建筑暖通空调设计方案

一项工作不能盲目的开展，在开展前必须要进行详细的准备，这就是方案存在的意义，那么要如何书写方案，才能达到预期的效果呢？以下是小编整理的关于《建筑暖通空调设计方案》仅供参考，希望能够帮助到大家。

第一篇：建筑暖通空调设计方案

上海高层建筑空调设计新方法

内容提要：当代空调的发展离不开两个可说是永恒的主题：一个是室内空气品质;另一个则是节能运行。所以，涉及空调的几乎一切新技术、新方法均是围绕着这两个主题，力求创新。本文主要介绍近几年来境外设计单位在承接上海某些高层办公楼设计中所采用的一些新设计方法，并结合国外的最新空调工程设计节能规范和个人的心得体会予以综合评述。本文的目的主要在于罗列并介绍笔者近年来对于上海地区这类高级民用与工业空调领域中的一些有关新技术、新方法的见闻，并结合国外最新的空调工程设计节能规范，浅谈个人的认识和见解。

关于空调平面分区概况

在欧美和日本，对于像诸如商场、餐饮、办公楼等大面积空间的空调设计都遵循一个基本前提——平面分区。所谓平面分区主要有两层含义：①根据负荷状态下的不同进行分区。譬如，在某些场合，考虑到太阳辐射热负荷可能随朝向和时间有很大变化，故按朝向可分成东区、西区、南区、北区，以利分别单独控制;但是应用得更多的是按冬季室内负荷性质不同而进行分区，分成内区和周边区。②在同一区(譬如内区或周边区)内，为了考虑节能运行，又人为地把一大块面积的空间假想地按150-250m2划分成一个个小区。每1个小区内由1台代表该区温度的温度传感器来控制该区的温度。对此，部分国家的空调设计节以有规范中还明确地规定了这种分区的最大面积的限值。

关于这一点，其实也是很容易理解的。如果一个很大的空间仅由1台装在某处的温度传感器来代表整个大空间的温度进行温度控制，那么由于气流组织和各个局部负荷的差异，各处的温度差别可能会很大，在同一时期内可能出现一处过冷，另一处过热的现象。这种过冷、过热，显然便导致了能源的浪费。

对此，这里不打算进行评述，下面拟着重讨论内区和周边区的问题。1幢大楼标准层平面一般至少得有500-1000m2，其进深少则几米，多则十几米。经验表明，紧邻外墙、外穿的区间，冬季由于室外气温低于室内，通过外墙、外窗的传渗透等影响，室内需要供暖，才能保持室内所需的温度。但是，远离外墙、外窗的区间，冬季却没有这炎热损失，所以，它没有供暖要求。非但如此，现有的现代化大厦的使用实践经验表明，随着办公设备的迅速进步，室内使用的自动化办公设备的种类和数量愈来愈多，如计算机、复印机、打印机、文件破碎处理机、传真机等等。这些办公设备的用电自然最终还是以热的形式散发出来。另外，现代化大厦室内照明的照度标准也远远高于一般常规建筑。这样大功率的照明灯具显然也是全年稳定的散热源。所以，就这部分区间而言，冬季不但不需供暖，而且还得供冷，否则室内便会过热。

基于冬季这两个部分区间的两种截然不同的空调要求，现在欧美、日本等国家的规范化做法都是首先在平面上划分为周边区和内区。内区需全年供冷，周边区则是冬季供暖、夏季供冷。

至于周边区和内区的具体划分方法，大致是把距周边外围护结构内表面3-5m的这一区间定为周边区，其余的面积则统称内区。

由于周边区和内区冬季的运行工况不同，所以，在空调水系统的设计上必须作出相应的考虑和安排。譬如，在水系统方面，尽管对个别空调机组而言，一般都是采用双管制;但是，对于整个中央空调的水系统，这时便不是双管制所能满足要求的了。因为在这种情况下，冬季一方面要考虑周边区的供暖，需要供热水;而另一方面又要顾及内区的供冷，必须供冷水。所以，从这一层意义上来主产，采用如此分区的空调工程的中央空调水系统必须是四管制。

空调风系统

在论及空调风系统的变化和新进展时，需要再重申一点，即我们的讨论主要是针对以办公为主要功能的高层办公楼建筑而言，需要把以居住为主要功能的宾馆客房撇开不谈。因为对于宾馆、公寓之类建筑的空调方式，可以说至今还没有出现其他任何一种能比风机盘管这种水—空气方式更为成熟、适用和经济有效的空调方式。

一、变风量空调方式的应用

众所周知，一般办公楼在建筑和使用功能上不同于宾馆、酒楼客房的一大特点就是空间大、面积大、内装修讲究、隔间的分隔要求能灵活多变。对于这类建筑，过去一直难于找到合适的空调方式。如果采用常规的全空气方式，一方面送风管、回风管截面积大，很难适应高层建筑层高低的状。另一方面，那么大的一个多区系统，各区的温度控制要求也实在是众口难调。因此，至今为止，不少办公楼还都不得不采用带独立新风的风机盘管系统这样的空调方式。

然而，风机盘管系统存在不少问题，其中最大的问题就是滴水问题。引起滴水的原因很多，譬如冷冻水供、回水管和滴水管的保温不好，凝结不排水管安装坡度不够，滴水盘排水口积灰堵塞等等。这种种因素都会导致凝结水的滴漏并污染吊顶。另外，办公楼开间大，其隔间随用户的变换，需频繁改变，如果采用风机盘管机组，则其固定的送风口和回风口将很适应隔间的调整。

基于上述种种因素的考虑，现在有些高级办公楼的空调工程已决定摆脱风机盘管系统，取而代之的是如图1所示的变风量空调方式。

按笔者的分析与归纳，这一系统具有一个很明显的特征，即系统的层次清楚。概括起来讲，可以归纳为3个层次：楼、层、区。其具体的含义是：①第1 层起，全楼设一套中央新风处理机组，这是一个定风量式(CAV)系统，专门用于向各层送固定数量的新风。②第2层次，每层设1套或2套空气处理机组和相应的一次送风系统。这是一个变风量式(VAV)系统，其送风量可根据送风干管内的静压传感器进行自动调节。另外，其送风温度可由1只温度传感器进行预先设定的定值控制。③第3层次，每1个分区设1台风机混合箱，或其他类型的终端，后者也像风机盘管一样，暗装在吊顶内。风机混合箱根据所在分区的温度状况，由温度传感器控制一次风的风量，然后通过软管分别送到各个送风口。风机混合箱有两种：一种用于内区，其中只有1台风机和过滤器，不含任何热交换器;另一种适用于周边区，其中除风机和过滤器外，还装有一组加热器。另外，在一次风的接口风管上装有风量调节阀，后者可根据各相应分区的温度控制器的指令动作，调节一次风的风量。对每一个分区或每个风机混合箱而言，尽管其一次风量根据温度控制的要求，随时都在变化，但其总的送风量却不会变化。

这种系统的优点主要表现在如下几个方面：

a.用全空气方式取代了水—空气方式的风机盘管，从而从根本上杜绝了凝结水滴漏的可能性。 b.它不同于一般的全空气方式的空调系统，前者利用吊顶空调作回风室，基本上可省去回风管，而且一次风可采用低温送风，温度可以较低，因而一次风量可减少，从而可缩小送风干管的截面尺寸。

c.与一般全空气方式的多区系统不同，可实现各分区的独立的温度控制，从而改善室内温度分布状态，并且可节能。

d.可适应办公室隔间的变化，因为风机混合箱的安装部位及回风口的位置均与其下面的隔墙无关，即使要改变送风口位置，也只需调整送风软接管的走向即可。

当然，这种系统也有其不足之处。首称，在冬季，由于内区需供冷，周边区需供暖，周边区的一次风需要冷却后再进行加热，这显然构成了能源的浪费。其次，在多数情况下，其造价要高于一般的风机盘管系统。

二、双风机的全空气式系统

在上海较早建成的一些高层办公大楼里，现在反映比较普遍的一个主要问题就是新鲜空气量不足，这引起了办公楼内的工作人员的投诉和抱怨，这个问题已被专门的实测结果所证实。造成这种室内空气品质问题的原因可能有多种，主要的还是空调系统设计上的毛病。这主要表现在以下几方面：

a.在设计之初，虽然设计师在设计中也都按规定的标准考虑了必要的新风量;另外，卫生间也按规范要求的换气次数设计了排风。这样的设计看似一切均按规范进行，并无什么不妥。但实际上，这只是纸上谈兵。问题在于，若按仅有的几处卫生间的排风，其总的排风量还是太小，无论如何也平衡不了整个楼层所需的最小新风量。待建筑物建成投入运行后，往往由于无法开窗，新鲜空气不能如设计上计算的那样如数供应，导致大楼办公区内新鲜空气严重不足，住户们成天抱怨头昏头痛。一旦查出原因，人们就不得不纷纷搬离这种恶劣的工作环境。

b.在一些较早建成的豪华办公大楼里，也许是由于机房面积过小，难以安排;也许是由于设计师为了省事，新风管往往不是直接接入空调机组内，而仅仅通入机房内，新风完全靠机房内的负压吸入。这样的做法，省事倒是省事，然而，实际效果却令人遗憾。说起来，设计也是按规范取用新风量，但实际情况却大相径庭。

c.所谓的变风量空调器不顾场合的滥用。对于高层办公大厦，先姑且不谈其塔楼部分，且说那些高层办公大楼几乎必备的裙房部分。裙房一般均用作商店、餐饮、娱乐、集会场所。对于这些公共场所的空调，早期因缺少经验采用风机盘管加新风的方式比较多。后来，大多数有经验的设计单位在设计文件中往往都宣称须要用的是全空气变风量方式。但实际上采用的却是所谓的“变风量空调机组”。其实，这种变风量空调机组在功能上与风机盘管类似，只能视作大型风机盘管机组，无法真正变风量。采用这种简易式的空调机组是不能满足全年节能运行和充足的新风要求的。

