暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案研究論文

1、暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案研究論文摘要：認(rèn)為設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較是一項(xiàng)影響暖通空調(diào)設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率的重要工作。對(duì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)中存在的一些問題進(jìn)行探討，從可行性、經(jīng)濟(jì)性、調(diào)節(jié)性、安全性及環(huán)境影響等方面進(jìn)行分析，并指出在設(shè)計(jì)方案比較方面的一些認(rèn)識(shí)誤區(qū)，提出參考意見。 關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 引言 設(shè)計(jì)方案對(duì)暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)的成敗優(yōu)劣關(guān)系重大。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展以及對(duì)節(jié)能和環(huán)保要求的不斷提高，暖通空調(diào)領(lǐng)域中新的設(shè)計(jì)方案大量涌現(xiàn)，針對(duì)同一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，往往可以有幾種、十幾種甚至幾十種不同的設(shè)計(jì)方案可以選擇，設(shè)計(jì)人員不得不進(jìn)行大量的方案比較和優(yōu)選的工作，設(shè)計(jì)方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較正

2、在成為影響暖通空調(diào)設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率的一項(xiàng)重要工作。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)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(shè)計(jì)方案往往都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，面對(duì)眾多的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)方案比較中存在的一些混亂狀況使設(shè)計(jì)人員無所適從。如何對(duì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)的比較和優(yōu)選，是暖通空調(diào)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中經(jīng)常遇到的一個(gè)重要技術(shù)難題。筆者根據(jù)從事設(shè)計(jì)、審圖和方案評(píng)審工作的一些體會(huì)，對(duì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案比較中應(yīng)注意的一些問題進(jìn)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(yīng)考慮的主要問題。設(shè)計(jì)方案應(yīng)符合國

3、家和當(dāng)?shù)卣嘘P(guān)法規(guī)和規(guī)范的要求，包括有關(guān)環(huán)境保護(hù)的要求；設(shè)計(jì)方案應(yīng)能滿足有關(guān)方面的要求（如供電、供氣、供水、供熱等），并應(yīng)特別顧及這些條件的長期、變化情況。例如采用水源熱泵設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)考慮當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況、地下水資源的現(xiàn)狀和變化趨勢、冬季熱負(fù)荷和夏季冷負(fù)荷不平衡所產(chǎn)生的熱（冷）蓄積效應(yīng)等問題。對(duì)于溫濕度等參數(shù)要求較高或比較特殊的工藝性暖通空調(diào)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)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(yīng)性。對(duì)于一些無法采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的特殊情況，對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備應(yīng)提出詳細(xì)的參數(shù)要求，并且所提出的參數(shù)要求應(yīng)合理可行。能否有足夠的機(jī)房面積也是評(píng)判設(shè)計(jì)方案可行性必須考慮的問題，尤其是對(duì)于一些改

4、造工程和建筑面積比較緊張的情況。對(duì)于一些要求全年保證室內(nèi)空氣參數(shù)的重要工程以及空調(diào)系統(tǒng)故障停機(jī)將產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p失的場所，如航天發(fā)射場，應(yīng)考慮系統(tǒng)中設(shè)備的工作可靠性和備份問題，進(jìn)行系統(tǒng)工作可靠性分析。在這種情況下，室外氣象參數(shù)和安全系數(shù)的確定也應(yīng)特殊考慮。 2、經(jīng)濟(jì)性比較問題 經(jīng)濟(jì)性比較是目前暖通空調(diào)方案比較中考慮最多的一個(gè)問題。在經(jīng)濟(jì)性比較時(shí)首先應(yīng)注意比較基準(zhǔn)必須一致。應(yīng)采用相同的設(shè)計(jì)要求、使用情況、設(shè)備檔次、能源價(jià)格、舒適狀況、美觀情況等基準(zhǔn)條件進(jìn)行比較，這樣才能保證方案比較結(jié)果的科學(xué)性和合理性。如果對(duì)采用名牌設(shè)備和采用低檔設(shè)備的方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較，顯然是不合理的；如果不考慮舒適性的區(qū)別，對(duì)有新

