图书馆建筑暖通专业设计管理原则

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摘要：文中以宁德第一中学新校区图书馆建设项目为例，探讨图书馆建筑暖通专业设计管理要点，为类似工程暖通专业设计管理提供了有效参考。

关键词：图书馆；暖通设计；管理要点

1工程概况

宁德第一中学新校区一期建设项目位于宁德市中心城区的环三都澳城市核心地带，地上建筑面积97658.28m2，地下建筑面积6000m2，建筑最高高度为41.85m。1#楼为图书办公楼，是9层一类高层公共建筑，其他楼为多层公共建筑。整个图书办公楼首层层高为5m，2~9层层高为4.2m。首层主要为多功能厅及办公和图书馆门厅，2~5层为图书馆用房，6~9层为行政办公用房，结构形式以框架结构为主。宁德第一中学新校区一期建设项目工程中，图书馆建筑暖通工程设计是本工程设计要点之一，整个设计管理过程融合现代设计理念，明确设计目标，结合JGJ38-2015《图书馆建筑设计规范》、GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》，以方案为设计依据，以细则优化为方案制定的深度扩展和优化，以严格的施工执行监督为进阶，结合现代信息化技术并融入美学观念，完成了冷热负荷的参数标准的确认以及消防设计的结合等。从多方面入手，引入动态控制，听取设计单位、顾问单位以及施工单位的意见，在科学高效的管理模式之下协调各方利益，避免了工程中出现矛盾，取得了良好的设计管理效果。

2图书馆建筑暖通空调设计基本原则

2.1安全性原则

图书馆暖通空调系统设计安装的最终目的是创建更加舒适的阅读与学习环境。整个系统构成包含供暖、通风以及空调三大部分，不同的子系统分别承担不同的任务，但系统的复杂性直接增大了暖通系统运行过程中的风险，尤其对于校园图书馆来讲，其具有着人流密度大、管理难度大的特点，因此，安全性才是设计管理中的第一原则。整个图书馆暖通系统的安全性保障涵盖消防安全、环境安全、设备运行安全等多个方面，设计过程应严格遵循“防火、防爆、防有毒气体泄露”的设计原则，从提高工程设计的科学合理性、保证设备运行的稳定性、保障施工材料的优质性、规范施工技术的标准性等多方面综合考量，结合实际使用需求完成设计管理规划。另外，在设计过程中，采用安防联锁系统以保证有效监督，避免暖通空调系统运行过程中安全风险的产生［1］。

2.2环保性原则

相关调查研究显示，暖通空调占据整个建筑系统总能耗的50%~60%左右，因此，提升建筑系统暖通空调控制系统的节能环保性至关重要。为实现“双碳”目标，暖通空调绿色环保发展成为必然。学校图书馆属于一项公益项目，不以营利为目的，最大限度地发挥能源利用率，提高环保节能性是设计的基本原则之一。保障暖通空调系统的环保性能，可以通过使用绿色建材、改善建筑本身的热工性能、采用全新能源代替传统电能作为暖通空调动力源、对暖通空调自身节能性进行调整优化、采用智能控制系统实现温度控制等措施。因此，本方案在整个管理设计之初，结合气象条件、最大冷、热负荷完成经济性以及技术的比对分析，将变频技术应用到设计当中，以优化暖通空调系统设计，进而提升能源利用率。

2.3智能化原则

随着智能化、信息化以及技术化成为时代发展的关键词，各行业皆完成了智能化技术的接入，在此背景下，智能建筑成为发展的必然。电子信息技术、计算机技术、自动控制技术以及网络通信技术的应用改变了建筑的使用性能，暖通系统智能化是其中的重要体现。传统的暖通空调控制系统通过简单的室内温湿度反馈来实现控制，该种控制方式不仅集成性差、精度不高，而且节能效果较差，容易造成能源的浪费。为此，图书馆暖通系统设计管理的过程中，智能元素的融入更加符合现代生活工作需求。暖通系统的智能化包含产品的智能化以及技术的智能化，例如使用DSP芯片智能化控制器可以完成对图书馆复杂数据的处理和辅助系统控制，在动态能耗剂量分析的过程中促使系统自动实现剂量控制调节以及设备运行状态的调节优化，同时智能地对系统设备运行状况进行监测，实现故障排除以及事故报警［2］。

2.4可行性和可靠性

相对而言，图书馆的建筑需求更高，所以暖通系统设计管理的过程中可行性和可靠性也是首要考虑的问题。本次设计管理中，首先，在设计及图纸审核过程中，选择合理的设计理念，以国家政策法规以及相关设计标准规范为依据，以各类规范图集以及设计任务书为指导，严格按照规范要求完成设计；其次，结合其它基本建设情况，综合考虑暖通系统设计管理与供水、供电、供暖系统的有效融合，保证系统设计与整体建筑风格、景观装饰以及功能分区的协同合作；再次，以可持续发展为出发点，结合温度、湿度、风量、气象等多方参数，有效保证气流组织把控、有效保证冷热源方案把控；最后，完成软件设计与硬件设计的有机结合，通过不断优化设计以及智能运维促成行业的更新发展，同时为暖通空调系统设计实用性和可靠性奠定坚实基础［3］。

