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谈谈暖通设计师技术水平与职业道德


随着国家的经济不断发展和实力的壮大,20世纪80年代中央空调的概念从理论走到了现实,造福于社会。现在基本的高层公共建筑和高档的一些多层建筑都广泛采用中央空调系统,这些大大小小的空调工程从策划,设计,安装,调试直至运行,都留下了许多宝贵的经验,促进了设计师之间的空调技术交流,带动了空调的设计水平,空调的设计方法和空调设备的技术改进和发展。但随着中央空调的广泛应用,也暴露了现有的空调工程的设计和运行的种种不足和缺陷。

目前中央空调已成了建筑物的总体能耗的大户,为此国家相关部门制定了很多的设计施工和运行管理的规范和规章制度,但随着市场经济的发展和不断扩大,空调以至于中央空调作为一种社会群体更高理念的奢侈消耗品,空调工程的设计水平和总体能耗还很难从根本上得到控制,从而导致一系列的相关问题的产生,本文就这些问题,浅谈中央空调从我做起,从设计师个体做起的重要性。


1  我国当前暖通空调设计行业的现状


通常建筑物的空调设计,均为三阶段的设计过程,方案设计,初步设计和施工图设计三个阶段,对规模和复杂程度不高的空调工程设计,可以只进行后两阶段的设计工作,在南方,由于市场经济的迅速发展,大量的私人性质的团体迅速发展,很多民用建筑的开发均为私人和外资性质,他们为了争取尽早取得投资效益,往往要求缩短建设周期,有时一些专项工程也由分包商承担,他们往往是陆续介入,于是边设计边施工已成为一种通用作业方法,尽管这是违反正常的基建程序要求的,在这种情况下,经常会出现一些工程中意想不到的情况,以至于出现大量的工程隐患和工程的不完善。

随着计算机辅助设计的推广和普及,使得工程的设计由密集劳动性转变为技术密集性,由多人的劳动转化为个体的技术劳动,导致大量的工程设计,通常是由少数的设计个体承担,也就是通常说的设计人员的个体炒更现象,这种设计行为往往存在设计周期短,考虑问题不周和各个工种的配合欠缺,常出现工程设计的粗造,必然会导致大量的质量问题和能耗问题,甚至出现不合格的工程设计,发展商由于知识面和考虑问题的侧重面不同,往往对此现象置之不理,甚至根本不知道。我们的国家是一个地广,人口众多和资源短缺,特别是能源短缺的国家,经济的迅速发展和人们对安居住房的迫切要求,往往助长了这种缺乏精密考虑的市场经济行为,对于民用建筑各专业的设计成果,常常出现能耗大,运行不经济的不良产品,既损害了国家和个人的利益,同时又耗费了大量的人力物力和资源。   

民用建筑的中央空调,又是属于一种较高的奢侈性的耗能大户,而且,人们对于空调的认识又存在一些不合理的感性认识,大量的用户和业主均认为夏季开空调,只要能降低室内的高温,能让人感觉清凉,就已达到效果,甚至出现空调越冷,就认为空调设计越好的错误观点,其实就空调二字来分析,其专业解释为空气调节,进一步则是在满足降温升温和除湿加湿的前提下,还要满足室内的负荷变化的气体调节和调节设备,现存的高层和多层建筑的中央空调,普遍存在空调设计负荷计算不准(往往不计后果的偏大)导致装机负荷很大,缺少空调因负荷而调节的措施,设备选择不当,以及运行管理费用偏大,缺少空调的自控设计,经常为人为的简单操作。
2人为因素影响空调冷负荷计算


    建筑物空调负荷的计算,必须分清下列四个热量概念,得热,冷负荷,除热和需热。对于一个建筑物单体或者某一计算室内,在某一瞬时进入室内的热量叫得热。通常可分为稳定得热和瞬变得热两种,设计师在计算冷热负荷时,对室内的照明灯具,人员和耗电量不变的室内用电设备的分析是否全面和仔细是首先必须了解的,同时围护结构如墙体,玻璃窗等吸收的室外阳光和室外热源,以及围护结构的不稳定性传热,此类热量分为显热和潜热,正确区分此类热量,对于设计师选择空调设备是必须的途径。

