圖書館建筑暖通專業設計管理原則

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摘要：文中以寧德第一中學新校區圖書館建設項目為例，探討圖書館建筑暖通專業設計管理要點，為類似工程暖通專業設計管理提供了有效參考。

關鍵詞：圖書館；暖通設計；管理要點

1工程概況

寧德第一中學新校區一期建設項目位于寧德市中心城區的環三都澳城市核心地帶，地上建筑面積97658.28m2，地下建筑面積6000m2，建筑最高高度為41.85m。1#樓為圖書辦公樓，是9層一類高層公共建筑，其他樓為多層公共建筑。整個圖書辦公樓首層層高為5m，2~9層層高為4.2m。首層主要為多功能廳及辦公和圖書館門廳，2~5層為圖書館用房，6~9層為行政辦公用房，結構形式以框架結構為主。寧德第一中學新校區一期建設項目工程中，圖書館建筑暖通工程設計是本工程設計要點之一，整個設計管理過程融合現代設計理念，明確設計目標，結合JGJ38-2015《圖書館建筑設計規范》、GB50736-2012《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》，以方案為設計依據，以細則優化為方案制定的深度擴展和優化，以嚴格的施工執行監督為進階，結合現代信息化技術并融入美學觀念，完成了冷熱負荷的參數標準的確認以及消防設計的結合等。從多方面入手，引入動態控制，聽取設計單位、顧問單位以及施工單位的意見，在科學高效的管理模式之下協調各方利益，避免了工程中出現矛盾，取得了良好的設計管理效果。

2圖書館建筑暖通空調設計基本原則

2.1安全性原則

圖書館暖通空調系統設計安裝的最終目的是創建更加舒適的閱讀與學習環境。整個系統構成包含供暖、通風以及空調三大部分，不同的子系統分別承擔不同的任務，但系統的復雜性直接增大了暖通系統運行過程中的風險，尤其對于校園圖書館來講，其具有著人流密度大、管理難度大的特點，因此，安全性才是設計管理中的第一原則。整個圖書館暖通系統的安全性保障涵蓋消防安全、環境安全、設備運行安全等多個方面，設計過程應嚴格遵循“防火、防爆、防有毒氣體泄露”的設計原則，從提高工程設計的科學合理性、保證設備運行的穩定性、保障施工材料的優質性、規范施工技術的標準性等多方面綜合考量，結合實際使用需求完成設計管理規劃。另外，在設計過程中，采用安防聯鎖系統以保證有效監督，避免暖通空調系統運行過程中安全風險的產生［1］。

2.2環保性原則

相關調查研究顯示，暖通空調占據整個建筑系統總能耗的50%~60%左右，因此，提升建筑系統暖通空調控制系統的節能環保性至關重要。為實現“雙碳”目標，暖通空調綠色環保發展成為必然。學校圖書館屬于一項公益項目，不以營利為目的，最大限度地發揮能源利用率，提高環保節能性是設計的基本原則之一。保障暖通空調系統的環保性能，可以通過使用綠色建材、改善建筑本身的熱工性能、采用全新能源代替傳統電能作為暖通空調動力源、對暖通空調自身節能性進行調整優化、采用智能控制系統實現溫度控制等措施。因此，本方案在整個管理設計之初，結合氣象條件、最大冷、熱負荷完成經濟性以及技術的比對分析，將變頻技術應用到設計當中，以優化暖通空調系統設計，進而提升能源利用率。

2.3智能化原則

隨著智能化、信息化以及技術化成為時代發展的關鍵詞，各行業皆完成了智能化技術的接入，在此背景下，智能建筑成為發展的必然。電子信息技術、計算機技術、自動控制技術以及網絡通信技術的應用改變了建筑的使用性能，暖通系統智能化是其中的重要體現。傳統的暖通空調控制系統通過簡單的室內溫濕度反饋來實現控制，該種控制方式不僅集成性差、精度不高，而且節能效果較差，容易造成能源的浪費。為此，圖書館暖通系統設計管理的過程中，智能元素的融入更加符合現代生活工作需求。暖通系統的智能化包含產品的智能化以及技術的智能化，例如使用DSP芯片智能化控制器可以完成對圖書館復雜數據的處理和輔助系統控制，在動態能耗劑量分析的過程中促使系統自動實現劑量控制調節以及設備運行狀態的調節優化，同時智能地對系統設備運行狀況進行監測，實現故障排除以及事故報警［2］。

2.4可行性和可靠性

相對而言，圖書館的建筑需求更高，所以暖通系統設計管理的過程中可行性和可靠性也是首要考慮的問題。本次設計管理中，首先，在設計及圖紙審核過程中，選擇合理的設計理念，以國家政策法規以及相關設計標準規范為依據，以各類規范圖集以及設計任務書為指導，嚴格按照規范要求完成設計；其次，結合其它基本建設情況，綜合考慮暖通系統設計管理與供水、供電、供暖系統的有效融合，保證系統設計與整體建筑風格、景觀裝飾以及功能分區的協同合作；再次，以可持續發展為出發點，結合溫度、濕度、風量、氣象等多方參數，有效保證氣流組織把控、有效保證冷熱源方案把控；最后，完成軟件設計與硬件設計的有機結合，通過不斷優化設計以及智能運維促成行業的更新發展，同時為暖通空調系統設計實用性和可靠性奠定堅實基礎［3］。

