民用建筑暖通空调设计的问题及解决对策探讨
王凯
南京大学建筑规划设计研究院有限公司
引言:在现代民用建筑中,暖通空调系统不仅承担着调节室内温湿度、维持空气质量的任务,同时也是建筑节能系统中最为关键的组成部分之一。随着“双碳”目标的提出和绿色建筑理念的普及,传统暖通空调设计模式已经逐渐暴露出诸多不足之处,不仅影响建筑运行的能源效率,还可能损害居住者的身体健康与舒适体验。在此背景下,提升暖通空调系统的设计水平,探索更加科学、高效、绿色的系统方案,成为当前建筑设计行业的紧迫课题。本文拟从暖通设计的现状问题出发,结合技术与管理两个维度,深入探讨其改进策略与实施路径。
一、民用建筑暖通空调设计中存在的主要问题
1.1 设计理念滞后
当前在民用建筑暖通空调设计过程中,传统的设计理念依然占据主导地位,许多设计人员和单位在项目初期仍然过于关注初投资控制,忽视系统运行效率与长期运维成本的权衡。一些设计方案着眼于满足最基本的热负荷要求,却忽略了建筑在不同季节和使用阶段的动态需求,导致系统运行频繁偏离最佳状态,能耗上升、舒适性下降。此外,在绿色建筑设计逐步推行的大背景下,许多设计项目仍未能有效融入节能环保理念,未能充分利用被动式设计策略、可再生能源技术,导致整体设计水平与现代建筑发展方向不匹配。
1.2 系统设计不合理
从系统架构来看,一些民用建筑的暖通空调系统存在整体规划混乱、设备布置欠科学等问题。例如中央空调系统未能根据建筑的实际分区和负荷需求合理划分区域,造成部分区域负载过大、部分区域调节困难,系统调节能力受到限制,舒适性得不到保障。此外,通风管道、水管、电缆等设施常常存在交叉、重叠布局不当的情况,不仅加大了施工和维护难度,也增加了系统运行过程中的能量损失。对于不同类型建筑(如住宅、写字楼、商业综合体)缺乏针对性的设计规范,造成系统标准化而非个性化,影响实际使用效果。
1.3 设备选型不当
设备选型是暖通设计中至关重要的一环,但在实际项目中,存在许多选型偏差和误区。一些设计人员未能基于精准的负荷计算进行设备匹配,而是依赖经验公式或参考类似项目数据,导致设备容量偏大,造成资源浪费或系统频繁启停,降低寿命。此外,在节能设备选用上重视不足,未优先考虑高效节能空调机组、新风系统、热回收设备等新型技术产品,导致建筑能耗难以有效降低。部分项目还因预算限制选择低端设备,忽视品牌、能效等级、运行稳定性等关键指标,进一步影响系统的整体运行质量[1]。
1.4 控制系统缺乏智能化
智能控制系统是实现暖通空调节能运行的关键工具,但目前在许多民用建筑中仍未得到广泛应用。部分项目仍采用传统定时启停或手动调节模式,无法根据环境条件和人员活动自动优化系统运行,导致空调系统“跑空”现象频繁,能源利用效率低下。同时,一些项目即便安装了自动控制系统,由于缺乏有效的参数调试与运行维护,系统也难以发挥应有作用,变成“形同虚设”的技术堆砌。此外,在系统集成层面,暖通控制系统与楼宇智能管理系统(BAS)之间的协同不足,数据互通不畅,无法实现建筑环境的精细化管理。
二、暖通空调设计问题的成因分析
2.1 设计阶段沟通不足
在实际设计流程中,暖通设计与建筑、结构、水电等其他专业的协同常常不到位,导致各专业之间存在信息脱节,出现设计图纸重复修改、空间冲突等问题,影响工程进度与施工质量。更为严重的是,设计单位与使用单位之间缺乏有效沟通,无法充分了解建筑使用功能、人员流动规律及用户行为特征,导致暖通系统不能精准满足实际需求,形成系统“配置冗余”或“能力不足”的矛盾,严重影响运行效率。
2.2 设计人员专业能力参差不齐
随着建筑设计行业的快速扩张,大量新进人员进入暖通设计领域,但整体专业水平不均。一些设计人员技术基础薄弱,对当前新型设备、智能化控制手段、可再生能源利用等领域缺乏了解,导致设计方案缺乏先进性与创新性。同时,由于行业内更新速度加快,部分从业者未能及时跟进相关规范和技术标准的变化,依然停留在传统设计模式上,造成设计方案与现行规范脱节。
2.3 行业标准执行不严
目前暖通设计在实际操作中存在标准执行不一致的问题。一些设计单位对行业标准和节能规范理解偏差,执行力度不足,尤其是在节能设计方面,缺乏强制性审核机制。此外,建筑图审流程中,部分审图机构对暖通设计审查内容关注不足,缺少对系统能效水平、运行参数、智能化控制等关键指标的严格把控,导致低水平设计方案顺利通过,增加了后期整改和能耗成本。
2.4 成本控制压力大
在房地产市场竞争日益激烈的背景下,开发商对项目初期投入控制趋于严格,尤其对暖通空调系统这类“隐蔽工程”的关注度偏低。在招标过程中,以低价中标为导向