那么，舒适性全空气方式空调系统的标准模式应该是怎样的呢?归纳起来，一个规范化的舒适性全空气式空调系统应该是完全自动控制并带有双风机，可实现全年新风量调节，冬、夏季能确保最少新风量，春、秋季能实现节能经济运行的系统。这一系统的基本组成及其简单易行的控制原理见图2.其相应的调节机构的控制作用见图

3、图4和图5. 需要说明的是，关于舒适性空调的节能自动控制方法，根据气象分区的不同，可有多种多样的多工况自动逻辑程序控制方式。这些方式在微机的支持下尽管实现起来并不难，但却显得十分繁杂。比较简单易行、实用的当首推如图2中所示的三种工况分程控制。不管是模拟式控制，还是直接数字式控制，其动作的原理都可用图

3、图4和图5比较直观地反映出来。分程控制的特点是靠执行机构上的定位器(电子式或气动式)预设的信号响应范围(电压或气压值范围)，来确保各调节机构(如联动的新风和排风阀F

1、F2，加热阀V1和冷却阀V2)不同时间、有序地相继动作。在这里一共采用了三个调节器10

1、10

2、103.调节器101的作用主要在于确保冬夏季最小新风量的设定。调节器103的作用在于根据室外温度，对室内温度传感器设定值进行自动再调。

新风阀F1和排风阀F2(还有与之联动，但作用相反的回风阀F3)在过渡季根据室内热负荷状况逐步加大开度，以充分利用室外低温空气的自然供冷能力来代替制冷机运行。这种作用在国外统称为“免费供冷”(free cooling)。“免费供冷”这是如今各国空调工程设计节能规范中必有的非常重要的一条。 加拿大1995年国家空调工程设计节能规范对非居住建筑空调系统的节能经济运行的相应规范条文是这样记述的：除用于公寓、旅馆、汽车旅馆之外的，风量在1200l/s(4320m3/h)、供冷容量在20kW以上的所有空调系统都应在设计中考虑按照下列途径，利用室外空气，以求减小机械供冷的能耗：

1、直接利用室外空气供冷(新风节能运行系统)

a.直接利用室外空气以降低机械供冷能耗的系统。在采用新风与回风混合的过程中应能使室外空气取用量达到100%的程度，以获得室内空调所需的进风温度。

b.在如上所述的系统中应设有自动控制装置以使当室外空气温度高于回风温度，或者当室外空气值大于回风空气值时，能自动地把新风量控制在满足室内空气品质要求的最小限度。

c.除下述情况(即直接膨胀式系统，为避免因新风取用量过大而导致融霜的情况)外，在如上述各条文中规定的系统设计条件下，应能在即使机械供冷装置已准备妥当随时可用的情况下，也可做到使新风和回风混合后的温度尽可能接近室内空调所需的送风温度。

2、间接利用室外空气供冷(水侧节能运行系统)

关于第2种新风供冷能力的利用方法这里暂不讨论，拟留在后面论及水系统时再予评述。

另外，说来十分有趣，而且也很值得引起注意的是，在美国加州1991年的空调设计节能规范中，除上述类似的条文规定外，对如何确保室内新风量还作了若干十分明确的具体规定。规范要求，系统在投入使用前，必须进行认真的调试，以确保风量的平衡和新风量的导入。否则，每个系统必须在目的地安装带有读数的就地或可遥测的新风量计测仪表，以利随时直接观察和监测。

由此可见，国外对于确保空调新风量的问题也像国内一样，受到普遍的关切，在一些新建的豪华大厦中对这一点怎么强调也不过分。 显然，采用带自动控制的双风机全空气式系统是为满足上述规范要求所必须的，因为这一方面可满足关于新风供冷的节能经济运行的要求;另一方面又可随时自动保持系统新风和排风之间的平衡，确保最小新风量的导入。

也许正是因为如此，如今已有越来越多的场合，不仅像那些具有较好客观安装条件的高层建筑裙房部分，以及全年不允许开窗生产的工业厂房舒适性空调中趋向于采用如图2所示的系统，甚至某些新建的高层办公大楼塔楼部分也开始出现采用这种系统的动向。

例如，本市正在建筑中的某一超高层办公楼的设计方案是通过国际设计招标，由德国一家设计公司中标而确定下来的。在该方案中，设计师提出了如图6所示的双风机全空气空调方式结合采用降温吊顶(Cooling Ceiling)方式。

该空调方式有两个特点：一是每13层设1套全空气式空调系统，机房设于中间一层，分别向上面6层和下面6层送风和排风;二是各室设置降温吊顶，以作为夏季最热期间的辅助降温装置。为防止冷水盘管表面结露，其入口水温需自动控制保持高于16℃。所用全空气式系统全年送风温度范围为16～24℃。过渡期可利用100%的全机关报风。冬季和夏季则用乙二醇溶液循环装置对排风的废热进行回收利用。

三、 大温差或低温送风

近年来，国外基于节省热媒输送能耗，推行大温差小流量系统。对于空气介质而言，这类系统便是大温差的低温送风系统。具体的做法是有时用5℃的低温水，有时也可用7℃的通常冷水把空气处理到10℃左右，作为一次风送入风机混合箱与回风混合，稍升温后送入室内;也可直接通入变风量末端装置，以诱导室内空气与之混合，迅速减少送风温差。低温送风的好处主要有3点：①可减小送风量，降低风机动力消耗;②可减小送风管截面尺寸，有利于高层建筑层高的有效利用;③有利于降低室内相对温度，改善舒适度。如今在上海采用低温送风的工程有诸如88层的金茂大厦、上海证券大厦、原万国金融大厦等高层和超高层建筑，也有像在建的上海儿童医学中心这类高标准的现代化医院建筑。

四、置换式通风空调系统 置换式通风空调不同于通常的混合式空调方式，主要表现在如下几点：

a.采取下送上回的送风方式，可使清洁的送风气流首先进入室内人员呼吸带和有效活动区，形成有利于改善工作区的空气品质。

b.采用低速送风，导致气流缓慢扩散上升，形成垂直方向上的温度成层和温升梯度，提高了排风和回风温度，可节省夏季运行能耗。

c.由于是下送风，送风温度相对较高，对于全空气式系统的运行，加大了过渡季利用新风自然供冷的潜力，延长了其节能经济运行的周期，从而可更加缩短全年机械供冷的时间，进一步增大了节能效益。

鉴于上述特点，置换式通风空调方式普遍适用于一切以舒适性为目的公共场所，如影响剧院、体育馆等。据悉，在建的上海大剧院建筑设计方案为法国建筑师的作品，其观众厅采用的即是座椅下送风的置换式空调方式。另外，据认为，置换式通风空调方式应用于一般被视作难题的中庭空调，可获得独特的效果。

总之，基于置换式通风空调方式的诸多优点，预计随着其送风分布器的逐步国产化，必将在我国为人们所广泛接受。

五、 “地板下空调装置”

这是日本一家设计公司在上海某高层建筑设计方案国际招标活动中标投标书中所提出的一种新型空调方式的特定名称。在此值得一提的是，在这次参加投标的五家国外设计公司中有四家来自北美，一家来自日本。其中有4个方案提出采用以风机混合箱为基础的变风量空调方式。但已记不清中标的日本公司的方案是否在这四者之列。不过，他们与众不同，给人以深刻印象的是，除主要方案外，还提出了不少辅助性空调节能措施。“地板下空调装置”即为其提出的为少数几间高级领导人办公室采用的新式空调装置。据称，这是一种独立式超薄空调机，其厚度仅为240mm，既可发挥空调机的功能，又可兼作空间分隔的隔热。这种设备显然包括制冷机、风机、加热器(电加热)。据称，它既看不到，也不需要在现场进行外部接管，而且其运行可按季节的变化，改变送风方式，即可实现夏季上送下回，冬季下送上回。

空调水系统

水侧节能运行系统——室外空气供冷的间接途径

在上述§2.2中提到的加拿大1995年国家空调工程设计节能规范对非居住建筑空调系统的节能经济运行的条文中，只着重讨论了直接利用室外空气供冷(新风节能运行系统)的节能方式，对于另一种间接利用新风供冷的方法未能涉及，现在此展开讨论。

