浅议暖通空调设计的设计问题

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

提要　对照有关设计规范、规定、标准,列举了目前暖通空调系统设计、设备选型、管网布置、制图等方面存在的典型问题,分析了产生问题的原因,提出了解决办法和改进措施。

   由于工作上的关系,接触到一些设计单位的暖通空调工程设计,对照《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87(以下简称《设计规范》)、《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95(以下简称《高规》)、《采暖通风与空气调节制图标准》GBJ 114-88(以下简称《制图标准》)、《建筑工程设计文件编制深度的规定》(以下简称《设计深度规定》)等有关规范、规定、标准,发现目前暖通空调设计人员在贯彻执行现行规范、规定、标准方面,在系统设计、设备选型、管网布置方面都存在着不少问题。现将发现的问题及原因分析和解决办法综述如下。

    1　贯彻执行暖通设计规范、标准方面存在的问题

1.1　室内外空气计算参数不符合规范要求
《设计规范》规定,冬季室内空气计算参数,盥洗室、厕所不应低于12℃,浴室不应低于25℃。然而,有的公共建筑的厕所、盥洗间(设有外窗、外墙)、住宅建筑的卫生间(冬季有洗澡热水供应,应视作浴室)未设散热器,很难达到室温不低于12℃和25℃的要求。还有的住宅建筑的厨房不设散热器,笔者以为不妥,住宅厨房室内温度亦应按不低于12℃的要求设置散热器。
《设计规范》规定,一些主要城市的室外气象参数应按该规范附录二采用。按该附录二,北京地区冬季供暖室外计算温度除延庆、密云外应为-9℃。而有的工程地处北京近郊区,却取用-12℃,显然是不妥当的。

1.2　供暖热负荷计算有漏项和错项
《设计规范》规定,冬季供暖系统的热负荷应包括加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量。但有的工程在计算供暖热负荷时却未计算这部分耗热量,致使供暖热负荷出入较大;《设计规范》对围护结构耗热量计算各朝向修正率做了明确规定,北0~10%,东、西-5%,南-15%~30%,而有的工程却将各朝向修正率变为北20%,东、西15%,南-5%,有悖于规范要求。

1.3　卫生间散热器型式选择不妥
《设计规范》规定,相对湿度较大的房间宜采用铸铁散热器。然而,不少工程的卫生间采用钢制散热器,亦未加强防腐措施,这是不妥当的。笔者曾看到有些办公楼的厕所采用钢制闭式散热器,但没使用几年,散热器的串片就被腐蚀了,剩下的两根光管也锈蚀严重。实践证明,此类场所最好采用铸铁散热器或铝制散热器。

1.4　楼梯间散热器立、支管未单独配置
《设计规范》规定,楼梯间或其它有冻结危险的场所,其散热器应由单独的立、支管供热,且不得装设调节阀。然而,有的工程将楼梯间散热器与邻室供暖房间散热器共用一根立管,采用双侧连接,一侧连接楼梯间散热器,另一侧连接邻室房间散热器,而且散热器支管上设置了阀门。这样,由于楼梯间难以保证密闭性,一旦供暖发生故障,可能影响邻室的供暖效果,甚至冻裂散热器。

1.5　供暖管道敷设坡度不符合规范要求
《设计规范》规定,供暖管道的敷设应有一定的坡度,对于热水管坡度宜采用0.003,不得小于0.002。然而,有的工程供暖供回水管坡度只有0.001~0.001 5。当然,如确因条件限制,热水管道甚至可无坡度敷设,但此时应保证管中的水流速不得小于0.25 m/s。

1.6　厨房操作间通风存在问题
《饮食建筑设计规范》(JGJ 64-89)对厨房操作间通风作了明确规定:(1)计算排风量的65%通过排气罩排至室外,而由房间的全面换气排出35%;(2)排气罩口吸气速度一般不应小于0.5 m/s,排风管内速度不应小于10 m/s;(3)热加工间补风量宜为排风量的70%左右,房间负压值不应大于5 Pa。然而,有的工程的厨房未设排气罩,仅在外墙上设几台排气扇;有的虽然设置了排气罩,但罩口吸气速度远小于0.5 m/s,选配的排风机风量不足。大多工程未设置全面换气装置,亦未考虑补风装置,难以保证室内卫生环境要求及负压值要求。

1.7　膨胀水箱与热(冷)水系统的连接不符合规范要求
《锅炉房设计规范》(GB 50041-92)规定,高位膨胀水箱与热水系统的连接管上不应装设阀门。这里所说的连接管是指膨胀管和循环管。此条对空调冷冻水系统也是适用的。但有的空调冷冻水系统高位膨胀水箱的膨胀管接至冷冻机房集水器上且安装了阀门,这是不允许的。一旦操作失误,将危及系统安全。

1.8　通风空调系统防火阀的设置不符合规范要求
《高规》中规定,风管不宜穿过防火墙或变形缝,如必须穿过时,应在穿过防火墙处设防火阀;穿过变形缝时,应在两侧设防火阀。然而,有的高层建筑,风管穿防火墙处未设防火阀,有的风管穿过变形缝时仅在一侧设有防火阀,而另一侧则未设。另外,有些工程防火阀的位置设置不当。按要求防火阀应紧靠防火墙设置,且连接防火阀的穿墙风管厚度δ≥1.6 mm,防火墙两侧各2 m范围内的风管应采用不燃材料保温。但有些工程通风空调风管上的防火阀随意设置,远离防火墙,其间的风管既未注明加厚,亦未采取任何保护措施,存在着隐患。