的机制使得设计单位不得不压缩设计费用和工作时间,影响方案深度与合理性。同时,为了满足成本控制要求,部分设计不得不在设备选型和管路布置中做出妥协,牺牲系统运行效率与长期节能性。
三、优化暖通空调设计的技术对策
3.1 推行绿色设计理念
绿色设计理念强调从建筑全生命周期出发,优化资源配置、降低能耗。在暖通设计中应积极引入建筑节能评估机制,结合气候条件、建筑功能、人员使用规律等因素,制定科学的系统方案。特别是应强化被动式节能策略,如合理朝向设计、自然通风、遮阳设计等,并结合主动式系统(如地源热泵、蓄冷蓄热技术)共同提升建筑整体节能水平。同时,设计人员应熟悉《绿色建筑评价标准》《公共建筑节能设计标准》等规范,并将相关内容融入具体设计方案,促进绿色建筑发展。
3.2 精准负荷计算与科学选型
精确的冷热负荷计算是实现高效运行的前提,建议广泛采用建筑能耗模拟软件,如 EnergyPlus、DeST 等工具,基于建筑实际结构、气候参数和使用特征模拟空调负荷,替代传统经验估算方法。在设备选型过程中,应优先考虑高能效比设备,选用通过国家节能认证的产品,综合考虑其运行稳定性、噪音水平、维护便捷性等指标,确保系统长期运行的经济性和可靠性。
3.3 优化系统布置与节能控制策略
在系统布置方面,应重视暖通专业与其他专业的协同设计,利用 BIM 等技术工具实现三维空间优化设计,减少冲突与返工,提高系统安装效率。节能控制方面,应结合建筑使用特征,设计分区控制、温湿度联动调节、变频控制等智能控制策略,确保系统按需运行。可以引入基于物联网技术的智能终端,通过实时数据采集与反馈,实现空调系统的自学习与自调节功能,显著提升能效比[2]。
3.4 强化运行调试与维护管理设计
合理的设计不仅限于前期方案制定,还应包括后期系统调试与维护管理机制的设计。例如在设计阶段应预设合理的检测点、检修口,便于后期故障诊断与能效评估。同时,应在图纸及技术交底中明确运行策略、调试流程和维护计划,推动“设计—施工—运维”一体化管理,提升系统全周期性能。
四、推动民用建筑暖通设计改进的管理建议
4.1 加强设计单位和人员资质管理
应由相关主管部门建立健全暖通设计企业的技术能力评估机制,推动设计人员持证上岗、定期培训。鼓励高校与行业协会合作开设高水平继续教育课程,强化从业人员对新技术、新标准的掌握能力。对于重大项目应引入设计单位能力排名制度,确保高水平单位承担关键项目任务。
4.2 完善相关政策与标准体系
应加快现有设计规范的更新进程,确保标准内容紧跟技术发展,特别是加强对绿色设计、节能控制、智能化系统等方面的指导与约束。同时,应在政府投资工程中推广全过程咨询与设计总承包模式,强化设计主导地位,避免“重施工轻设计”的现象。
4.3 加强设计与使用方的沟通机制
建议在设计初期建立包括设计单位、开发商、使用方、运维单位在内的多方沟通平台,明确使用需求和功能定位,确保方案设计与实际使用高度匹配。设计阶段可借助数字化工具展示系统运行模拟效果,帮助业主充分理解暖通系统设计意图,减少后期误解与修改[3]。
4.4 鼓励设计全过程信息化应用
应推广 BIM、能耗模拟、运行监测等信息化工具在设计全过程的深度应用,实现从概念设计、方案设计到后期运维的一体化信息流转。鼓励建筑设计公司与科技企业合作开发基于数据驱动的设计平台,推动暖通空调设计进入智能化、精细化的新阶段。
总结:通过对民用建筑暖通空调设计问题的系统梳理与深入分析可以看出,当前存在的问题不仅来源于技术层面,更与设计理念、行业管理、政策支持密切相关。要从根本上提升暖通空调设计水平,必须从系统性思维出发,全面优化设计理念、强化技术能力、完善配套机制,实现从“被动应对”到“主动优化”的转变。未来,随着绿色建筑、智慧建筑的发展趋势日益增强,暖通空调系统的设计也必将向着更加节能、高效、智能的方向迈进。通过持续改进和协同创新,民用建筑暖通空调设计将在提高建筑品质、节能环保和提升用户体验方面发挥更加重要的作用。
参考文献:
[1]张钧恒. 民用建筑暖通空调设计的问题及解决对策探讨 [J]. 新城建科技, 2025,34 (02): 92-94.
[2]朱云霞. 民用建筑暖通空调设计中的问题及解决对策 [J]. 石材, 2024, (01):107-109. DOI:10.14030/j.cnki.scaa.2024.0030.
[3]魏克辉. 民用建筑暖通空调设计中的问题及对策研究 [J]. 应用能源技术, 2023,(06): 15-18.