3圖書館建筑暖通專業設計管理要點

3.1合理選擇循環水泵

暖通空調系統中，水循環系統是設計關鍵，循環水泵通過熱水的二次熱交換完成供熱系統的循環，能夠保證水力平衡系統不受影響。研究數據顯示，過大的制冷負荷會導致循環水泵輸出的冷循環氣流超出實際需求的40%左右，若整個設計過程未嚴格執行設計標準，整個暖通空調系統都會受到影響且造成極大的資源浪費。當前在建筑暖通專業設計管理以及整個循環水泵選型過程中，以下問題非常普遍。（1）循環水泵容量過大：過大容量的循環水泵不僅會導致水力平衡受到影響，同時也會造成較大的資源浪費。產生該種現象的主要原因有思想保守和計算偏差，進而導致設計熱負荷偏大，將靜水壓計入循環阻力，導致循環阻力計算值偏大。（2）水力平衡系統失調：若對水力平衡系統的計算不夠精準，且投產前未完成全面的調試工作，施工后補救調節的過程中必然會造成水力失調、熱力管網不均勻的現象。為從根本上解決此類問題，本圖書館暖通項目設計期間結合實際需求，完成了冷負荷計算以及系統循環阻力計算，有效避免了過大制冷負荷的計算考量。嚴格遵循GB50019-2003《采暖通風與空氣調節設計規范》完成循環水泵流量確認，并在設計管理中選擇安裝兩臺不同容量的循環水泵，其中一臺以負荷容量為參考，用于給水流量供給［4］；另一臺可以滿足75%的計算水流量供給，供嚴寒天氣時使用。

3.2合理設置水力平衡設備

水利平衡系統與循環水泵有著緊密的聯系，也是整個空調暖通系統設計管理中最容易出現問題的部分。若水力平衡系統失調，會導致系統流量難以合理分配，造成區域溫度達標困難，所產生的能量浪費也十分明顯。實際上，水力平衡系統既包括靜態水力平衡，也包括動態水力平衡，只有將二者有效結合，才能夠實現能源的高效利用，有效保證全面水力平衡。產生水力平衡系統失調的主要原因有以下兩方面［5］：（1）靜態水力失調：設計管理過程中未嚴格結合工程實際，管道特性阻力數計算出現偏差，導致實際流量與設計流量不一致，靜態水力失調為系統固有，具備穩定性。（2）動態水力失調：閥門開度變化導致實際流量偏離設計要求流量，動態水力失調為運行過程中產生，具有動態變化屬性。為此，本工程設計分別從靜態以及動態水力平衡兩方面入手：（1）靜態水力平衡方面：通過水力平衡閥的增設安裝，完成管道特性阻力數比值的調節，保證實際流量達到設計需求，保障各個末端實現流量平衡。（2）動態水力平衡方面：通過流量調節器以及壓差調節器等水力平衡設備的安裝，保證系統運行過程即便發生閥門開度變化，也不會影響各分支環路流量的調節。

3.3合理設計供暖系統

暖通空調供暖系統基本組成為鍋爐、循環泵、二次熱交換器以及相關的系統管道和室內末端，通過熱水的二次熱交換，實現供熱系統的循環。供暖系統散熱表現較差，會隨著大量熱量的聚集易造成設備損壞，甚至引發火災等重大安全事故。在實際設計管理過程當中，若未按照安裝維護規范嚴格執行，盲目追求經濟效益，必會留下安全隱患，建筑空調暖通系統方案制定的過程通常應在“空氣+水”的系統基礎之上進行。為此，本圖書館暖通工程供暖系統設計過程中，應結合場地實際情況，充分考量空間構成以及功能區域的劃分，從專業角度出發，遵循先制定空調方案再制定整體設計方案的基本原則，選取RBF模糊神經網絡暖通空調廣義預測控制，建立優化策略以及反饋校正，完成方案制定的全面覆蓋，同時保證方案的經濟合理性以及整體融合性。另外，整個圖書館對供暖系統要求較高，要保證環境相對干燥，也要確保館內圍護結構的熱工性能滿足國家標準需求。所以，在設計過程中，相關的管道和散熱器要采取可靠的防滲漏措施，并保證墻體不結露。

3.4合理布置管線

管線是整個暖通空調系統的基礎，也是保證整個空調系統科學性、合理性覆蓋的根本所在。整個管線設計建立在現場勘察基礎之上，若直接套用相關圖紙進行管道布置，不僅難以達到暖通管徑標準，且在實際的施工中也會存在漏洞。另外，若整個管線設計過程未考慮與其他管線的融合，則會產生不必要的麻煩。本工程管線設計管理過程中以方便維修、操作、管理為出發點，首先深入施工現場完成嚴格的現場考察，明確相關參數以及空間區域分布情況。其次選用同程式系統，保證各支管間的壓力平衡。同時，通過嚴格的水力計算，選擇合適的管徑，通過BIM等現代信息化技術的應用，完成管道設計的優化和改善，提升管線布置的合理性，從根本上保證暖通空調系統的穩定運行。在施工實施之前，需對設計方案和細則進行技術交底，通過設計圖紙審核、結合施工現場實際情況，完成設計圖紙變更，解決設計中未覆蓋的問題。

4結語

寧德第一中學新校區圖書館項目暖通專業設計管理實現了對工程經濟效益、功能需求等多方面的綜合考量，堅持安全性、節能性、智能化、可靠性和可行性的基本設計原則，把握設計管理要點，優化設計管理方法，在科學技術手段的輔助之下，充分體現了整體設計的合理性和全面性，推動了建筑暖通工程的可持續發展。

參考文獻

［1］李明.圖書館建筑暖通專業設計管理要點解析［J］.建設監理，2020（S1）：100-102.

作者：黃斌 單位：中國建筑西北設計研究院有限公司廈門分公司