暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案中應(yīng)注意的問題

設(shè)計(jì)方案對暖通空調(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)，針對同一個設(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)常遇到的一個重要技術(shù)難題。筆者根據(jù)從事設(shè)計(jì)、審圖和方案評審工作的一些體會，對暖通空調(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。對于一些無法采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的特殊情況，

對非標(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)房面積也是評判設(shè)計(jì)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(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)備的工作可行性和備份問題，進(jìn)行系統(tǒng)工作可行性分析。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問題。在經(jīng)濟(jì)性比較時首先應(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，對有新風(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)注的一個參數(shù)，在計(jì)算投資時應(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)算比較時各種設(shè)備的價(jià)格應(yīng)采用平均價(jià)格。

以上都是直接費(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)行時間應(yīng)為扣除停機(jī)時間后的實(shí)際運(yùn)行時間。在計(jì)算過程中應(yīng)注意不同地區(qū)、不同時期、不同時段各種能源的價(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，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)，對電供暖的運(yùn)行費(fèi)用，3個不同設(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。通過對其計(jì)算過程的詳細(xì)核對，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)。對此設(shè)計(jì)人員應(yīng)給予足夠重視，對廠家提供的數(shù)據(jù)應(yīng)認(rèn)真分析和核對。

在設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)性比較時應(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。對于同時有供暖和空調(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)行能耗較小，在經(jīng)濟(jì)性計(jì)算和比較時應(yīng)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(xué)樓，設(shè)計(jì)方案應(yīng)能適應(yīng)其夜間不工作時的調(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?？照{(diào)系統(tǒng)自動化水平的提高，可以減少管理人員的數(shù)量和勞動強(qiáng)度，從而使人工費(fèi)減少，但使一次投資增加，對操作人員素質(zhì)的要求提高。空調(diào)系統(tǒng)是否采用自動控制，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，宜采用自動控制，以減少操作管理的工作量。但自動控制系統(tǒng)應(yīng)盡可能簡化，以提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可行性。對于只有季節(jié)轉(zhuǎn)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(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“9·11”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)重流行時期，人們甚至對空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生恐懼而不敢使用，這將對暖通空調(diào)行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。經(jīng)過對這些事件的認(rèn)真分析、研究和反思，將會在工程設(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，對其暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行安全性評估將是十分必要的。

暖通空調(diào)系統(tǒng)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，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)時應(yīng)注意考慮暖通空調(diào)系統(tǒng)故障可能對室內(nèi)重要設(shè)備和物品產(chǎn)生的不利影響，例如，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個方面的問題。采用氨制冷方案時，應(yīng)考慮氨泄漏對人體的危害。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*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，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極端，對空調(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*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燃煤鍋爐進(jìn)行了嚴(yán)格的限制，在這些區(qū)域內(nèi)，

空調(diào)設(shè)備選型時，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)人員既要有環(huán)境保護(hù)的責(zé)任感，同時也要考慮建設(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)。在對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較分析時，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。

如何對設(shè)計(jì)方案污染物排放的危害、對臭氧層的破壞和產(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)性評估比較，是一個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，對于局外人更是霧里看花。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)方案對某個工程項(xiàng)目可能是最佳方案，但對于另一個工程項(xiàng)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(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。在評價(jià)設(shè)計(jì)方案時，往往認(rèn)為復(fù)雜的方案就是高水平的方案。但實(shí)際上因?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*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)選是一個涉及面廣、影響因素多的復(fù)雜技術(shù)工作。一個優(yōu)秀的暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)方案，應(yīng)對設(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技術(shù)性問題沒有完全解決等原因，在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中往往不能對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行多方案多參數(shù)的綜合對比分析和優(yōu)化選擇，對設(shè)計(jì)方案的選擇容易出現(xiàn)片面性和主觀性的問題，由此造成的經(jīng)濟(jì)損失是相當(dāng)嚴(yán)重的。這一問題應(yīng)引起有關(guān)方面的高度重視，在設(shè)計(jì)管理和技術(shù)研究兩個方面均要作大量的工作。在設(shè)計(jì)方案比較選擇時必須對工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目的各項(xiàng)實(shí)際需求、環(huán)境條件的特點(diǎn)、需求和環(huán)境條件的變化趨勢等情況進(jìn)行深入調(diào)查研究，對各種技術(shù)方案的特點(diǎn)、適用條件和范圍進(jìn)行客觀深入的分析，對暖通空調(diào)各種技術(shù)發(fā)展的方向和趨勢有深入的了解，尤其必須對各種設(shè)計(jì)方案的可行性、安全性、投資、能耗、運(yùn)行費(fèi)用、調(diào)節(jié)性、操作管理的方便性、環(huán)境影響、舒適性和美觀性等技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)因素進(jìn)行客觀準(zhǔn)確的計(jì)算和綜合對比分析。只有這樣才能對各種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)的比較和優(yōu)選，避免因片面性和主觀性帶來的失誤和經(jīng)濟(jì)損失。