設計方案對暖通空調工程設計的成敗優(yōu)劣關(guān)系重大。近年來(lái),隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展以及對節能和環(huán)保要求的不斷提高,暖通空調領(lǐng)域中新的設計方案大量涌現,針對同一個(gè)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(jìn)行大量的方案比較和優(yōu)選的工作,設計方案技術(shù)經(jīng)濟性比較正在成為影響暖通空調設計質(zhì)量和效率的一項重要工作。暖通空調設計方案的評價(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,每種設計方案往往都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),面對眾多的設計方案,由于考慮問(wèn)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(wú)所適從。如何對暖通空調設計方案進(jìn)行科學(xué)的比較和優(yōu)選,是暖通空調設計人員在實(shí)際設計工作中經(jīng)常遇到的一個(gè)重要技術(shù)難題。筆者根據從事設計、審圖和方案評審工作的一些體會(huì ),對暖通空調設計方案比較中應注意的一些問(wèn)題進(jìn)行粗淺的分析。
1、可行性問(wèn)題
能夠滿(mǎn)足使用要求,這是方案可行性應考慮的主要問(wèn)題。設計方案應符合國家和當地政府有關(guān)法規和規范的要求,包括有關(guān)環(huán)境保護的要求;設計方案應能滿(mǎn)足有關(guān)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(cháng)期、變化情況。例如采用水源熱泵設計方案時(shí)應考慮當地地質(zhì)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(chǎn)生的熱(冷)蓄積效應等問(wèn)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(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性。對于一些無(wú)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(wèn)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(chǎn)生嚴重損失的場(chǎng)所,如航天發(fā)射場(chǎng),應考慮系統中設備的工作可行性和備份問(wèn)題,進(jìn)行系統工作可行性分析。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(jīng)濟性比較問(wèn)題
經(jīng)濟性比較是目前暖通空調方案比較中考慮z*多的一個(gè)問(wèn)題。在經(jīng)濟性比較時(shí)s*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(jià)格、舒適狀況、美觀(guān)情況等基準條件進(jìn)行比較,這樣才能保證方案比較結果的科學(xué)性和合理性。如果對采用m*設備和采用低檔設備的方案進(jìn)行經(jīng)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(fēng)供應和沒(méi)有新風(fēng)供應的方案進(jìn)行經(jīng)濟性比較,顯然不可能做出正確的選擇;如果不考慮美觀(guān)性和舒適性進(jìn)行經(jīng)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z*為關(guān)注的一個(gè)參數,在計算投資時(shí)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(guān)收費(如熱力入網(wǎng)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(guān)的工程管理等各種收費,相關(guān)水處理和配電與控制投資,機房土建投資與相應室外管線(xiàn)的費用,而這些在實(shí)際設計工作中容易被遺漏。由于同一種設備的生產(chǎn)廠(chǎng)家較多,價(jià)格各異,因此在不同方案經(jīng)濟性計算比較時(shí)各種設備的價(jià)格應采用平均價(jià)格。
運行能耗和運行費用是暖通空調設計方案技術(shù)經(jīng)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(fēng)機和水泵等)的能耗。不能簡(jiǎn)單按照設備銘牌功率和運行時(shí)間的乘積來(lái)計算能耗而應考慮在全年季節變化的情況下,建筑物實(shí)際負荷的變化,同時(shí)應考慮設備非標準狀態(tài)下的效率。辦公樓、教學(xué)樓、寫(xiě)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(shí)間應為扣除停機時(shí)間后的實(shí)際運行時(shí)間。在計算過(guò)程中應注意不同地區、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,如何準確地計算建筑物暖通空調設備全年的實(shí)際能耗和運行費用,目前仍然是一個(gè)沒(méi)有完全解決的技術(shù)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(jīng)濟性比較時(shí),切忌圖省事可直接采用有關(guān)廠(chǎng)家給出的比較數據和結果。筆者曾發(fā)現,對電供暖的運行費用,3個(gè)不同設備(電鍋爐、水源熱泵和戶(hù)式燃氣供暖爐)廠(chǎng)家提供的計算結果大相徑庭。通過(guò)對其計算過(guò)程的詳細核對,發(fā)現不同設備生產(chǎn)廠(chǎng)家由于考慮問(wèn)題的角度不同,計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。對此設計人員應給予足夠重視,對廠(chǎng)家提供的數據應認真分析和核對。
在設計方案經(jīng)濟性比較時(shí)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(jìn)行綜合經(jīng)濟性的計算比較,而不能簡(jiǎn)單地根據設備報價(jià)進(jìn)行比較。對于同時(shí)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(wèn)題,進(jìn)行冬夏季綜合經(jīng)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(wèn)題
暖通空調系統的容量通常是按接近全年z*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(jīng)濟性計算和比較時(shí)應綜合考慮這些因素。對于部分時(shí)間使用的辦公建筑、寫(xiě)字樓和教學(xué)樓,設計方案應能適應其夜間不工作時(shí)的調節要求。
設計方案的管理操作方便性是用戶(hù)十分關(guān)心的問(wèn)題??照{系統自動(dòng)化水平的提高,可以減少管理人員的數量和勞動(dòng)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(zhì)的要求提高??照{系統是否采用自動(dòng)控制,應根據實(shí)際情況和要求,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟性比較來(lái)確定。對于大型空調系統和需要經(jīng)常調節控制的設備較多的工程,宜采用自動(dòng)控制,以減少操作管理的工作量。但自動(dòng)控制系統應盡可能簡(jiǎn)化,以提高系統的經(jīng)濟性和可行性。對于只有季節轉換時(shí)才操作的閥門(mén)不宜采用自動(dòng)控制。對于一些各部分不同時(shí)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(wèn)題
設計方案的安全性是以往考慮較少的問(wèn)題,隨著(zhù)美國“9?11”等恐怖襲擊事件的發(fā)生以及SARS的出現和迅速蔓延,暖通空調系統的安全性問(wèn)題已經(jīng)成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn),在SARS嚴重流行時(shí)期,人們甚至對空調系統產(chǎn)生恐懼而不敢使用,這將對暖通空調行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。
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