1 有关条文的引述

在加拿大的国家空调工程设计节能规范相关条文的后续部分(间接利用室外空气供冷—水侧节能运行系统)是这样规定的：

a.利用室外空气通过直接蒸发、间接蒸发或两者相结合的方式来冷却供冷流体，以减少机械供冷能耗的系统，应能在室外空气湿球温度等于或低于7℃的情况下，为冷却送风空气承担系统预期的全部供冷负荷。

b.利用室外空气通过显热交换途径冷却供冷流体，以减少机械供冷能耗的系统，应能在室外空气干球温度等于或低于10℃的情况下，为冷却送风空气承担预期的全部供冷负荷。

2 个人的见解

根据笔者的理解，结合近年来从各方面得来的信息，笔者以为，要遵守上述规定，传统的空调水系统必须作出某些适应性的改变才行。这种改变可以举出如下几种：

a.过渡期和冬季，利用大楼新风系统的鹇风冷空气对冷冻水的回水进行预冷却。 如图8所示的空调冷冻水系统是如今北美设计公司在国同人承接的某些高层建筑空调工程设计中常见的一种节能方法。图中所示为全楼共用的一套中央集中供新风系统中的新风空气处理机组。由于一直未有机会与北美国家的设计专家们作面对面的交流，所以，只能根据其示意图与功能，按笔者本人的理解对这一方式作出相应的剖析。笔者以为图中的前置换热器1和后置换热器2，主要用于过渡期和冬季的室外空气“免费供冷”用。图中的3只三通调节阀只作工况转换阀，不作调节用。利用这3只电动三通调节阀和联动的切换阀3的共同作用，便可实现冬季、过渡期和夏季3种工况的转换。

例如，在冬季(当室外低于10℃)时，切换阀3置于下方通路。冷冻水先后依次通过各层空调器4和板式换热器之后，进入新风空气前置换热器和后置换热器2，在此与低温的新风空气连续进行二次热交换。一方面利用室外的低温空气使冷冻水回水在进入机械制冷之前，先行“免费”预冷至某一稍低的温度，例如 13.9℃，则15.6-13.9=1.7℃，即为新风供冷的节能效益。与此同时，低温新风经与相对较高温度的冷冻水回水换热后，得以加热，从而节省了这部分新风加热所必须的外部供热量，这显然可为系统的冬季运行提供双重的节能效益。

夏季，利用切换阀3，开通上方通路，使冷冻水先经三通阀

7、后置换热器2和三通阀8后，进入各层空调器

4、板式换热器5，最后再通过前置换热器1与三通阀6，返回冷水机组。在此过程中，高温、高湿的新风空气先后通过二次降温、去湿换热处理，可获得所需的进风参数。

在过渡期，切换阀3开通下方通路，冷冻水则不经后置换热器2，不与新风空气进行热交换，直接到达前换热器1.显然，这时水与室外进风空气之间的温差已大大减小，但仍可在不同程度上获得部分预冷效果。

笔者以为，上述方式确实可为系统运行提供一定的节能效果，如果结合上述节能规范来看，这一节能效应尚远远不能满足规范的要求，因为后者要求新风供冷应能承担预期的全部供冷负荷。

b.采用风冷式冷水机组的一种派生型带预冷却的机组 这种机组的工作原理示于图9.这一利用方式的缺点是，在平时(夏季)不利用室外空气预冷时，会加大风冷冷凝器环路空气侧阻力，以致增大了相应的能耗。但它的好处是，风冷冷凝器可与预冷盘管同时工作，不必相互排斥，必须切换使用。

c.利用制冷系统冷却系统冷却水的密闭式冷却塔进行室外空气供冷

图10所示即为这一方式的工作原理图。在这一系统中是利用机械制冷系统中的冷却水冷却设备——密闭式冷却塔，来实现冬季对自然冷源——室外空气的利用。显然，在这里，机械供冷与自然冷源供冷两者是不能同时工作的，必须切换着使用。笔者以为，这一点也许就是在加拿大国家空调工程设计节能规范中规定，以室外空气干球温度10℃或湿球温度7℃为工况转换标准，并强调“能承担系统预期的全部供冷负荷”的道理所在。为使该装置能在低于0℃的室外气温下正常运行，系统中需充以乙二醇溶液不冻液。

显然，按照这一图式，必须具备一个条件，即机械供冷系统必须采用密闭式冷却塔。密闭式冷却塔价格虽然十分昂贵，但随着制泠系统对冷却水水质要求的提高，在不少场合下其应用是不可少的。随着新型高效、价廉的密闭式冷却塔的面世，并考虑到其冬季运行期间自然供冷节能的效益，其普遍推广应用的前景将更趋光明。

d.利用板式热交换器的节能运行方式

如图11所示的这一方式基本上与上述利用密闭式冷却塔的方式相类似，只不过在这里是把直接蒸发式(开式)冷地塔与板式换热器结合起来使用，以代替密闭式冷却塔的功能而已。但是，在功能上它却远逊于前者，因为后者在室外温度低于0℃时是无法运行的。

变流量系统

在我国，目前空调水系统采用定流量式系统比较普遍，其主要原因是它要求的的控制技术较简单。但是，由于空调水系统的输送动力消耗量大，而且空调负荷的特点又是绝大部分时间里处于低负荷状态，这就为空调水系统的节能运行提供了巨大的潜力。所以，在上述的空调工程设计节能规范中对此均有相应的明确的条文规定。例如，美国ASHRAE/IES90.1-1989的节能标准中明确提出：“水系统应设计成变流量系统。其所用控制阀应能根据系统负荷的变化自动地调节开度或逐级开启和关闭，系统应能将流量降低到设计流量的50%或以下。改变流量的方法不仅仅限于采用变速传动泵一种，可有多种方案选择，如多台泵的台数分段控制或泵的特性控制等。”

上述条文的规定是十分有道理的。一味追求变速传动控制(如变频控制)，初次投资很大。特别是在水系统规模比较大、并联水泵台数较多时，比较经济的方法还是多台水泵并联运行中的台数控制。图12所示即为典型的二次泵系统台为九控制原理图。

在该图中，一次泵系统采用负荷控制原理，根据瞬时供、回水量及温差的乘积，计算出实际的负荷量。当负荷量减小到一台冷水机组的容量时，便停开一台机组及相应的水泵。在二次泵系统中，由于系统负荷，也即流量的变化引起的供、回水干管中压差的变化，由压差传感器感测到后，通过压差调节器控制旁通阀的开度，以保持系统的稳定压差。同时，当流量计测得的流量减少到一台二次泵的流量时，便停开一台二次水泵。

关于“三次泵”的应用

这里“三次泵”的名称是笔者为叙述方便而采用的，相对于上述典型的二次泵图式所作的一个非正式命名。实质上，它是指装在某些空调换热器(冷却器、加热器)前用于系统循环的水泵。三次泵的典型连接方式应用原理示于图13. 采用三次泵的这一做法目前几乎已成为欧美和日本等国家通行的标准做法。但是，这一技术在我国却不为人们所理解，往往会被经手人员取消。与之对应的传统的三通调节阀接管方式示于图14.比较两者不难看出，其间一个最大的区别在于前者可使子系统内保持恒定的水流量，适用于变流量的水系统。而后者的作用在于使子系统内的流量随负荷而变化，适用于定流量的水系统。

按笔者的分析，采用三次泵决不是可有可无、徒添麻烦的事，其好处主要在于如下几个方面： a.改善子系统的水力工况和循环;

b.减少二次泵的扬程;

c.改善三通调节阀的运行条件。

关于这最后一点：笔者不得不多费此笔墨。在关于三通调节阀的运行方面，笔者曾有两次难忘的亲自经历。一次是约10年前在对(国外某公司)1只 DN80的三通调节阀进行调试时，发觉其阀芯会不停地旋转，过不多久便被磨损不堪。供货单位认为是因为系统压力太大，以致阀前后压差超过了允许的限度所致。其实，水系统中水泵的扬程尚属常规，仅只0.25-0.3Mpa，基本上为克服系统阻力所必须。另外一次则是去年上海博物馆空调工程的调试。所见也是一只较大规格的自动控制阀，结果控制阀难正常运行，以致冬季时常过热，夏季又过冷。外方供货单位也是坚持认为阀前后压差太大，超出了调节阀的允许限度(大口径阀的允许限度小)，以致阀门无法关闭。这种种现象表明，我们过去通常习惯的设计手法不是没有问题的。采用三次泵的做法无疑会大大改善三通调节阀所赖以正常运行的水力工况，因为三次泵的特性可完全针对所在子系统(盘管、调节阀)的水力状况进行选定。

在述及三次泵及其与三通阀组成的子系统控制方式时，不能不提及最近出现的另一种更简化的采用变频调速型三次泵代替三通阀与定流量型三次泵的组合型图式(图15)。这种方式较之于图13控制方式的优点是不言自明的。

关于空调水系统的垂直分区

考虑到标准型冷水机组、空调器中的热交换器以及阀门、管配件对水静压的承载能力，迄今国内对于高层和超高层建筑空调水系统的常规做法，基本上都是按60m或100m的高度作垂直分区处理，即每隔60m或100m设置一个独立的水系统，在适当高度的楼层上分别设置板式换热器或者冷水机组，实现水力隔离。采用板式换热器一方面加大了造价，另一方面也增大了冷量和可供利用的温度损失。按高度分区设置冷水机组，结果将是机房分散，管理不便，加之系统各自独立，冷水机组不能互为备用，部分负荷下的运行效率比起统一的系统更低，能耗费用增大。美国某设计单位在上海88层420m高的金茂大厦空调水系统的初步设计中本来是考虑设置一个统一的水系统。全部冷水机组均集中设于地下层内，全楼不作垂直分区。为此，所有冷水机组、空调器、阀门管件均按高静压承载能力作特殊订货。美方专家说明，这种处理手法在境外不少超高层建筑中已经有过多次实践经验，技术上是成熟的、可靠的。后来，在实施中，中方有关专家提出了修改方案，按高度和负荷性质，分别组成3个独立的系统，即高区系统、中区系统和低区系统。各区系统均是一竿子到底，不殖民地作垂直分区。这一作法的一个主要好处是可降低中区和低区系统所有设备和管件的承载能力，但无疑这也使系统失去了不少功能，如3个系统不能统一步调供冷，不能互为备用;在低负荷时，3个系统的冷水机组都要在低负荷下运行;另外，在管理上也增加了不少麻烦，因为各系统中的设备、阀门及管件的额定承压能力不同，不能互换使用。总之，一个方案的优劣并不是绝对的，仁者见仁嘛。