5、風(fēng)供應(yīng)和沒有新風(fēng)供應(yīng)的方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)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(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較，對(duì)集中式空調(diào)方案顯然是不公平的。 一次投資是投資方最為關(guān)注的一個(gè)參數(shù)，在計(jì)算投資時(shí)應(yīng)全面準(zhǔn)確、不能漏項(xiàng)。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案的一次投資不僅包括各種設(shè)備、管道、材料的投資，而且應(yīng)包括各種相關(guān)收費(fèi)（如熱力入網(wǎng)費(fèi)、用電設(shè)備增容費(fèi)、天然氣的氣源費(fèi)等），相應(yīng)的安裝、調(diào)試費(fèi)用，相關(guān)的工程管理等各種收費(fèi)，相關(guān)水處理和配電與控制投資，機(jī)房土建投資與相應(yīng)室外管線的費(fèi)用，而這些在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中容易被遺漏。由于同一種設(shè)備的生產(chǎn)廠家較多，價(jià)格各異，因此在不同方案經(jīng)濟(jì)性計(jì)算比較時(shí)各種設(shè)備的價(jià)格應(yīng)采用平均價(jià)格。以上都是

6、直接費(fèi)用，在一些情況下間接效益也應(yīng)綜合考慮。如賓館、飯店、寫字樓的空調(diào)機(jī)房節(jié)省的面積，作為商業(yè)用房可產(chǎn)生的效益。如果采用貸款進(jìn)行建設(shè)，全面的經(jīng)濟(jì)性比較還應(yīng)考慮貸款利率和還貸期限等動(dòng)態(tài)因素。 運(yùn)行能耗和運(yùn)行費(fèi)用是暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較必須考慮的重要參數(shù)。運(yùn)行能耗除了應(yīng)計(jì)算暖通空調(diào)主機(jī)（鍋爐和制冷機(jī)等）的能耗外，還應(yīng)計(jì)算其他輔助設(shè)備（如風(fēng)機(jī)和水泵等）的能耗。不能簡單按照設(shè)備銘牌功率和運(yùn)行時(shí)間的乘積來計(jì)算能耗而應(yīng)考慮在全年季節(jié)變化的情況下，建筑物實(shí)際負(fù)荷的變化，同時(shí)應(yīng)考慮設(shè)備非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的效率。辦公樓、教學(xué)樓、寫字樓和游泳館等建筑物的暖通空調(diào)設(shè)備通常間歇運(yùn)行，其運(yùn)行時(shí)間應(yīng)為扣除停機(jī)時(shí)間后的實(shí)

7、際運(yùn)行時(shí)間。在計(jì)算過程中應(yīng)注意不同地區(qū)、不同時(shí)期、不同時(shí)段各種能源的價(jià)格可能不同。由于影響因素和不確定因素較多，如何準(zhǔn)確地計(jì)算建筑物暖通空調(diào)設(shè)備全年的實(shí)際能耗和運(yùn)行費(fèi)用，目前仍然是一個(gè)沒有完全解決的技術(shù)難題。運(yùn)行費(fèi)用除了能耗費(fèi)用如電費(fèi)、燃油費(fèi)、燃煤費(fèi)、燃?xì)赓M(fèi)外，還應(yīng)包括消耗的水費(fèi)、人工費(fèi)等。 在經(jīng)濟(jì)性比較時(shí)，切忌圖省事可直接采用有關(guān)廠家給出的比較數(shù)據(jù)和結(jié)果。筆者曾發(fā)現(xiàn)，對(duì)電供暖的運(yùn)行費(fèi)用，3個(gè)不同設(shè)備（電鍋爐、水源熱泵和戶式燃?xì)夤┡癄t）廠家提供的計(jì)算結(jié)果大相徑庭。通過對(duì)其計(jì)算過程的詳細(xì)核對(duì)，發(fā)現(xiàn)不同設(shè)備生產(chǎn)廠家由于考慮問題的角度不同，計(jì)算中存在一些有利于自己產(chǎn)品、不利于他人產(chǎn)品的失誤或假設(shè)。對(duì)

