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摘要：文中以寧德第一中學(xué)新校區(qū)圖書館建設(shè)項(xiàng)目為例，探討圖書館建筑暖通專業(yè)設(shè)計(jì)管理要點(diǎn)，為類似工程暖通專業(yè)設(shè)計(jì)管理提供了有效參考。

關(guān)鍵詞：圖書館；暖通設(shè)計(jì)；管理要點(diǎn)

1工程概況

寧德第一中學(xué)新校區(qū)一期建設(shè)項(xiàng)目位于寧德市中心城區(qū)的環(huán)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(gè)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(jié)構(gòu)形式以框架結(jié)構(gòu)為主。寧德第一中學(xué)新校區(qū)一期建設(shè)項(xiàng)目工程中，圖書館建筑暖通工程設(shè)計(jì)是本工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)之一，整個(gè)設(shè)計(jì)管理過程融合現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念，明確設(shè)計(jì)目標(biāo)，結(jié)合JGJ38-2015《圖書館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50736-2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》，以方案為設(shè)計(jì)依據(jù)，以細(xì)則優(yōu)化為方案制定的深度擴(kuò)展和優(yōu)化，以嚴(yán)格的施工執(zhí)行監(jiān)督為進(jìn)階，結(jié)合現(xiàn)代信息化技術(shù)并融入美學(xué)觀念，完成了冷熱負(fù)荷的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確認(rèn)以及消防設(shè)計(jì)的結(jié)合等。從多方面入手，引入動(dòng)態(tài)控制，聽取設(shè)計(jì)單位、顧問單位以及施工單位的意見，在科學(xué)高效的管理模式之下協(xié)調(diào)各方利益，避免了工程中出現(xiàn)矛盾，取得了良好的設(shè)計(jì)管理效果。

2圖書館建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)基本原則

2.1安全性原則

圖書館暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝的最終目的是創(chuàng)建更加舒適的閱讀與學(xué)習(xí)環(huán)境。整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成包含供暖、通風(fēng)以及空調(diào)三大部分，不同的子系統(tǒng)分別承擔(dān)不同的任務(wù)，但系統(tǒng)的復(fù)雜性直接增大了暖通系統(tǒng)運(yùn)行過程中的風(fēng)險(xiǎn)，尤其對(duì)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(diǎn)，因此，安全性才是設(shè)計(jì)管理中的第一原則。整個(gè)圖書館暖通系統(tǒng)的安全性保障涵蓋消防安全、環(huán)境安全、設(shè)備運(yùn)行安全等多個(gè)方面，設(shè)計(jì)過程應(yīng)嚴(yán)格遵循“防火、防爆、防有毒氣體泄露”的設(shè)計(jì)原則，從提高工程設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性、保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、保障施工材料的優(yōu)質(zhì)性、規(guī)范施工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)性等多方面綜合考量，結(jié)合實(shí)際使用需求完成設(shè)計(jì)管理規(guī)劃。另外，在設(shè)計(jì)過程中，采用安防聯(lián)鎖系統(tǒng)以保證有效監(jiān)督，避免暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中安全風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生［1］。

2.2環(huán)保性原則

相關(guān)調(diào)查研究顯示，暖通空調(diào)占據(jù)整個(gè)建筑系統(tǒng)總能耗的50%~60%左右，因此，提升建筑系統(tǒng)暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保性至關(guān)重要。為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，暖通空調(diào)綠色環(huán)保發(fā)展成為必然。學(xué)校圖書館屬于一項(xiàng)公益項(xiàng)目，不以營利為目的，最大限度地發(fā)揮能源利用率，提高環(huán)保節(jié)能性是設(shè)計(jì)的基本原則之一。保障暖通空調(diào)系統(tǒng)的環(huán)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?zhèn)鹘y(tǒng)電能作為暖通空調(diào)動(dòng)力源、對(duì)暖通空調(diào)自身節(jié)能性進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化、采用智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)溫度控制等措施。因此，本方案在整個(gè)管理設(shè)計(jì)之初，結(jié)合氣象條件、最大冷、熱負(fù)荷完成經(jīng)濟(jì)性以及技術(shù)的比對(duì)分析，將變頻技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中，以優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，進(jìn)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(shù)化成為時(shí)代發(fā)展的關(guān)鍵詞，各行業(yè)皆完成了智能化技術(shù)的接入，在此背景下，智能建筑成為發(fā)展的必然。電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用改變了建筑的使用性能，暖通系統(tǒng)智能化是其中的重要體現(xiàn)。傳統(tǒng)的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)通過簡單的室內(nèi)溫濕度反饋來實(shí)現(xiàn)控制，該種控制方式不僅集成性差、精度不高，而且節(jié)能效果較差，容易造成能源的浪費(fèi)。為此，圖書館暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)管理的過程中，智能元素的融入更加符合現(xiàn)代生活工作需求。暖通系統(tǒng)的智能化包含產(chǎn)品的智能化以及技術(shù)的智能化，例如使用DSP芯片智能化控制器可以完成對(duì)圖書館復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理和輔助系統(tǒng)控制，在動(dòng)態(tài)能耗劑量分析的過程中促使系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)劑量控制調(diào)節(jié)以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)節(jié)優(yōu)化，同時(shí)智能地對(duì)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)故障排除以及事故報(bào)警［2］。