    我们通常所指的冷负荷则为维持计算单元内恒定的室温而在任一瞬态应从室内除去的热量。但设计人员同时必须注意任一瞬态所有室内的显热得热的总和未必等于同一时间的室内冷负荷。这中间还得正确处理围护结构的吸热和传热。一个设计人员在计算空调冷负荷时,应考虑冷负荷和蓄热体的吸热和放热之间的关系,对于不同的计算方法处理吸热和放热应采取不同的计算方法,由于影响建筑物空调冷负荷的计算的因素很多,因而在确定设计用的综合最大冷负荷时应认真分析考虑选取某一小时间的各种冷负荷分量的总和。

    通常建筑物空调系统是通过设定值进行间隙运行的,在空调系统停止运行时,室内温度上升,空调系统为了维持室内的温度不变,就必须供冷除去多于冷负荷的热量,此部分为除热。

    同时空调设备产生空调效果,必须得到的(包含设备本身)的冷热量,即空调负荷和设备负荷的需冷热量,叫需热(冷)。

    现在大量的设计师对于空调系统的计算时,通常只计算以上各部分的一部分,各类建筑物的各种热量因建筑物的功能不同而不同,一班设计师只考虑其中的一部分,为了保险,而过分地放大计算值,从而导致计算不准,导致大量的工程空调装机过剩,既造成甲方的一次性投资过大和资金的浪费,也导致空调系统的运行费用大幅上升,从而引起业主和甲方可以承担设备投资,而后期无力承担其系统的运行费用,以至于转嫁此类费用于使用方。


3 多数暖通设计师的心理现状


    空调设计师作为建筑工程设计的一份子,他所要做的是在单位时间内选择空调系统的方案,尽快地确定其空调系统如何落实于具体的建筑物,并且满足建筑物的基本功能要求,这中间就有很大的随机性和变数,他对工程的了解程度,建筑物具体的功能划分和功能要求,以及如何完成实现这些功能,这中间最为重要的是,如何选择合理的空调形式,如何控制合理的空调系统投资,以及如何实现所选定的空调系统。通常作为一个尽职尽能的设计师,他需要丰富的专业知识和经验,同时更需要各个专业工种之间的协调配合,了解业主和需方的具体要求,以及本地方的特别情况,才能有机会和可能做出切实可行的空调系统方案和设计。随着市场经济的冲击,设计人员对金钱的过分需求,以及发展商为了工程的更快进行,对建筑物的空调工程的后期运行不计后果,盲目粗造设计和施工,导致现在的大量空调工程装机过大,甚至成倍放大。

    以南方某城市老电视中心空调工程为例,空调主机装机负荷为 1100RT(2 台 300RT 和 2 台 250RT) ,可从 1986 年到现在十六年的实际运行中,最大开机负荷仅到了 650RT ,也就是主机装机容量大了 450RT ,若按当年主机设备的单价 HK6800/RT ,也就是光主机就浪费了过 300 万港币,这中间不算变压器容量,末端设备,管道和各类机房所折算的费用;又如深圳九十年代安装的金通大厦(新王朝酒店)装机容量同为 1100RT(2 台 300RT 和 2 台 250RT) ,同样经十二年的实际运行发现,之间最大的开机负荷仅为 700RT ,也就是光主机就浪费了近 300 万的费用,而对于该大厦的整体设计费用仅为 200 万人民币,可以看到这中间的浪费是如此之大;在深圳,同样对与 1998 年设计的青海大厦,总建筑面积为 48000 平方米,实际使用空调的建筑面积为 16000 平方米,按高层建筑的实用率来看,也就是空调的实际面积仅为 16000x0.8 平方米,从大量的经验数据来看,本大厦的空调末端装机负荷应在 600RT 左右,而主机的装机则应在 500RT ,可实际主机装机容量达到了 750RT ,这中间光主机就浪费了 250RT ,即光主机,发展商就白白损失了六十多万人民币;再如深圳福田区委附近的刚刚开张的一大型超市,面积达到 27000 平方米,原设计装机负荷为 1650RT ,末端装机负荷达到 270Kcal/h ,室设计温度已达到 23 度,可在后期却改变原设计参数,光主机装机就已达到近 1900RT ,保守考虑同时使用系数 0.85 ,则末端的装机负荷就达到了 320Kcal/h ,按这种冷负荷标准,本商场可以作为大型的中餐厅,其冷量也不过分。可以想象得出以后的实际运行负荷开机率,大致就只有装机的 70% 左右。
以上的实例可以清楚看到,现在的空调工程的设计技术和十几年前一样,虽然设备的效率更加提高,技术更加成熟,可实际空调工程的设计和理念根本没有太大的进步。以前设计可以说是设计师的经验不足,可现在的设计同样存在过去的理念,设备进步了,设计师的技术和经验却相对落后。按理说,过去没有计算机辅助计算和设计,可有了先进的工具和性能更高的设备,做出的作品却和过去一样,可以说这其实是比过去更落后。