8、此設(shè)計(jì)人員應(yīng)給予足夠重視，對(duì)廠家提供的數(shù)據(jù)應(yīng)認(rèn)真分析和核對(duì)。 在設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)性比較時(shí)應(yīng)綜合考慮投資、運(yùn)行費(fèi)用以及設(shè)備的使用壽命，以相同的使用周期為基準(zhǔn)，進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算比較，而不能簡單地根據(jù)設(shè)備報(bào)價(jià)進(jìn)行比較。對(duì)于同時(shí)有供暖和空調(diào)要求的項(xiàng)目，應(yīng)考慮冬季和夏季設(shè)備綜合利用問題，進(jìn)行冬夏季綜合經(jīng)濟(jì)性比較。對(duì)于可以兼供生活熱水的工程，應(yīng)綜合考慮生活熱水供應(yīng)的投資和能耗。 3、調(diào)節(jié)性和可操作性問題 暖通空調(diào)系統(tǒng)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(tǒng)應(yīng)有較好的調(diào)節(jié)性能，以適應(yīng)全年負(fù)荷的變化。調(diào)節(jié)性能好的系統(tǒng)方案，如采用VAV空調(diào)系統(tǒng)和VRV變頻空調(diào)系統(tǒng)的方案，其一次投資通常較高，但運(yùn)行

9、能耗較小，在經(jīng)濟(jì)性計(jì)算和比較時(shí)應(yīng)綜合考慮這些因素。對(duì)于部分時(shí)間使用的辦公建筑、寫字樓和教學(xué)樓，設(shè)計(jì)方案應(yīng)能適應(yīng)其夜間不工作時(shí)的調(diào)節(jié)要求。 設(shè)計(jì)方案的管理操作方便性是用戶十分關(guān)心的問題。空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)化水平的提高，可以減少管理人員的數(shù)量和勞動(dòng)強(qiáng)度，從而使人工費(fèi)減少，但使一次投資增加，對(duì)操作人員素質(zhì)的要求提高?？照{(diào)系統(tǒng)是否采用自動(dòng)控制，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較來確定。對(duì)于大型空調(diào)系統(tǒng)和需要經(jīng)常調(diào)節(jié)控制的設(shè)備較多的工程，宜采用自動(dòng)控制，以減少操作管理的工作量。但自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)盡可能簡化，以提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。對(duì)于只有季節(jié)轉(zhuǎn)換時(shí)才操作的閥門不宜采用自動(dòng)控制。對(duì)于一些各部分不同時(shí)使用的

10、建筑物或各部分出租給不同使用單位的商業(yè)建筑，系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)考慮分別管理控制和運(yùn)行費(fèi)用分別統(tǒng)計(jì)交納的要求。 4、安全性問題 設(shè)計(jì)方案的安全性是以往考慮較少的問題，隨著美國“911”等恐怖襲擊事件的發(fā)生以及SARS的出現(xiàn)和迅速蔓延，暖通空調(diào)系統(tǒng)的安全性問題已經(jīng)成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)，在SARS嚴(yán)重流行時(shí)期，人們甚至對(duì)空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生恐懼而不敢使用，這將對(duì)暖通空調(diào)行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。經(jīng)過對(duì)這些事件的認(rèn)真分析、研究和反思，將會(huì)在工程設(shè)計(jì)、設(shè)備研制、運(yùn)行管理、規(guī)范和技術(shù)措施等諸多方面進(jìn)行改進(jìn)，使暖通空調(diào)系統(tǒng)的安全性得以提高。在大中型建筑方案設(shè)計(jì)階段，對(duì)其暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行安全性評(píng)估將是十分必要的。 暖通空調(diào)系統(tǒng)