2.4可行性和可靠性

相對(duì)而言，圖書館的建筑需求更高，所以暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)管理中，首先，在設(shè)計(jì)及圖紙審核過程中，選擇合理的設(shè)計(jì)理念，以國家政策法規(guī)以及相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為依據(jù)，以各類規(guī)范圖集以及設(shè)計(jì)任務(wù)書為指導(dǎo)，嚴(yán)格按照規(guī)范要求完成設(shè)計(jì)；其次，結(jié)合其它基本建設(shè)情況，綜合考慮暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)管理與供水、供電、供暖系統(tǒng)的有效融合，保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)與整體建筑風(fēng)格、景觀裝飾以及功能分區(qū)的協(xié)同合作；再次，以可持續(xù)發(fā)展為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合溫度、濕度、風(fēng)量、氣象等多方參數(shù)，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(shè)計(jì)與硬件設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合，通過不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)以及智能運(yùn)維促成行業(yè)的更新發(fā)展，同時(shí)為暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)用性和可靠性奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)［3］。

3圖書館建筑暖通專業(yè)設(shè)計(jì)管理要點(diǎn)

3.1合理選擇循環(huán)水泵

暖通空調(diào)系統(tǒng)中，水循環(huán)系統(tǒng)是設(shè)計(jì)關(guān)鍵，循環(huán)水泵通過熱水的二次熱交換完成供熱系統(tǒng)的循環(huán)，能夠保證水力平衡系統(tǒng)不受影響。研究數(shù)據(jù)顯示，過大的制冷負(fù)荷會(huì)導(dǎo)致循環(huán)水泵輸出的冷循環(huán)氣流超出實(shí)際需求的40%左右，若整個(gè)設(shè)計(jì)過程未嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)都會(huì)受到影響且造成極大的資源浪費(fèi)。當(dāng)前在建筑暖通專業(yè)設(shè)計(jì)管理以及整個(gè)循環(huán)水泵選型過程中，以下問題非常普遍。（1）循環(huán)水泵容量過大：過大容量的循環(huán)水泵不僅會(huì)導(dǎo)致水力平衡受到影響，同時(shí)也會(huì)造成較大的資源浪費(fèi)。產(chǎn)生該種現(xiàn)象的主要原因有思想保守和計(jì)算偏差，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)計(jì)熱負(fù)荷偏大，將靜水壓計(jì)入循環(huán)阻力，導(dǎo)致循環(huán)阻力計(jì)算值偏大。（2）水力平衡系統(tǒng)失調(diào)：若對(duì)水力平衡系統(tǒng)的計(jì)算不夠精準(zhǔn)，且投產(chǎn)前未完成全面的調(diào)試工作，施工后補(bǔ)救調(diào)節(jié)的過程中必然會(huì)造成水力失調(diào)、熱力管網(wǎng)不均勻的現(xiàn)象。為從根本上解決此類問題，本圖書館暖通項(xiàng)目設(shè)計(jì)期間結(jié)合實(shí)際需求，完成了冷負(fù)荷計(jì)算以及系統(tǒng)循環(huán)阻力計(jì)算，有效避免了過大制冷負(fù)荷的計(jì)算考量。嚴(yán)格遵循GB50019-2003《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》完成循環(huán)水泵流量確認(rèn)，并在設(shè)計(jì)管理中選擇安裝兩臺(tái)不同容量的循環(huán)水泵，其中一臺(tái)以負(fù)荷容量為參考，用于給水流量供給［4］；另一臺(tái)可以滿足75%的計(jì)算水流量供給，供嚴(yán)寒天氣時(shí)使用。