大温差、小流量的冷冻水系统

迄今为止，我国空调工程中空调用冷冻水系统的供、回水温度的标准取值都是7/12℃，温差△t=5℃，这也许可以说是几十年一贯制了。但是，随着境外设计单位，特别是北美国家设计公司在上海建筑市场上的成功进取，随着蓄冷系统、低温送风技术以及冬季水侧经济运行技术的发展，给上海也带来了大温差、小流量的空调冷冻水系统。大温差、小流量水系统看来主要源自于美国和加拿大。日本近年来也在从事这方面的基础性研究，并相继发表了一系列论文报告，对该项技术作出了肯定性的结论。

一般大温差、小流量的冷冻水系统对供、回水水温度和温差大致是取5/15℃，温差△t=10℃，。为了获得5℃的低温和10℃的温差，一般有3 种做法：①利用冰蓄冷系统提供低温水与之混合;②采用溴化锂吸收式制冷机与离心式冷水机组串联运行供冷;③是采用大温差、低温出水的离心式冷水机组。

冷冻水系统采用大温差、小流量的好处主要在于：

a.减小系统的循环流量，降低水系统的输送动力消耗。

b.减小管道截面尺寸，降低管道造价。 c.可减小管井截面积，减小敷设管道所需空间。

d.减小管道供冷时的沿程传热损失。

e.提高回水温度，为冬季和过渡期实现新风空气供冷扩大了利用的潜力。

另据日本的实验研究，采用大温差、小流量的冷水系统后，即使是把全部10℃的温差完全落实在一级(图8所示为二级冷却)冷却器上，对其空气侧的供冷性能影响也并不大，基本上可不必因此而另订标准，加大换热面积。

大温差、小流量的冷却水系统

国内冷水机组的冷却水系统设计一般都是取进、出水温度为32℃和37℃，冷却水温差为△t=5℃，上海地区也是如此，这几乎也成了几十年不变的常规。但是，近年来北美国家设计公司在上海的某些新建高层建筑中提出了加大冷却水系统供、回水温差的节资、节能、节地的新做法。譬如，他们在主海原万国金融大厦的工程设计中采用的典型冷却水供水和回水温度分别为32℃和34℃，冷却水温差为△t=8℃。

冷却水系统采用大温差、小流量，除具有与冷水系统相同的好处外，还可减小冷却塔的使用数量及其占地面积。这一点对于超高层建筑塔楼屋面面积为有限的情况下是十分有意义的。

当然，冷却水系统加大温差后，其平均温度和出水温度的提高必然会导致冷凝压力的提高及相应能耗的增加。但是，必须指出的是，冷却塔出水水温度 32℃只是全年中仅有的少数最热几天若干小时内才会出现的设计值，而水泵的运行却是全年，甚至尽夜不停的。这种能耗的一失一得，平衡之后的结果应该是不言而喻的。

另外，该日本设计公司还为过渡季的节能，提出在玻璃幕墙的近侧下部开窗作自然进风，上部排风的安排。

六、 利用双层中空地板风口进风的自然对流通风的节能方式 这是日本近年来在某些新建筑物设计中采取的一种典型方法。图7所示为工霜建筑物的剖面及自然通风示意图。建筑物中间是一个贯通全楼上下的中庭，各层地板均作成中空的夹层，充作风道。地板上设有带或不带风机的出风口。中间的屋顶上设有可进行自然排风的百叶。采用这种地板风道和地板风口可实现春秋季的自然对流通风的“免费供冷”、夏季夜间预冷及“个人空调”等多项功能。

对于自然对流“免费供冷”，由于比较直观，这里不再说明。至于夏季夜间预冷，则是指当夏季必须进行机械供冷时，可利用夜间相对温度较低的室外空气进行自然或机械通风，以实现对室内家具及建筑物本身的预冷却，从而减少白天空调供冷负荷和能耗。根据日本有关实测资料表明，利用建筑物本身的蓄热热性能进行夜间空气供冷、预冷和蓄冷，具有十分明显的节能效果。

在需要进行机械供冷、空调送风时，利用地板风口或靠地板夹层风道内的送风口，或利用地板风机式风口送风，由上部回风。利用地板夹层风道还可用短管连通侧墙内风道，在需要的部位设置送风口或带风机的风口，形成“个人空调”。

这种地板风道送风方式的好处主要有3方面：

a.可适应隔间分隔的自由、频繁的变化。

b.可适应不同时间、班制工作人员灵活、自由的使用要求。

c.由于采用下部送风，进风温度可提高。在“免费供冷”工况下，全新风空气温度可高达19.6℃，这比起一般送风方式只查达到15.6℃要高4℃。这无疑大大延长了“新风空气经济节能空调运行”的周期，增进了节能的效益。及至盛厦，由于送风温度的提高，冷水机组的供水温度可由7℃提高到9℃。机组的 COP值可相应地由4.0提高到4.2.

第二篇：暖通空调设计方案

暖通空调设计方案比较的一些问题

时间：2009-12-09 12:46:31 来源：冷源在线 作者：COOL 设计方案对暖通空调工程设计的成败优劣关系重大。近年来，随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高，暖通空调领域中新的设计方案大量涌现，针对同一个设计项目，往往可以有几种、十几种甚至几十种不同的设计方案可以选择，设计人员不得不进行大量的方案比较和优选的工作，设计方案技术经济性比较正在成为影响暖通空调设计质量和效率的一项重要工作。

暖通空调设计方案的评价因素很多，一些因素很难定量表述，许多因素又不具可比性，每种设计方案往往都有各自的优缺点，面对众多的设计方案，由于考虑问题的角度不同，各方的看法往往各不相同，甚至大相径庭。目前在设计方案比较中存在的一些混乱状况使设计人员无所适从。如何对暖通空调设计方案进行科学的比较和优选，是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。笔者根据从事设计、审图和方案评审工作的一些体会，对暖通空调设计方案比较中应注意的一些问题进行粗浅的分析。

1、可行性和可靠性问题

能够满足使用要求，这是方案可行性应考虑的主要问题。设计方案应符合国家和当地政府有关法规和规范的要求，包括有关环境保护的要求;设计方案应能满足有关方面的要求(如供电、供气、供水、供热等)，并应特别顾及这些条件的长期、变化情况。例如采用水源热泵设计方案时应考虑当地地质情况、地下水资源的现状和变化趋势、冬季热负荷和夏季冷负荷不平衡所产生的热(冷)蓄积效应等问题。对于温湿度等参数要求较高或比较特殊的工艺性暖通空调设计项目，应对设计方案进行全年工况分析，以确保其在全年各种室外气象条件下的适应性。

对于一些无法采用标准设备的特殊情况，对非标准设备应提出详细的参数要求，并且所提出的参数要求应合理可行。能否有足够的机房面积也是评判设计方案可行性必须考虑的问题，尤其是对于一些改造工程和建筑面积比较紧张的情况。对于一些要求全年保证室内空气参数的重要工程以及空调系统故障停机将产生严重损失的场所，如航天发射场，应考虑系统中设备的工作可靠性和备份问题，进行系统工作可靠性分析。在这种情况下，室外气象参数和安全系数的确定也应特殊考虑。

2、经济性比较问题

经济性比较是目前暖通空调方案比较中考虑最多的一个问题。在经济性比较时首先应注意比较基准必须一致。应采用相同的设计要求、使用情况、设备档次、能源价格、舒适状况、美观情况等基准条件进行比较，这样才能保证方案比较结果的科学性和合理性。如果对采用名牌设备和采用低档设备的方案进行经济性比较，显然是不合理的;如果不考虑舒适性的区别，对有新风供应和没有新风供应的方案进行经济性比较，显然不可能做出正确的选择;如果不考虑美观性和舒适性进行经济性比较，对集中式空调方案显然是不公平的。

一次投资是投资方最为关注的一个参数，在计算投资时应全面准确、不能漏项。暖通空调设计方案的一次投资不仅包括各种设备、管道、材料的投资，而且应包括各种相关收费(如热力入网费、用电设备增容费、天然气的气源费等)，相应的安装、调试费用，相关的工程管理等各种收费，相关水处理和配电与控制投资，机房土建投资与相应室外管线的费用，而这些在实际设计工作中容易被遗漏。由于同一种设备的生产厂家较多，价格各异，因此在不同方案经济性计算比较时各种设备的价格应采用平均价格。以上都是直接费用，在一些情况下间接效益也应综合考虑。如宾馆、饭店、写字楼的空调机房节省的面积，作为商业用房可产生的效益。如果采用贷款进行建设，全面的经济性比较还应考虑贷款利率和还贷期限等动态因素。

