通空調系統故障可能對室內重要設備和物品產生的不利影響,例如,重要機房、重要資料庫和文物庫房不應采用在吊頂設置風機盤管的空調方案,因為一旦空調水系統漏水將造成嚴重損失。
人員環境安全主要包括暖通空調系統對人體的危害、防止恐怖襲擊和防止傳染性疾病擴散這3個方面的問題。采用氨制冷方案時,應考慮氨泄漏對人體的危害。鍋爐房的布局應考慮人員安全性問題。在防止恐怖襲擊方面和防止傳染性疾病擴散方面,應注意空調新風口是最薄弱環節,因此必須采取可靠的防范措施,新風口應設置在人員難以接近、不易受到污染的地方。由于全空氣空調系統回風口很多,因此它是最容易遭受恐怖分子生化襲擊的空調系統形式,如果不采取特殊的措施,它也是最容易造成流行性疾病擴散的空調系統形式。從這方面來說,分體空調、一拖多空調系統、風機盤管空調系統的安全性較好。在確定系統新風量時,除了要考慮以往的一些因素外,還要考慮在流行性疾病暴發期間,稀釋室內有害病毒濃度的要求。在這方面,應注意不要走向另一個極端,對空調系統安全性的過度恐慌是沒有必要的。例如,為了防止傳染性疾病擴散而采用全新風直流系統,顯然是不合理的,這將使投資、能耗和運行費用大大增加,關鍵是要合理確定系統方案和新風量,加強有組織排風,并采用隔絕式的熱回收裝置、加強對空氣的過濾與消毒處理。系統新風量應能調節,平時按正常風量運行,流行性疾病暴發期間或室內受到生化污染的情況下按較大風量運行。吊頂暗裝風機盤管的回風應采用風管連接,不應采用將吊頂作為靜壓箱的吊頂回風方式。另外在表冷器、蒸發器和冷卻塔等結露積水、病菌容易繁殖的地方應采取可靠的排水和消毒措施。
環境影響問題
隨著工業生產的迅速發展和人們生活水平的日益提高,環境保護問題越來越受到人們的重視,而燃煤鍋爐的排煙又是北方城市大氣的主要污染源,因此北京等大城市對燃煤鍋爐進行了嚴格的限制,而且限制的區域不斷擴大。在這些區域內,環境影響成為了關系到設計方案可行性的一個重要因素。在設計方案選擇時應特別注意環境保護要求不斷提高的趨勢,避免建筑物建成不久就進行改造。在空調設備選型時,要特別注意各種氟利昂制冷劑替代的進程要求,不能選用以已經或即將禁用的制冷劑為冷媒的空調產品。在這方面暖通空調設計人員既要有環境保護的責任感,同時也要考慮建設方和用戶的經濟承受能力,不要盲目冒進,以免給建設方和用戶增加不必要的經濟負擔。在對設計方案進行經濟性比較分析時,還應綜合考慮暖通空調設備的廢氣、廢水、廢渣和噪聲等污染治理的費用。如何對設計方案污染物排放的危害、對臭氧層的破壞和產生的溫室效應的危害、系統和設備全過程(包括設備制造、使用和淘汰處理的全過程)的能源和資源消耗等進行全面、科學、定量的經濟性評估比較,是一個需要深入研究的問題。
設計方案比較中的一些誤區
由于設計方案比較是一項影響因素多、專業技術性很強的復雜技術工作,即使是暖通空調專業的設計人員,要在眾多設計方案中選出最佳方案也非易事,對于局外人更是霧里看花。目前在該項工作中仍然存在一些認識上的誤區。例如,認為采用最新技術的設計方案就是最佳的設計方案,出現不管使用條件而盲目追求新技術的傾向,甚至以此作為賣點進行炒作。實際上每種方案都有其適用條件和范圍,在其適用范圍之外,先進的技術方案就可能變成不合理甚至是不可行的方案。一種設計方案對某個工程項目可能是最佳方案,但對于另一個工程項目就可能是不可行的方案,因此在方案選擇時不能趕時髦、搞攀比。另外往往認為投資最低的方案就是最佳方案,但是一次投資低的方案有可能因為其運行費用很高或設備壽命很短,需要經常更換,從長期運行來說并不合算。在評價設計方案時,往往認為復雜的方案就是高水平的方案。但實際上因為系統越復雜,通常其設備越多、投資就越高,系統的可靠性、可操作性、可控性和可維護性就越差,因此復雜的方案并不一定就是高水平的設計方案,在滿足使用要求的前提下,系統越簡單越好。此外,在選擇設計方案時切忌不加分析地采用建設方的意見,因為建設方通常不是暖通空調專業設計人員,不可能對設計方案進行全面技術經濟性分析比較。因此應對建設方的意見進行認真的分析,通過全面技術經濟性分析比較來確定最佳的設計方案。
結語
暖通空調設計方案的選擇是一個直接關系到暖通空調工程項目的成敗和經濟效益優劣的重要問題。暖通空調設計方案的比較和優選是一個涉及面廣、影響因素多的復雜技術工作。一個優秀的暖通空調工程設計方案,應對設計方案涉及的各種因素進行全面的考慮,使其綜合效益最高。綜合考慮的因素越多,通常其方案設計的水平越高,同時其設計工作量和難度就越大。但由于目前工程設計周期普遍較短、暖通空調專業的設計收費太低、設計收費與設計產生的經濟效益不掛鉤以及一些技術性問題沒有完全解決等原因,在實際設計工作中往往不能對設計方案進行多方案多參數的綜合對比分析和優化選擇,對設計方案的選擇容易出現片面性和主觀性的問題,由此造成的經濟損失是相當嚴重的。這一問題應引起有關方面的高度重視,在設計管理和技術研究兩個方面均要作大量的工作。在設計方案比較選擇時必須對工程設計項目的各項實際需求、環境條件的特點、需求和環境條件的變化趨勢等情況進行深入調查研究,對各種技術方案的特點、適用條件和范圍進行客觀深入的分析,對暖通空調各種技術發展的方向和趨勢有深入的了解,尤其必須對各種設計方案的可行性、可靠性、安全性、投資、能耗、運行費用、調節性、操作管理的方便性、環境影響、舒適性和美觀性等技術經濟評價因素進行客觀準確的計算和綜合對比分析。只有這樣才能對各種設計方案進行科學的比較和優選,避免因片面性和主觀性帶來的失誤和經濟損失。