3.2合理設(shè)置水力平衡設(shè)備

水利平衡系統(tǒng)與循環(huán)水泵有著緊密的聯(lián)系，也是整個(gè)空調(diào)暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)管理中最容易出現(xiàn)問題的部分。若水力平衡系統(tǒng)失調(diào)，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)流量難以合理分配，造成區(qū)域溫度達(dá)標(biāo)困難，所產(chǎn)生的能量浪費(fèi)也十分明顯。實(shí)際上，水力平衡系統(tǒng)既包括靜態(tài)水力平衡，也包括動(dòng)態(tài)水力平衡，只有將二者有效結(jié)合，才能夠?qū)崿F(xiàn)能源的高效利用，有效保證全面水力平衡。產(chǎn)生水力平衡系統(tǒng)失調(diào)的主要原因有以下兩方面［5］：（1）靜態(tài)水力失調(diào)：設(shè)計(jì)管理過程中未嚴(yán)格結(jié)合工程實(shí)際，管道特性阻力數(shù)計(jì)算出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致實(shí)際流量與設(shè)計(jì)流量不一致，靜態(tài)水力失調(diào)為系統(tǒng)固有，具備穩(wěn)定性。（2）動(dòng)態(tài)水力失調(diào)：閥門開度變化導(dǎo)致實(shí)際流量偏離設(shè)計(jì)要求流量，動(dòng)態(tài)水力失調(diào)為運(yùn)行過程中產(chǎn)生，具有動(dòng)態(tài)變化屬性。為此，本工程設(shè)計(jì)分別從靜態(tài)以及動(dòng)態(tài)水力平衡兩方面入手：（1）靜態(tài)水力平衡方面：通過水力平衡閥的增設(shè)安裝，完成管道特性阻力數(shù)比值的調(diào)節(jié)，保證實(shí)際流量達(dá)到設(shè)計(jì)需求，保障各個(gè)末端實(shí)現(xiàn)流量平衡。（2）動(dòng)態(tài)水力平衡方面：通過流量調(diào)節(jié)器以及壓差調(diào)節(jié)器等水力平衡設(shè)備的安裝，保證系統(tǒng)運(yùn)行過程即便發(fā)生閥門開度變化，也不會(huì)影響各分支環(huán)路流量的調(diào)節(jié)。

3.3合理設(shè)計(jì)供暖系統(tǒng)

暖通空調(diào)供暖系統(tǒng)基本組成為鍋爐、循環(huán)泵、二次熱交換器以及相關(guān)的系統(tǒng)管道和室內(nèi)末端，通過熱水的二次熱交換，實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)的循環(huán)。供暖系統(tǒng)散熱表現(xiàn)較差，會(huì)隨著大量熱量的聚集易造成設(shè)備損壞，甚至引發(fā)火災(zāi)等重大安全事故。在實(shí)際設(shè)計(jì)管理過程當(dāng)中，若未按照安裝維護(hù)規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行，盲目追求經(jīng)濟(jì)效益，必會(huì)留下安全隱患，建筑空調(diào)暖通系統(tǒng)方案制定的過程通常應(yīng)在“空氣+水”的系統(tǒng)基礎(chǔ)之上進(jìn)行。為此，本圖書館暖通工程供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)結(jié)合場地實(shí)際情況，充分考量空間構(gòu)成以及功能區(qū)域的劃分，從專業(yè)角度出發(fā)，遵循先制定空調(diào)方案再制定整體設(shè)計(jì)方案的基本原則，選取RBF模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)暖通空調(diào)廣義預(yù)測控制，建立優(yōu)化策略以及反饋校正，完成方案制定的全面覆蓋，同時(shí)保證方案的經(jīng)濟(jì)合理性以及整體融合性。另外，整個(gè)圖書館對(duì)供暖系統(tǒng)要求較高，要保證環(huán)境相對(duì)干燥，也要確保館內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)需求。所以，在設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)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(jié)露。

3.4合理布置管線

管線是整個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，也是保證整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)科學(xué)性、合理性覆蓋的根本所在。整個(gè)管線設(shè)計(jì)建立在現(xiàn)場勘察基礎(chǔ)之上，若直接套用相關(guān)圖紙進(jìn)行管道布置，不僅難以達(dá)到暖通管徑標(biāo)準(zhǔn)，且在實(shí)際的施工中也會(huì)存在漏洞。另外，若整個(gè)管線設(shè)計(jì)過程未考慮與其他管線的融合，則會(huì)產(chǎn)生不必要的麻煩。本工程管線設(shè)計(jì)管理過程中以方便維修、操作、管理為出發(fā)點(diǎn)，首先深入施工現(xiàn)場完成嚴(yán)格的現(xiàn)場考察，明確相關(guān)參數(shù)以及空間區(qū)域分布情況。其次選用同程式系統(tǒng)，保證各支管間的壓力平衡。同時(shí)，通過嚴(yán)格的水力計(jì)算，選擇合適的管徑，通過BIM等現(xiàn)代信息化技術(shù)的應(yīng)用，完成管道設(shè)計(jì)的優(yōu)化和改善，提升管線布置的合理性，從根本上保證暖通空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在施工實(shí)施之前，需對(duì)設(shè)計(jì)方案和細(xì)則進(jìn)行技術(shù)交底，通過設(shè)計(jì)圖紙審核、結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際情況，完成設(shè)計(jì)圖紙變更，解決設(shè)計(jì)中未覆蓋的問題。

4結(jié)語

寧德第一中學(xué)新校區(qū)圖書館項(xiàng)目暖通專業(yè)設(shè)計(jì)管理實(shí)現(xiàn)了對(duì)工程經(jīng)濟(jì)效益、功能需求等多方面的綜合考量，堅(jiān)持安全性、節(jié)能性、智能化、可靠性和可行性的基本設(shè)計(jì)原則，把握設(shè)計(jì)管理要點(diǎn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)管理方法，在科學(xué)技術(shù)手段的輔助之下，充分體現(xiàn)了整體設(shè)計(jì)的合理性和全面性，推動(dòng)了建筑暖通工程的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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作者:黃斌 單位:中國建筑西北設(shè)計(jì)研究院有限公司廈門分公司