1.9　防烟楼梯间前室送风口风量的确定有问题
《高规》对高层建筑防烟楼梯间前室加压送风量作出了规定,并分情况给出了具体风量值。该条附注中说明开启门时通过门的风速不宜小于0.7 m/s;条文说明中规定了门的开启数量,20层以下为2, 20层以上为3。《高规》还规定,防烟楼梯间前室的加压送风口应每层设一个。根据这些规定,可以推算出各层前室送风口的风量应为L/2(20层以下)或L/3(20层以上,L为前室总加压送风量)。然而,有的工程,其防烟楼梯间前室送风口的风量却标注为L/n(n为建筑物层数),显然小了许多。如某12层建筑,防烟楼梯间前室总加压送风量定为16 000 m3/h,但每层前室送风口风量却标注为16 000/12≈1 300(m3/h),显然其风口配小了。正确的标注应是16 000/2=8 000(m3/h),应按此配置风口大小。

1.10　误将防烟分区排风量的计算混同于排烟风机风量的计算
《高规》对排烟风机风量作了明确规定:担负一个防烟分区排烟时,应按该防烟分区面积每m2不小于60 m3/h计算,担负两个或两个以上防烟分区排烟时,应按最大防烟分区面积每m2不小于120 m3/h计算。请注意,这里指的是选择排烟风机的风量,并不是指防烟分区排风量加大一倍(对每个防烟分区的排风量仍然按防烟分区面积每m2不小于60 m3/h计算),而是当排烟风机不论是水平方向或垂直方向担负两个或两个以上防烟分区排烟时,只按两个防烟分区同时排烟来确定排烟风机的风量。

然而,有的工程排烟风机水平方向担负面积大小不等的2~3个防烟分区的排烟,设计上错误地将排烟风机风量按其所担负的2~3个防烟分区总面积每m2不小于60 m3/h计算,而不是按其中最大防烟分区面积每m2不小于120 m3/h计算,致使排烟风机风量偏小,难以满足防火使用要求。还有的排风机(系统)垂直方向担负两个以上防烟分区(内走道)的排烟,设计上误将各层防烟分区(内走道)的排风量按各自的面积每m2不小于120 m3/h计算了,而不是按各自的面积每m2不小于60 m3/h计算的,无形中将垂直方向各防烟分区(内走道)排风量加大了一倍,致使各层风道、风口配置得偏大。

1.11　高层建筑排烟系统排烟口选型不当
《高规》规定,(通风空调)风管穿过防火分区的隔墙处
应设防火阀。笔者认为,排烟风管不宜穿过防火墙,如必须穿过时,应在穿防火墙处设当烟气温度超过280℃时能自动关闭的防火阀,并与排烟风机联锁。然而,有的工程在设计时对此有疏忽。如某工程地下室一排烟系统担负3个房间及1个内走道(各房间与内走道之间的门均为防火门)的排烟,排烟总管上设有一只排烟防火阀,而各房间及走道的排烟口均为单层百叶风口,排烟管穿过各防火墙处均未设排烟防火阀。这样带来的问题是:各房间防火门形同虚设,一旦一个房间发生火灾,将通过排烟管殃及其它房间。正确的做法是:在单层百叶排烟口后(排烟风管穿防火墙处)增设排烟防火阀(280℃自动关闭)或将单层百叶风口改为专用排烟风口(平时常闭,着火时自动开启排烟,280℃重新关闭)。

    2　在工程设计中存在的问题

2.1　供暖入口设置过多
设置供暖入口时,既要考虑室内供暖系统的合理性,又要考虑与室外管线衔接的合理性,不能只图室内系统设计方便、省事,而不顾及室外管网系统。然而,有的工程供暖入口设置过多。如某7层综合楼,室内供暖系统分为10个环路(1~2层4个,3~7层6个),供暖入口设置亦达10个之多,同外线衔接点过多,几个方向均有,不仅给外线施工造成麻烦,也给将来室内系统调节带来不便。

2.2　供暖系统设计不合理
供暖系统设计存在不合理之处:①有的供暖系统由1条主立(干)管引进,分几个环路,分环上不设阀门,给系统运行调节、维修管理造成不便。②有的供暖管道布置不合理,与建筑专业不易协调,或供暖立管直接立在窗子上,既影响使用,又不雅观;或者供暖水平管道敷设在通道的地面上,既影响行走,又不便物品放置。③有的供、回水干管高点漏设排气装置,一旦集气,难以排除,影响系统使用。④有的供暖系统为同程式,一个环路单程长300 m,致使供、回水干管坡度很难达到规范规定的不小于0.002的要求。⑤有的供暖系统为双侧连接,两侧热负荷及散热器数量相差悬殊,而两则散热器供、回水支管却取用相同管径,两侧水力不平衡,难以按设计流量进行分配。