3、调节性和可操作性问题

暖通空调系统的容量通常是按接近全年最不利的气象条件确定的，因此系统应有较好的调节性能，以适应全年负荷的变化。调节性能好的系统方案，如采用VAV空调系统和VRV变频空调系统的方案，其一次投资通常较高，但运行能耗较小，在经济性计算和比较时应综合考虑这些因素。对于部分时间使用的办公建筑、写字楼和教学楼，设计方案应能适应其夜间不工作时的调节要求。

设计方案的管理操作方便性是用户十分关心的问题。空调系统自动化水平的提高，可以减少管理人员的数量和劳动强度，从而使人工费减少，但使一次投资增加，对操作人员素质的要求提高。空调系统是否采用自动控制，应根据实际情况和要求，经技术经济性比较来确定。对于大型空调系统和需要经常调节控制的设备较多的工程，宜采用自动控制，以减少操作管理的工作量。但自动控制系统应尽可能简化，以提高系统的经济性和可靠性。对于只有季节转换时才操作的阀门不宜采用自动控制。对于一些各部分不同时使用的建筑物或各部分出租给不同使用单位的商业建筑，系统设置应考虑分别管理控制和运行费用分别统计交纳的要求。

4、安全性问题

设计方案的安全性是以往考虑较少的问题，随着美国“9·11”等恐怖袭击事件的发生以及SARS的出现和迅速蔓延，暖通空调系统的安全性问题已经成为公众关注的焦点，在SARS严重流行时期，人们甚至对空调系统产生恐惧而不敢使用，这将对暖通空调行业的发展产生深远的影响。经过对这些事件的认真分析、研究和反思，将会在工程设计、设备研制、运行管理、规范和技术措施等诸多方面进行改进，使暖通空调系统的安全性得以提高。在大中型建筑方案设计阶段，对其暖通空调系统进行安全性评估将是十分必要的。

暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全、人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全5个方面的问题。在设计弹药厂房和库房、煤矿等易燃易爆工程的通风空调系统时，安全性成为必须考虑的重要因素，应采取相应的防爆技术方案和措施。在设计燃油燃气锅炉房时应考虑可燃性气体、液体泄漏带来的安全性问题，应设置可燃性气体泄漏报警系统和事故通风系统，并相互联锁。防火安全问题应按照有关防火设计规范来考虑，在此不作详述。

设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全保护、北方暖通空调系统冬季防冻、空调系统电加热与风机联锁保护等问题。在方案设计时应注意考虑暖通空调系统故障可能对室内重要设备和物品产生的不利影响，例如，重要机房、重要资料库和文物库房不应采用在吊顶设置风机盘管的空调方案，因为一旦空调水系统漏水将造成严重损失。

人员环境安全主要包括暖通空调系统对人体的危害、防止恐怖袭击和防止传染性疾病扩散这3个方面的问题。采用氨制冷方案时，应考虑氨泄漏对人体的危害。锅炉房的布局应考虑人员安全性问题。在防止恐怖袭击方面和防止传染性疾病扩散方面，应注意空调新风口是最薄弱环节，因此必须采取可靠的防范措施，新风口应设置在人员难以接近、不易受到污染的地方。由于全空气空调系统回风口很多，因此它是最容易遭受恐怖分子生化袭击的空调系统形式，如果不采取特殊的措施，它也是最容易造成流行性疾病扩散的空调系统形式。从这方面来说，分体空调、一拖多空调系统、风机盘管空调系统的安全性较好。

在确定系统新风量时，除了要考虑以往的一些因素外，还要考虑在流行性疾病暴发期间，稀释室内有害病毒浓度的要求。在这方面，应注意不要走向另一个极端，对空调系统安全性的过度恐慌是没有必要的。例如，为了防止传染性疾病扩散而采用全新风直流系统，显然是不合理的，这将使投资、能耗和运行费用大大增加，关键是要合理确定系统方案和新风量，加强有组织排风，并采用隔绝式的热回收装置、加强对空气的过滤与消毒处理。系统新风量应能调节，平时按正常风量运行，流行性疾病暴发期间或室内受到生化污染的情况下按较大风量运行。吊顶暗装风机盘管的回风应采用风管连接，不应采用将吊顶作为静压箱的吊顶回风方式。另外在表冷器、蒸发器和冷却塔等结露积水、病菌容易繁殖的地方应采取可靠的排水和消毒措施。

5、环境影响问题

随着工业生产的迅速发展和人们生活水平的日益提高，环境保护问题越来越受到人们的重视，而燃煤锅炉的排烟又是北方城市大气的主要污染源，因此北京等大城市对燃煤锅炉进行了严格的限制，而且限制的区域不断扩大。在这些区域内，环境影响成为了关系到设计方案可行性的一个重要因素。在设计方案选择时应特别注意环境保护要求不断提高的趋势，避免建筑物建成不久就进行改造。在空调设备选型时，要特别注意各种氟利昂制冷剂替代的进程要求，不能选用以已经或即将禁用的制冷剂为冷媒的空调产品。在这方面暖通空调设计人员既要有环境保护的责任感，同时也要考虑建设方和用户的经济承受能力，不要盲目冒进，以免给建设方和用户增加不必要的经济负担。

在对设计方案进行经济性比较分析时，还应综合考虑暖通空调设备的废气、废水、废渣和噪声等污染治理的费用。如何对设计方案污染物排放的危害、对臭氧层的破坏和产生的温室效应的危害、系统和设备全过程(包括设备制造、使用和淘汰处理的全过程)的能源和资源消耗等进行全面、科学、定量的经济性评估比较，是一个需要深入研究的问题。

6、设计方案比较中的一些误区

由于设计方案比较是一项影响因素多、专业技术性很强的复杂技术工作，即使是暖通空调专业的设计人员，要在众多设计方案中选出最佳方案也非易事，对于局外人更是雾里看花。目前在该项工作中仍然存在一些认识上的误区。例如，认为采用最新技术的设计方案就是最佳的设计方案，出现不管使用条件而盲目追求新技术的倾向，甚至以此作为卖点进行炒作。实际上每种方案都有其适用条件和范围，在其适用范围之外，先进的技术方案就可能变成不合理甚至是不可行的方案。一种设计方案对某个工程项目可能是最佳方案，但对于另一个工程项目就可能是不可行的方案，因此在方案选择时不能赶时髦、搞攀比。

另外往往认为投资最低的方案就是最佳方案，但是一次投资低的方案有可能因为其运行费用很高或设备寿命很短，需要经常更换，从长期运行来说并不合算。在评价设计方案时，往往认为复杂的方案就是高水平的方案。但实际上因为系统越复杂，通常其设备越多、投资就越高，系统的可靠性、可操作性、可控性和可维护性就越差，因此复杂的方案并不一定就是高水平的设计方案，在满足使用要求的前提下，系统越简单越好。此外，在选择设计方案时切忌不加分析地采用建设方的意见，因为建设方通常不是暖通空调专业设计人员，不可能对设计方案进行全面技术经济性分析比较。因此应对建设方的意见进行认真的分析，通过全面技术经济性分析比较来确定最佳的设计方案。

暖通空调设计方案的选择是一个直接关系到暖通空调工程项目的成败和经济效益优劣的重要问题。暖通空调设计方案的比较和优选是一个涉及面广、影响因素多的复杂技术工作。一个优秀的暖通空调工程设计方案，应对设计方案涉及的各种因素进行全面的考虑，使其综合效益最高。综合考虑的因素越多，通常其方案设计的水平越高，同时其设计工作量和难度就越大。但由于目前工程设计周期普遍较短、暖通空调专业的设计收费太低、设计收费与设计产生的经济效益不挂钩以及一些技术性问题没有完全解决等原因，在实际设计工作中往往不能对设计方案进行多方案多参数的综合对比分析和优化选择，对设计方案的选择容易出现片面性和主观性的问题，由此造成的经济损失是相当严重的。这一问题应引起有关方面的高度重视，在设计管理和技术研究两个方面均要作大量的工作。

在设计方案比较选择时必须对工程设计项目的各项实际需求、环境条件的特点、需求和环境条件的变化趋势等情况进行深入调查研究，对各种技术方案的特点、适用条件和范围进行客观深入的分析，对暖通空调各种技术发展的方向和趋势有深入的了解，尤其必须对各种设计方案的可行性、可靠性、安全性、投资、能耗、运行费用、调节性、操作管理的方便性、环境影响、舒适性和美观性等技术经济评价因素进行客观准确的计算和综合对比分析。只有这样才能对各种设计方案进行科学的比较和优选，避免因片面性和主观性带来的失误和经济损失。

第三篇：暖通空调设计方案比较的一些问题

暖通空调设计方案比较的

一些问题

摘要：认为设计方案的技术 经济 比较是一项 影响 暖通空调设计质量和效率的重要工作。对暖通空调设计方案技术经济中存在的一些 问题 进行探讨，从可行性、经济性、调节性、安全性及环境影响等方面进行 分析 ，并指出在设计方案比较方面的一些认识误区，提出 参考 意见。

关键词：暖通空调设计方案技术经济比较引言 设计方案对暖通空调工程设计的成败优劣关系重大。近年来，随着 科学 技术的迅速 发展 以及对节能和环保要求的不断提高，暖通空调领域中新的设计方案大量涌现，针对同一个设计项目，往往可以有几种、十几种甚至几十种不同的设计方案可以选择，设计人员不得不进行大量的方案比较和优选的工作，设计方案技术经济性比较正在成为影响暖通空调设计质量和效率的一项重要工作。暖通空调设计方案的评价因素很多，一些因素很难定量表述，许多因素又不具可比性，每种设计方案往往都有各自的优缺点，面对众多的设计方案，由于考虑问题的角度不同，各方的看法往往各不相同，甚至大相径庭。 目前 在设计方案比较中存在的一些混乱状况使设计人员无