    纵观现有的空调工程和现有的设计师的技术装备以及现有的空调成套设备,可以说这中间存在的问题,不是设备方面的问题,而是设计师本身的技术和设计理念的退步,当然也可以说是一个合格与不合格的设计师本身的职业道德的问题。对于用户和发展商来说,存在如此问题,他们本身是无可厚非的,因为他们不是专业的技术人员。发展商和用户开发项目,对于这些问题,他们本来就是依靠各类设计师的专业技能和经验来给他们作出保障,充其量,最坏的结果就是多花了大量的冤枉钱而以。但对于一个设计师来说,却是浪费了他人和国家的经济资源和能源资源,所以说任何一个大小的设计师,他的设计作品本身就一方面意味着笔下超生,另一方面也是笔下生辉!即能浪费大量的金钱和资源,也能节省大量的金钱能源。对于象深圳这样的新兴城市而言,每年国家和各类发展商开发的上百项工程,在这方面明明白白和不明不白地浪费了几千万以上的直接投资,而带来的又是的无底的巨额运行费用。


4 设计们的设计理念和节能意识有待加强


    在实际设计中,可以说大部分地区的空调设计是采用简化的单一计算模式进行空调负荷计算,而且只计算单位面积的冷负荷,在根据设计师个人和所在单位的同事的经验进行设计的;甚至相当大的一部分空调设计是施工单位自己设计自己施工;有些还套用家用分体空调器的使用范围来估算中央空调的设计负荷。通常大部分的设计人员对计算负荷是末端负荷还是主机负荷,对计算结果是否综合考虑同时使用系数,系统冷量是否因系统规模而增减,计算中是否考虑围护结构的形式和室内得热和需冷,设备配置是否考虑运行的经济和使用的便利,是否选用高能效比的设备,自己心中均一概不计或者考虑不全,如一家甲级设计院承担的某花园的程控交换机的调试实验室的空调设计,只粗略估计 ( 装机 ) 为 240Kcal/h. 平方米,但光室内程控交换机的发热量就达到了 400W/ 平方米( 344Kcal/h. 平方米),也就是设计的空调所送的冷量还不能满足室内设备发热量的 2/3 ,这中间还不计人员,围护结构,灯光,太阳辐射等等的其他因素。

     所以作为建筑工程的一部分,其设计不只能凭个人的知识,个人的经验,简单地得出设计计算的结果。而设计师在选择方案后,应通常考虑到所设计的工程中各功能房的冷负荷,围护结构的传热,日照的辐射,室内人员的流动情况,室内灯光和电器发热量以及空调机组本身的发热量,系统的规模增加量等,特别提出的是因为上述发热量一些是逐时最大发热量和基本恒定的最大热负荷,而整体冷负荷也是一个简单的最大发热量的总和,一定要合理考虑各个空调系统在使用时间上的不同而造成的装机负荷的不同,国内空调系统设计到现在已基本成熟,有非常成功的设计,也有很失败的工程,设计中可以借鉴现有的空调系统装机情况,合理综合考虑一个因地制宜的,符合当地工程情况的装机系数,选择恰当的装机容量和设备形式,通过理论计算和相关实际工程的运行情况,在各方监管评议的前提下,把工程做到最小的投资,最恰当的满足设计功能的空调系统,从而达到最大的减少因个体和设计师的因素而造成的虚置的设备浪费。

    同时,空调系统作为一个成套的机械系统,他的运行不是简单到人员个体可以控制的,他有他本身的的自控系统,作为一个合理的空调系统,必须有自己完善的自控系统,原因本文在此不叙述,目前在大多数地区,基本上全部的空调系统均未设计和安装,或者可以说根本意识不到自控系统的重要性。


5 结论


    随着我国城市建设的加快,因为天气和人们消费上的原因,相当多的的建筑物均设计和安装了大量的中央空调系统,而且此部分空调系统是整个民用的能耗大户,作为现有的空调系统存在相当大的设备虚置浪费和巨额的运行费用,如何整改以及今后新的设计项目如何控制,必须在当地政府的相关部门的监督和管理,以及在社会各方面的技术支持下,寻求恰当的符合最大经济效益和功能要求的空调工程的设计,施工与运行管理之路。
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