3图书馆建筑暖通专业设计管理要点

3.1合理选择循环水泵

暖通空调系统中，水循环系统是设计关键，循环水泵通过热水的二次热交换完成供热系统的循环，能够保证水力平衡系统不受影响。研究数据显示，过大的制冷负荷会导致循环水泵输出的冷循环气流超出实际需求的40%左右，若整个设计过程未严格执行设计标准，整个暖通空调系统都会受到影响且造成极大的资源浪费。当前在建筑暖通专业设计管理以及整个循环水泵选型过程中，以下问题非常普遍。（1）循环水泵容量过大：过大容量的循环水泵不仅会导致水力平衡受到影响，同时也会造成较大的资源浪费。产生该种现象的主要原因有思想保守和计算偏差，进而导致设计热负荷偏大，将静水压计入循环阻力，导致循环阻力计算值偏大。（2）水力平衡系统失调：若对水力平衡系统的计算不够精准，且投产前未完成全面的调试工作，施工后补救调节的过程中必然会造成水力失调、热力管网不均匀的现象。为从根本上解决此类问题，本图书馆暖通项目设计期间结合实际需求，完成了冷负荷计算以及系统循环阻力计算，有效避免了过大制冷负荷的计算考量。严格遵循GB50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》完成循环水泵流量确认，并在设计管理中选择安装两台不同容量的循环水泵，其中一台以负荷容量为参考，用于给水流量供给［4］；另一台可以满足75%的计算水流量供给，供严寒天气时使用。

3.2合理设置水力平衡设备

水利平衡系统与循环水泵有着紧密的联系，也是整个空调暖通系统设计管理中最容易出现问题的部分。若水力平衡系统失调，会导致系统流量难以合理分配，造成区域温度达标困难，所产生的能量浪费也十分明显。实际上，水力平衡系统既包括静态水力平衡，也包括动态水力平衡，只有将二者有效结合，才能够实现能源的高效利用，有效保证全面水力平衡。产生水力平衡系统失调的主要原因有以下两方面［5］：（1）静态水力失调：设计管理过程中未严格结合工程实际，管道特性阻力数计算出现偏差，导致实际流量与设计流量不一致，静态水力失调为系统固有，具备稳定性。（2）动态水力失调：阀门开度变化导致实际流量偏离设计要求流量，动态水力失调为运行过程中产生，具有动态变化属性。为此，本工程设计分别从静态以及动态水力平衡两方面入手：（1）静态水力平衡方面：通过水力平衡阀的增设安装，完成管道特性阻力数比值的调节，保证实际流量达到设计需求，保障各个末端实现流量平衡。（2）动态水力平衡方面：通过流量调节器以及压差调节器等水力平衡设备的安装，保证系统运行过程即便发生阀门开度变化，也不会影响各分支环路流量的调节。

3.3合理设计供暖系统

暖通空调供暖系统基本组成为锅炉、循环泵、二次热交换器以及相关的系统管道和室内末端，通过热水的二次热交换，实现供热系统的循环。供暖系统散热表现较差，会随着大量热量的聚集易造成设备损坏，甚至引发火灾等重大安全事故。在实际设计管理过程当中，若未按照安装维护规范严格执行，盲目追求经济效益，必会留下安全隐患，建筑空调暖通系统方案制定的过程通常应在“空气+水”的系统基础之上进行。为此，本图书馆暖通工程供暖系统设计过程中，应结合场地实际情况，充分考量空间构成以及功能区域的划分，从专业角度出发，遵循先制定空调方案再制定整体设计方案的基本原则，选取RBF模糊神经网络暖通空调广义预测控制，建立优化策略以及反馈校正，完成方案制定的全面覆盖，同时保证方案的经济合理性以及整体融合性。另外，整个图书馆对供暖系统要求较高，要保证环境相对干燥，也要确保馆内围护结构的热工性能满足国家标准需求。所以，在设计过程中，相关的管道和散热器要采取可靠的防渗漏措施，并保证墙体不结露。

3.4合理布置管线

管线是整个暖通空调系统的基础，也是保证整个空调系统科学性、合理性覆盖的根本所在。整个管线设计建立在现场勘察基础之上，若直接套用相关图纸进行管道布置，不仅难以达到暖通管径标准，且在实际的施工中也会存在漏洞。另外，若整个管线设计过程未考虑与其他管线的融合，则会产生不必要的麻烦。本工程管线设计管理过程中以方便维修、操作、管理为出发点，首先深入施工现场完成严格的现场考察，明确相关参数以及空间区域分布情况。其次选用同程式系统，保证各支管间的压力平衡。同时，通过严格的水力计算，选择合适的管径，通过BIM等现代信息化技术的应用，完成管道设计的优化和改善，提升管线布置的合理性，从根本上保证暖通空调系统的稳定运行。在施工实施之前，需对设计方案和细则进行技术交底，通过设计图纸审核、结合施工现场实际情况，完成设计图纸变更，解决设计中未覆盖的问题。

4结语

宁德第一中学新校区图书馆项目暖通专业设计管理实现了对工程经济效益、功能需求等多方面的综合考量，坚持安全性、节能性、智能化、可靠性和可行性的基本设计原则，把握设计管理要点，优化设计管理方法，在科学技术手段的辅助之下，充分体现了整体设计的合理性和全面性，推动了建筑暖通工程的可持续发展。

参考文献

［1］李明.图书馆建筑暖通专业设计管理要点解析［J］.建设监理，2020（S1）：100-102.

作者：黄斌 单位：中国建筑西北设计研究院有限公司厦门分公司