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所适从。如何对暖通空调设计方案进行科学的比较和优选，是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。笔者根据从事设计、审图和方案评审工作的一些体会，对暖通空调设计方案比较中应注意的一些问题进行粗浅的分析。

1、可行性和可靠性问题 能够满足使用要求，这是方案可行性应考虑的主要问题。设计方案应符合国家和当地政府有关法规和规范的要求，包括有关环境保护的要求;设计方案应能满足有关方面的要求(如供电、供气、供水、供热等)，并应特别顾及这些条件的长期、变化情况。例如采用水源热泵设计方案时应考虑当地地质情况、地下水资源的现状和变化趋势、冬季热负荷和夏季冷负荷不平衡所产生的热(冷)蓄积效应等问题。对于温湿度等参数要求较高或比较特殊的工艺性暖通空调设计项目，应对设计方案进行全年工况分析，以确保其在全年各种室外气象条件下的适应性。对于一些无法采用标准设备的特殊情况，对非标准设备应提出详细的参数要求，并且所提出的参数要求应合理可行。能否有足够的机房面积也是评判设计方案可行性必须考虑的问题，尤其是对于一些改造工程和建筑面积比较紧张的情况。对于一些要求全年保证室内空气参数的重要工程以及空调系统故障停机将产生严重损失的场所，如航天发射场，应考虑系统中设备的工作可靠性和备份问题，进行系统工作可靠性分析。在这种情况下，室外气象参数和安全系数的确定也应

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特殊考虑。

2、经济性比较问题 经济性比较是目前暖通空调方案比较中考虑最多的一个问题。在经济性比较时首先应注意比较基准必须一致。应采用相同的设计要求、使用情况、设备档次、能源价格、舒适状况、美观情况等基准条件进行比较，这样才能保证方案比较结果的科学性和合理性。如果对采用名牌设备和采用低档设备的方案进行经济性比较，显然是不合理的;如果不考虑舒适性的区别，对有新风供应和没有新风供应的方案进行经济性比较，显然不可能做出正确的选择;如果不考虑美观性和舒适性进行经济性比较，对集中式空调方案显然是不公平的。一次投资是投资方最为关注的一个参数，在 计算 投资时应全面准确、不能漏项。暖通空调设计方案的一次投资不仅包括各种设备、管道、材料的投资，而且应包括各种相关收费(如热力入网费、用电设备增容费、天然气的气源费等)，相应的安装、调试费用，相关的工程管理等各种收费，相关水处理和配电与控制投资，机房土建投资与相应室外管线的费用，而这些在实际设计工作中容易被遗漏。由于同一种设备的生产厂家较多，价格各异，因此在不同方案经济性计算比较时各种设备的价格应采用平均价格。以上都是直接费用，在一些情况下间接效益也应综合考虑。如宾馆、饭店、写字楼的空调机房节省的面积，作为商业用房可产生的效益。如果采用贷款进行建设，全面的经济性比较还应考虑贷款利率和还贷期限等动态因素。运行

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能耗和运行费用是暖通空调设计方案技术经济性比较必须考虑的重要参数。运行能耗除了应计算暖通空调主机(锅炉和制冷机等)的能耗外，还应计算其他辅助设备(如风机和水泵等)的能耗。不能简单按照设备铭牌功率和运行时间的乘积来计算能耗而应考虑在全年季节变化的情况下，建筑物实际负荷的变化，同时应考虑设备非标准状态下的效率。办公楼、教学楼、写字楼和游泳馆等建筑物的暖通空调设备通常间歇运行，其运行时间应为扣除停机时间后的实际运行时间。在计算过程中应注意不同地区、不同时期、不同时段各种能源的价格可能不同。由于影响因素和不确定因素较多，如何准确地计算建筑物暖通空调设备全年的实际能耗和运行费用，目前仍然是一个没有完全解决的技术难题。运行费用除了能耗费用如电费、燃油费、燃煤费、燃气费外，还应包括消耗的水费、人工费等。在经济性比较时，切忌图省事可直接采用有关厂家给出的比较数据和结果。笔者曾发现，对电供暖的运行费用，3个不同设备(电锅炉、水源热泵和户式燃气供暖炉)厂家提供的计算结果大相径庭。通过对其计算过程的详细核对，发现不同设备生产厂家由于考虑问题的角度不同，计算中存在一些有利于自己产品、不利于他人产品的失误或假设。对此设计人员应给予足够重视，对厂家提供的数据应认真分析和核对。在设计方案经济性比较时应综合考虑投资、运行费用以及设备的使用寿命，以相同的使用周期

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为基准，进行综合经济性的计算比较，而不能简单地根据设备报价进行比较。对于同时有供暖和空调要求的项目，应考虑冬季和夏季设备综合利用问题，进行冬夏季综合经济性比较。对于可以兼供生活热水的工程，应综合考虑生活热水供应的投资和能耗。

3、调节性和可操作性问题 暖通空调系统的容量通常是按接近全年最不利的气象条件确定的，因此系统应有较好的调节性能，以适应全年负荷的变化。调节性能好的系统方案，如采用VAV空调系统和VRV变频空调系统的方案，其一次投资通常较高，但运行能耗较小，在经济性计算和比较时应综合考虑这些因素。对于部分时间使用的办公建筑、写字楼和教学楼，设计方案应能适应其夜间不工作时的调节要求。 设计方案的管理操作方便性是用户十分关心的问题。空调系统自动化水平的提高，可以减少管理人员的数量和劳动强度，从而使人工费减少，但使一次投资增加，对操作人员素质的要求提高。空调系统是否采用自动控制，应根据实际情况和要求，经技术经济性比较来确定。对于大型空调系统和需要经常调节控制的设备较多的工程，宜采用自动控制，以减少操作管理的工作量。但自动控制系统应尽可能简化，以提高系统的经济性和可靠性。对于只有季节转换时才操作的阀门不宜采用自动控制。对于一些各部分不同时使用的建筑物或各部分出租给不同使用单位的商业建筑，系统设臵应考虑分别管理控制和运行费用分别统计交纳的要

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4、安全性 问题 设计方案的安全性是以往考虑较少的问题，随着美国“9·11”等恐怖袭击事件的发生以及SARS的出现和迅速蔓延，暖通空调系统的安全性问题已经成为公众关注的焦点，在SARS严重流行时期，人们甚至对空调系统产生恐惧而不敢使用，这将对暖通空调行业的 发展 产生深远的 影响 。经过对这些事件的认真 分析 、 研究 和反思，将会在工程设计、设备研制、运行管理、规范和技术措施等诸多方面进行改进，使暖通空调系统的安全性得以提高。在大中型建筑方案设计阶段，对其暖通空调系统进行安全性评估将是十分必要的。暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全、人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全5个方面的问题。在设计弹药厂房和库房、煤矿等易燃易爆工程的通风空调系统时，安全性成为必须考虑的重要因素，应采取相应的防爆技术方案和措施。在设计燃油燃气锅炉房时应考虑可燃性气体、液体泄漏带来的安全性问题，应设臵可燃性气体泄漏报警系统和事故通风系统，并相互联锁。防火安全问题应按照有关防火设计规范来考虑，在此不作详述。设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全保护、北方暖通空调系统冬季防冻、空调系统电加热与风机联锁保护等问题。在方案设计时应注意考虑暖通空调系统故障可能对室内重要设备和物品产生的不利影响，例如，重要机房、重要资料库和文物库房不应采用

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在吊顶设臵风机盘管的空调方案，因为一旦空调水系统漏水将造成严重损失。人员环境安全主要包括暖通空调系统对人体的危害、防止恐怖袭击和防止传染性疾病扩散这3个方面的问题。采用氨制冷方案时，应考虑氨泄漏对人体的危害。锅炉房的布局应考虑人员安全性问题。在防止恐怖袭击方面和防止传染性疾病扩散方面，应注意空调新风口是最薄弱环节，因此必须采取可靠的防范措施，新风口应设臵在人员难以接近、不易受到污染的地方。由于全空气空调系统回风口很多，因此它是最容易遭受恐怖分子生化袭击的空调系统形式，如果不采取特殊的措施，它也是最容易造成流行性疾病扩散的空调系统形式。从这方面来说，分体空调、一拖多空调系统、风机盘管空调系统的安全性较好。在确定系统新风量时，除了要考虑以往的一些因素外，还要考虑在流行性疾病暴发期间，稀释室内有害病毒浓度的要求。在这方面，应注意不要走向另一个极端，对空调系统安全性的过度恐慌是没有必要的。例如，为了防止传染性疾病扩散而采用全新风直流系统，显然是不合理的，这将使投资、能耗和运行费用大大增加，关键是要合理确定系统方案和新风量，加强有组织排风，并采用隔绝式的热回收装臵、加强对空气的过滤与消毒处理。系统新风量应能调节，平时按正常风量运行，流行性疾病暴发期间或室内受到生化污染的情况下按较大风量运行。吊顶暗装风机盘管的回风应采用风管连接，不应采用