11、的安全性主要包括易燃易爆環(huán)境安全、防火安全、人員環(huán)境安全、重要設(shè)備物品環(huán)境安全、系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行安全5個(gè)方面的問題。在設(shè)計(jì)彈藥廠房和庫房、煤礦等易燃易爆工程的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，安全性成為必須考慮的重要因素，應(yīng)采取相應(yīng)的防爆技術(shù)方案和措施。在設(shè)計(jì)燃油燃?xì)忮仩t房時(shí)應(yīng)考慮可燃性氣體、液體泄漏帶來的安全性問題，應(yīng)設(shè)置可燃性氣體泄漏報(bào)警系統(tǒng)和事故通風(fēng)系統(tǒng)，并相互聯(lián)鎖。防火安全問題應(yīng)按照有關(guān)防火設(shè)計(jì)規(guī)范來考慮，在此不作詳述。設(shè)備安全運(yùn)行的問題主要包括制冷系統(tǒng)的安全保護(hù)、北方暖通空調(diào)系統(tǒng)冬季防凍、空調(diào)系統(tǒng)電加熱與風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖保護(hù)等問題。在方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意考慮暖通空調(diào)系統(tǒng)故障可能對(duì)室內(nèi)重要設(shè)備和物品產(chǎn)生的不利影響，例如

12、，重要機(jī)房、重要資料庫和文物庫房不應(yīng)采用在吊頂設(shè)置風(fēng)機(jī)盤管的空調(diào)方案，因?yàn)橐坏┛照{(diào)水系統(tǒng)漏水將造成嚴(yán)重?fù)p失。 人員環(huán)境安全主要包括暖通空調(diào)系統(tǒng)對(duì)人體的危害、防止恐怖襲擊和防止傳染性疾病擴(kuò)散這3個(gè)方面的問題。采用氨制冷方案時(shí)，應(yīng)考慮氨泄漏對(duì)人體的危害。鍋爐房的布局應(yīng)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(kuò)散方面，應(yīng)注意空調(diào)新風(fēng)口是最薄弱環(huán)節(jié)，因此必須采取可靠的防范措施，新風(fēng)口應(yīng)設(shè)置在人員難以接近、不易受到污染的地方。由于全空氣空調(diào)系統(tǒng)回風(fēng)口很多，因此它是最容易遭受恐怖分子生化襲擊的空調(diào)系統(tǒng)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(kuò)散的空調(diào)系統(tǒng)形式。從這方面來說，分體

13、空調(diào)、一拖多空調(diào)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)的安全性較好。在確定系統(tǒng)新風(fēng)量時(shí)，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(fā)期間，稀釋室內(nèi)有害病毒濃度的要求。在這方面，應(yīng)注意不要走向另一個(gè)極端，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)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(kuò)散而采用全新風(fēng)直流系統(tǒng)，顯然是不合理的，這將使投資、能耗和運(yùn)行費(fèi)用大大增加，關(guān)鍵是要合理確定系統(tǒng)方案和新風(fēng)量，加強(qiáng)有組織排風(fēng)，并采用隔絕式的熱回收裝置、加強(qiáng)對(duì)空氣的過濾與消毒處理。系統(tǒng)新風(fēng)量應(yīng)能調(diào)節(jié)，平時(shí)按正常風(fēng)量運(yùn)行，流行性疾病暴發(fā)期間或室內(nèi)受到生化污染的情況下按較大風(fēng)量運(yùn)行。吊頂暗裝風(fēng)機(jī)盤管的回風(fēng)應(yīng)采用風(fēng)管連接，不應(yīng)采用將吊頂作為靜壓

14、箱的吊頂回風(fēng)方式。另外在表冷器、蒸發(fā)器和冷卻塔等結(jié)露積水、病菌容易繁殖的地方應(yīng)采取可靠的排水和消毒措施。 5、環(huán)境影響問題 隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展和人們生活水平的日益提高，環(huán)境保護(hù)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(duì)燃煤鍋爐進(jìn)行了嚴(yán)格的限制，而且限制的區(qū)域不斷擴(kuò)大。在這些區(qū)域內(nèi)，環(huán)境影響成為了關(guān)系到設(shè)計(jì)方案可行性的一個(gè)重要因素。在設(shè)計(jì)方案選擇時(shí)應(yīng)特別注意環(huán)境保護(hù)要求不斷提高的趨勢，避免建筑物建成不久就進(jìn)行改造。在空調(diào)設(shè)備選型時(shí)，要特別注意各種氟利昂制冷劑替代的進(jìn)程要求，不能選用以已經(jīng)或即將禁用的制冷劑為冷媒的空調(diào)產(chǎn)品。在這方面暖通空調(diào)設(shè)計(jì)人