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将吊顶作为静压箱的吊顶回风方式。另外在表冷器、蒸发器和冷却塔等结露积水、病菌容易繁殖的地方应采取可靠的排水和消毒措施。

5、环境影响问题 随着 工业 生产的迅速发展和人们生活水平的日益提高，环境保护问题越来越受到人们的重视，而燃煤锅炉的排烟又是北方城市大气的主要污染源，因此北京等大城市对燃煤锅炉进行了严格的限制，而且限制的区域不断扩大。在这些区域内，环境影响成为了关系到设计方案可行性的一个重要因素。在设计方案选择时应特别注意环境保护要求不断提高的趋势，避免建筑物建成不久就进行改造。在空调设备选型时，要特别注意各种氟利昂制冷剂替代的进程要求，不能选用以已经或即将禁用的制冷剂为冷媒的空调产品。在这方面暖通空调设计人员既要有环境保护的责任感，同时也要考虑建设方和用户的 经济 承受能力，不要盲目冒进，以免给建设方和用户增加不必要的经济负担。在对设计方案进行经济性比较分析时，还应综合考虑暖通空调设备的废气、废水、废渣和噪声等污染治理的费用。如何对设计方案污染物排放的危害、对臭氧层的破坏和产生的温室效应的危害、系统和设备全过程(包括设备制造、使用和淘汰处理的全过程)的能源和资源消耗等进行全面、 科学 、定量的经济性评估比较，是一个需要深入研究的问题。

6、设计方案比较中的一些误区 由于设计方案比较是一项影响因素多、专业技术性很强的复杂技术工作，即使是暖通空

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调专业的设计人员，要在众多设计方案中选出最佳方案也非易事，对于局外人更是雾里看花。 目前 在该项工作中仍然存在一些认识上的误区。例如，认为采用最新技术的设计方案就是最佳的设计方案，出现不管使用条件而盲目追求新技术的倾向，甚至以此作为卖点进行炒作。实际上每种方案都有其适用条件和范围，在其适用范围之外，先进的技术方案就可能变成不合理甚至是不可行的方案。一种设计方案对某个工程项目可能是最佳方案，但对于另一个工程项目就可能是不可行的方案，因此在方案选择时不能赶时髦、搞攀比。另外往往认为投资最低的方案就是最佳方案，但是一次投资低的方案有可能因为其运行费用很高或设备寿命很短，需要经常更换，从长期运行来说并不合算。在评价设计方案时，往往认为复杂的方案就是高水平的方案。但实际上因为系统越复杂，通常其设备越多、投资就越高，系统的可靠性、可操作性、可控性和可维护性就越差，因此复杂的方案并不一定就是高水平的设计方案，在满足使用要求的前提下，系统越简单越好。此外，在选择设计方案时切忌不加分析地采用建设方的意见，因为建设方通常不是暖通空调专业设计人员，不可能对设计方案进行全面技术经济性分析比较。因此应对建设方的意见进行认真的分析，通过全面技术经济性分析比较来确定最佳的设计方案。

7、结语 暖通空调设计方案的选择是一个直接关系到暖通空调工程项目的成败和经济效益优

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劣的重要问题。暖通空调设计方案的比较和优选是一个涉及面广、影响因素多的复杂技术工作。一个优秀的暖通空调工程设计方案，应对设计方案涉及的各种因素进行全面的考虑，使其综合效益最高。综合考虑的因素越多，通常其方案设计的水平越高，同时其设计工作量和难度就越大。但由于目前工程设计周期普遍较短、暖通空调专业的设计收费太低、设计收费与设计产生的经济效益不挂钩以及一些技术性问题没有完全解决等原因，在实际设计工作中往往不能对设计方案进行多方案多参数的综合对比分析和优化选择，对设计方案的选择容易出现片面性和主观性的问题，由此造成的经济损失是相当严重的。这一问题应引起有关方面的高度重视，在设计管理和技术研究两个方面均要作大量的工作。在设计方案比较选择时必须对工程设计项目的各项实际需求、环境条件的特点、需求和环境条件的变化趋势等情况进行深入调查研究，对各种技术方案的特点、适用条件和范围进行客观深入的分析，对暖通空调各种技术发展的方向和趋势有深入的了解，尤其必须对各种设计方案的可行性、可靠性、安全性、投资、能耗、运行费用、调节性、操作管理的方便性、环境影响、舒适性和美观性等技术经济评价因素进行客观准确的 计算 和综合对比分析。只有这样才能对各种设计方案进行科学的比较和优选，避免因片面性和主观性带来的失误和经济损失.

第四篇：浅析暖通空调设计方案的若干思考

论文摘要:如何对暖通空调设计方案进行科学的比较和优选,是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。本文根据实际工作经验,对暖通空调设计方案应注意的一些问题进行粗浅的分析。

1 方案应吸收设备工种参加

现在有不少工程,在方案阶段只有建筑师埋头创造,不吸收设备工程师参加方案设计,结果建筑方案中选后设备空间没有考虑,造成设备设计很大困难。机房设在某一角落,风道拉得很远,既不经济也影响通风效果;进风口与排风口挤在一起,不合规定;管道夹层当机房使用,噪声、振动直接影响上、下客房,不但增加了消声减振的费用,还难以取得满意的效果。诸如此类举不胜举。要改变这一现实,要想适用、经济、美观地建造起现代化建筑,建筑师在方案阶段就吸收设备工程师参加设计实为当务之急。

2 设计前对建筑物要了解清楚

要想做好一个建筑物的空调设计,达到真正良好的使用效果,应当是各工种综合的好效果。用我们的政策语言,就是适用、经济、美观三者俱备。为此目标在做设计的时候各工种必须配合好。一般说来以下几个问题首先要了解清楚,才好采取对策,即选用适合的方案和系统。

2.1 弄清该建筑物在总图中的位置,四邻建筑物及其周围供热、供水、供电等管线的敷设方式与可能的接口地点。这可为本建筑物设计供热入口时的客观条件。也可作为计算负荷时考虑风力、日照等因素的参考,还可以根据主要入口的朝向,确定大门的做法。

2.2 弄清建筑物内的人员数量,使用时间,有无废气要排等。作为计算负荷及划分系统的依据。

2.3 层数、层高及建筑物的总高度,看其是否属于高层建筑。按现行的规范规定:十层及十层以上的住宅;建筑高度超过24m的其他民用建筑,应遵守高层民用建筑设计防火规范的条款。

3 可行性和可靠性问题

能够满足使用要求,这是方案可行性应考虑的主要问题。设计方案应符合国家和当地政府有关法规和规范的要求,包括有关环境保护的要求;设计方案应能满足有关方面的要求(如供电、供气、供水、供热等),并应特别顾及这些条件的长期、变化情况。对于温湿度等参数要求较高或比较特殊的工艺性暖通空调设计项目,应对设计方案进行全年工况分析,以确保其在全年各种室外气象条件下的适应性。对于一些无法采用标准设备的特殊情况,对非标准设备应提出详细的参数要求,并且所提出的参数要求应合理可行。

4 经济性比较问题

经济性比较是目前暖通空调方案比较中考虑最多的一个问题。在经济性比较时首先应注意比较基准必须一致。应采用相同的设计要求、使用情况、设备档次、能源价格、舒适状况、美观情况等基准条件进行比较,这样才能保证方案比较结果的科学性和合理性。如果对采用名牌设备和采用低档设备的方案进行经济性比较,显然是不合理的;如果不考虑舒适性的区别,对有新风供应和没有新风供应的方案进行经济性比较,显然不可能做出正确的选择;如果不考虑美观性和舒适性进行经济性比较,对集中式空调方案显然是不公平的。

5 调节性和可操作性问题

暖通空调系统的容量通常是按接近全年最不利的气象条件确定的,因此系统应有较好的调节性能,以适应全年负荷的变化。调节性能好的系统方案,如采用VAV空调系统和VRV变频空调系统的方案,其一次投资通常较高,但运行能耗较小,在经济性计算和比较时应综合考虑这些因素。对于部分时间使用的办公建筑、写字楼和教学楼,设计方案应能适应其夜间不工作时的调节要求。

设计方案的管理操作方便性是用户十分关心的问题。空调系统自动化水平的提高,可以减少管理人员的数量和劳动强度,从而使人工费减少,但使一次投资增加,对操作人员素质的要求提高。空调系统是否采用自动控制,应根据实际情况和要求,经技术经济性比较来确定。对于大型空调系统和需要经常调节控制的设备较多的工程,宜采用自动控制,以减少操作管理的工作量。但自动控制系统应尽可能简化,以提高系统的经济性和可靠性。对于只有季节转换时才操作的阀门不宜采用自动控制。对于一些各部分不同时使用的建筑物或各部分出租给不同使用单位的商业建筑,系统设置应考虑分别管理控制和运行费用分别统计交纳的要求6 安全性问题

暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全、人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全5个方面的问题。在设计弹药厂房和库房、煤矿等易燃易爆工程的通风空调系统时,安全性成为必须考虑的重要因素,应采取相应的防爆技术方案和措施。在设计燃油燃气锅炉房时应考虑可燃性气体、液体泄漏带来的安全性问题,应设置可燃性气体泄漏报警系统和事故通风系统,并相互联锁。防火安全问题应按照有关防火设计规范来考虑,在此不作详述。设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全保护、北方暖通空调系统冬季防冻、空调系统电加热与风机联锁保护等问题。在方案设计时应注意考虑暖通空调系统故障可能对室内重要设备和物品产生的不利影响,例如,重要机房、重要资料库和文物库房不应采用在吊顶设置风机盘管的空调方案,因为一旦空调水系统漏水将造成严重损失。

7 环境影响问题

随着工业生产的迅速发展和人们生活水平的日益提高,环境保护问题越来越受到人们的重视,而燃煤锅炉的排烟又是北方城市大气的主要污染源,因此北京等大城市对燃煤锅炉进行了严格的限制,而且限制的区域不断扩大。在这些区域内,环境影响成为了关系到设计方案可行性的一个重要因素。在设计方案选择时应特别注意环境保护要求不断提高的趋势,避免建筑物建成不久就进行改造。在空调设备选型时,要特别注意各种氟利昂制冷剂替代的进程要求,不能选用以已经或即将禁用的制冷剂为冷媒的空调产品。

暖通空调设计方案的选择是一个直接关系到暖通空调工程项目的成败和经济效益优劣的重要问题。暖通空调设计方案的比较和优选是一个涉及面广、影响因素多的复杂技术工作。一个优秀的暖通空调工程设计方案,应对设计方案涉及的各种因素进行全面的考虑,使其综合效益最高。综合考虑的因素越多,通常其方案设计的水平越高,同时其设计工作量和难度就越大。 只有这样才能对各种设计方案进行科学的比较和优选,避免因片面性和主观性带来的失误和经济损失。

第五篇：暖通设计方案

(金明明;山东文孚建筑设计有限公司;250001) 摘要：

在暖通空调系统的整个生命周期中，方案设计是其中最关键的环节，它决定着系统后续工作的顺畅性与可行性。本文主要针对高层建筑中暖通空调的设计方案展开讨论，首先阐述采暖、通风、空气调节的内涵，对暖通空调概念进行解释;做好设计前的准备工作，总结提高暖通空调设计方案经济性、适用性的几点建议，并提出几点注意事项。 关键词：高层建筑;暖通空调;设计方案 High-rise building HVAC design scheme ( Jin Mingming; Shandong Wen Fu architectural design limited company; 250001) Abstract: In the HVAC system design in the whole life cycle, which is the most crucial link, it determines the system work smoothly and feasibility. This article mainly aims at the high-rise building HVAC design scheme is discussed firstly, heating, ventilation, air conditioning HVAC concept connotation, explain; make the design preparation work, improve the summary of HVAC design scheme of economy, applicability of several suggestions, and puts forward some matters needing attention. Key words: high-rise building; air conditioning; design scheme

一、采暖、通风、空气调节的内涵

所谓采暖即供暖，是指向建筑物内提供热量，提高室内的温度并进行保持;通风则是指将室外新鲜空气、新风通入室内，将建筑物室内空气置换出去，从而对室内空气品质进行改善;而空气调节则是对建筑物内某个空间的室内温湿度、空气的洁净度以及空气的流动速度加以控制、调节，即我们日常所讲的空调。空调系统可以全面控制建筑的热湿环境与空气品质，其包含部分采暖功能与通风功能，而暖通空调即是将这三种空气调节需求结合在一起的简称。

二、暖通空调设计方案前工作内容

在制定暖通空调设计方案前为了保证其后续的使用效果，设计方案前的一些工作不可忽略，从而保证设计方案的适用性、经济性与美观性。通常来讲方案设计前的工作主要包括以下几点：第一，了解清楚某幢高层建筑在项目总图中的具体位置，确定四邻建筑、周围供热、供水以及供电管线的敷设方式，并分析可能的接口点。其主要目的是为建筑暖通空调设计供热入口提供客观条件，并且在负荷计算过程中风力、日照等参数的选择也可以以此为参照，并且结合主要入口的朝向可以将大门的做法确定出来。第二，了解建筑物中常态情况下人员的数量、暖通空调系统的应用时间等，并了解是否会产生废气排泄，在负荷计算以及系统划分时可以以此为参考。第三，对于高层建筑来说，要对其层数、层高以及整个建筑的总高度进行详细了解，建筑高度大于24m的建筑即为高层建筑，设计方案还要参照高层建筑相关防火规范的条款内容。第四，划分防火分区与防烟分区，确定防火墙的具体位置与火灾疏散的路线，其主要作用是为后续防烟排烟系统设计提供参考，确定设置防火阀门的位置。第五，要充分了解建筑的结构方案，确定剪力墙的位置，并分别了解屋面与外墙的具体做法。第六，选择空调机房的建设位置、冷却塔的位置，进一步明确电源、仪表室、水泵房、热力点等各关键点的位置。

三、提高暖通空调系统适用性与经济性的策略

(一)要求设备工种参加方案设计

如果在暖通空调系统设计阶段仅仅依靠建筑工程师进行方案设计，则可能会导致建筑方案忽略了设备空间的考虑，从而为设备设计带来困难，比如机房位置设置不合理，拉远风道，不仅增加工程成本，而且通风效果也会受到影响;或者排风口与进风口挤在一起，与相关规定要求不符;或者将机房设置在管道夹层中，设备运行过程中产生的噪声与振动会对上下层产生影响，且消声减振的成本也会增加等等。

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所以为了保证设备空间设计的合理性，在方案设计过程中要求设备工种参与设计。

(二)设计方案要考虑节能问题

在暖通空调系统实际设计过程中，在计算空调负荷时不能只采用单一的、简化的计算模式，并且也不能只是重于单位面积冷负荷的计算，即不得根据工程师的个人经验凭想象设计。还有一些建筑项目暖通空调系统是由施工单位自身设计施工的，在测算暖通空调的设计负荷时套用的是家用空调的应用范围等;此外很多设计人员对所计算的负荷属于末端负荷或是主机负荷并未将使用系数综合考虑进去，无法明确系统冷量是否需要根据系统规模进行增减，也未将设备配置、运行的经济性考虑进来等等。这种不全面的设计方案势必会影响到暖通空调系统的经济性。因此在实际设计过程中要将节能理念始终贯穿其中，充分考虑暖通空调系统设计方案的经济性。

(三)保证设计方案的可行性与可靠性

提高设计方案的可行性，首先要求其能够满足使用要求。保证设计方案与国家、地区的相关法规、工程规范要求相符，包括环保要求;设计方案可以满足供电、供气、供水与供热等功能需求，并且要充分考虑这些条件长期的、动态的情况。例如如果采用水源热泵设计，则要充分了解工程所在地的地质情况、地下水资源情况、冬季与夏季冷热负荷不均衡问题等，全面分析设计方案的全年工况，以保证暖通空调系统处于全年室外气象条件下均有较好的适应性。如果某些系统受条件限制无法采用标准设备，则要进一步明确非标设备的参数要求。

(四)要考虑后续的维护操作

通常都是根据全年最不利的气象条件确定暖通空调系统的容量，因此要求系统的可调节性能要好。在暖通空调系统投入使用后，要求其维护操作的便利性要高，提高系统的自动化程度，从而降低管理成本，减少系统维护人员的数量与劳动强度。考虑建筑项目的实际情况，综合其技术经济性来确定暖通空调系统是否需要设置自动控制功能。对于高层建筑而言，通常只在季节转换时需要操作的阀门，最好不要设计自动控制;但是有些高层建筑各部分可能会出租给不同的使用单位，其使用时间会存在差异，因此要充分考虑各部分管理控制与运行成本需要分开统计的要求。

(五)加强经济性的比较分析

在暖通空调系统设计阶段可能会产生多个设计方案，除了按上述内容比较其可行性以外，还要充分考虑设计方案的经济性，基于同样的设计要求、应用环境、设备档次、能源价格，对其舒适、美观以及经济性进行比较分析，从而提高暖通空调系统设计方案的科学性与合理性。在分析设计方案的经济性过程中，要充分考虑系统投资、运行成本以及设备的生命周期，比较方案的经济性时要以同样的使用周期为标准，不能只是简单的比较设备报价。如果建筑项目同时要求具备供暖与空调的要求，还要分析冬、夏设备的综合利用问题，综合比较冬夏的经济性等。

四、设计方案的其它注意事项

在方案设计过程中还要注意其它几点：首先，并非在设计方案中采用最新的技术就是最好的。很多设计方案未结合工程的实际情况，盲目追求新技术的应用，甚至以此为卖点吸引客户，但其实方案自身均有特定的适用条件与应用范围，如果超出其应用范围，无论技术再先进都不可能不合理、不可行。同一种方案可能只适用于某个工程项止，并不一定适用于其它方案，因此方案设计不能一味求新。其次，设计方案并非投资越低越好，虽然有的设计方案初期投资看上去很低，但是却增加了后期的运行成本，或者设备的使用寿命很短更换频繁，无形中增加了系统的运行成本，因此并非投资成本低的方案就是最好的方案。再此，设计方案也并非越复杂越好，恰恰相反，系统越复杂，其投入设备就会越多，不仅会增加投资成本，还会由于系统的复杂性而降低其可靠性、可操作性以及可控制性与可维护性等，所以设计过程中在能够满足使用要求的条件下，系统越简单越好。最后，在选择设计方案时切忌不加分析地采用建设方的意见，因为建设方通常不是暖通空调专业设计人员，不可能对设计方案进行全面技术经济性分析比较。因此应对建设方的意见进行认真的分析，通过全面技术经济性分析比较来确定最佳的设计方案。 参考文献：

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