15、員既要有環(huán)境保護(hù)的責(zé)任感，同時(shí)也要考慮建設(shè)方和用戶的經(jīng)濟(jì)承受能力，不要盲目冒進(jìn)，以免給建設(shè)方和用戶增加不必要的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。在對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較分析時(shí)，還應(yīng)綜合考慮暖通空調(diào)設(shè)備的廢氣、廢水、廢渣和噪聲等污染治理的費(fèi)用。如何對(duì)設(shè)計(jì)方案污染物排放的危害、對(duì)臭氧層的破壞和產(chǎn)生的溫室效應(yīng)的危害、系統(tǒng)和設(shè)備全過程（包括設(shè)備制造、使用和淘汰處理的全過程）的能源和資源消耗等進(jìn)行全面、科學(xué)、定量的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估比較，是一個(gè)需要深入研究的問題。 6、設(shè)計(jì)方案比較中的一些誤區(qū) 由于設(shè)計(jì)方案比較是一項(xiàng)影響因素多、專業(yè)技術(shù)性很強(qiáng)的復(fù)雜技術(shù)工作，即使是暖通空調(diào)專業(yè)的設(shè)計(jì)人員，要在眾多設(shè)計(jì)方案中選出最佳方案也非易事，對(duì)于局

16、外人更是霧里看花。目前在該項(xiàng)工作中仍然存在一些認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)。例如，認(rèn)為采用最新技術(shù)的設(shè)計(jì)方案就是最佳的設(shè)計(jì)方案，出現(xiàn)不管使用條件而盲目追求新技術(shù)的傾向，甚至以此作為賣點(diǎn)進(jìn)行炒作。實(shí)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(jìn)的技術(shù)方案就可能變成不合理甚至是不可行的方案。一種設(shè)計(jì)方案對(duì)某個(gè)工程項(xiàng)目可能是最佳方案，但對(duì)于另一個(gè)工程項(xiàng)目就可能是不可行的方案，因此在方案選擇時(shí)不能趕時(shí)髦、搞攀比。另外往往認(rèn)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?yàn)槠溥\(yùn)行費(fèi)用很高或設(shè)備壽命很短，需要經(jīng)常更換，從長期運(yùn)行來說并不合算。在評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)方案時(shí)，往往認(rèn)為復(fù)雜的方案就是高水平的方案。但實(shí)際

17、上因?yàn)橄到y(tǒng)越復(fù)雜，通常其設(shè)備越多、投資就越高，系統(tǒng)的可靠性、可操作性、可控性和可維護(hù)性就越差，因此復(fù)雜的方案并不一定就是高水平的設(shè)計(jì)方案，在滿足使用要求的前提下，系統(tǒng)越簡單越好。此外，在選擇設(shè)計(jì)方案時(shí)切忌不加分析地采用建設(shè)方的意見，因?yàn)榻ㄔO(shè)方通常不是暖通空調(diào)專業(yè)設(shè)計(jì)人員，不可能對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析比較。因此應(yīng)對(duì)建設(shè)方的意見進(jìn)行認(rèn)真的分析，通過全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析比較來確定最佳的設(shè)計(jì)方案。 7、結(jié)語 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案的選擇是一個(gè)直接關(guān)系到暖通空調(diào)工程項(xiàng)目的成敗和經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)劣的重要問題。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案的比較和優(yōu)選是一個(gè)涉及面廣、影響因素多的復(fù)雜技術(shù)工作。一個(gè)優(yōu)秀的暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)方案，應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)方案涉及的各種因素進(jìn)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(shè)計(jì)的水平越高，同時(shí)其設(shè)計(jì)工作量和難度就越大。但由于目前工程設(shè)計(jì)周期普遍較短、暖通空調(diào)專業(yè)的設(shè)計(jì)收費(fèi)太低、設(shè)計(jì)收費(fèi)與設(shè)計(jì)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益不掛鉤以及一些