浅析暖通空调的前景发展与计算机的应用
摘要：中国建筑设计研究院副总工程师潘云钢曾说，对于暖通空调这个设计行业而言，科研和技术力量尚不能完全满足节能需求。有些不仅仅是中国的难题，同样也是世界性的难题。文章对暖通空调的发展前景进行了探讨。
关键词：暖通空调；面临问题；发展前景
中图分类号：TU834 文献标识码：A
文章编号：1674-1145（2009）05-0015-02
一、“暖通”是建筑设计中工种的一个分类名称
在我国的建筑行业，一直以“建筑设计院”牵头。一个建筑项目确立之后，首先由某个建筑设计院进行总体设计。建筑的总体设计包括许多分项，一般如下：建筑设计，结构设计，基础设计，电力（强、弱电）设计，给排水设计，暖通设计，配套园林绿化景观设计，等等。
暖通设计（如果该项目需要）是指该项目中的所需要的“空气调节系统”简称“空调系统”。一般“空调系统”包括制冷供暖系统，新风系统，排风（排油烟）系统等的综合设计。
所以说“暖通”从功能上说是建筑的一个组成部分；从建筑设计来说，它是建筑设计的一个分项，并不是单指“空调”。
二、暖通空调的分类
暖通在学科分类中的全称为供热供燃气通风及空调工程，本科阶段为建筑环境与设备工程，同时暖通空调主要包括：采暖、通风、空气调节这三个方面，缩写HVAC这三个方面简称暖通空调。分类有以下几种：
1．地源热泵空调。土壤源热泵系统的核心是土壤耦合地热换热器。土壤源热泵是以大地为热源对建筑进行空调的技术，冬季通过热泵将大地中的低位热能提高对建筑供暖，同时蓄存冷量，以备夏用；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑进行降温，同时蓄存热量。土壤源热泵系统因节能、节水而普遍受到美国、加拿大、欧洲各国等的关注。我国至今还未有应用实例，但已经有一些研究人员注意该系统。地下水热泵系统分为开式、闭式两种。
2.太阳能空调。太阳能空调所需的能源部分或全部来自太阳能。太阳能空调是利用太阳光辐射为能源进行制冷工作的空调系统。通过使用太阳能空调，不仅可以弥补供电缺口，还可以为创建环保模范城市做出贡献。推广使用太阳能空调，既没有使用电空调所带来的城市热岛效应，也由于不使用氟里昂等有害物质而不会破坏大气环境。所以说太阳能空调是名副其实的绿色节能空调。目前太阳能空调的主要型式有：太阳能电制冷空调、太阳能热制冷空调、太阳能热泵、太阳能液体除湿空调等。
3. 低温地板辐射采暖系统。低温地板辐射采暖就是在地板中直接埋设热水管来加热地板，再由地面辐射热来加热室内空气的采暖形式。这种采暖方式辐射体表面温度不大于45℃，采暖介质常用热水，其辐射体一般是其中埋设了加热管的建筑物构件，如墙壁、顶棚或地板，其中以地面辐射采暖应用居多。
三、暖通空调在安装调试时所发生的问题
1. 室内外空气计算参数不符合规范要求。《设计规范》规定，冬季室内空气计算参数，盥洗室、厕所不应低于12℃，浴室不应低于25℃。同时由于南北方的差异一些主要城市的室外气象参数应按该《设计规范》附录二采用为好。
2．供暖热负荷计算有漏项和错项。《设计规范》规定，冬季供暖系统的热负荷应包括加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量。但有的工程在计算供暖热负荷时却未计算这部分耗热量，致使供暖热负荷出入较大。
3．楼梯间散热器立、支管未单独配置。《设计规范》规定，楼梯间或其他有冻结危险的场所，其散热器应由单独的立、支管供热，且不得装设调节阀。一旦供暖发生故障，可能影响邻室的供暖效果，甚至冻裂散热器。
4. 供暖管道敷设坡度不符合规范要求。《设计规范》规定，供暖管道的敷设应有一定的坡度，对于热水管坡度宜采用0.003，不得小于0.002。然而，有的工程供暖供回水管坡度只有0.001～0.0015。当然，如确因条件限
制，热水管道甚至可无坡度敷设，但此时应保证管中的水流速不得小于0.25m/s。
四、工程设计中存在的问题
1. 供暖入口设置过多。设置供暖入口时，既要考虑室内供暖系统的合理性，又要考虑与室外管线衔接的合理性，不能只图室内系统设计方便、省事，而不顾及室外管网系统。这样不仅给外线施工造成麻烦，也给将来室内系统调节带来不便。
2．供暖系统设计不合理。供暖系统设计存在不合理之处：（1）有的供暖系统由1条主立(干)管引进，分几个环路，分环上不设阀门，给系统运行调节、维修管理造成不便。（2）有的供暖管道布置不合理，与建筑专业不易协调，或供暖立管直接立在窗子上，既影响使用，又不雅观；或者供暖水平管道敷设在通道的地面上，既影响行走，又不便物品放置。（3）有的供、回水干管高点漏设排气装置，一旦集气，难以排除，影响系统使用。（4）有的供暖系统为同程式，一个环路单程长300m，致使供、回水干管坡度很难达到规范规定的不小于0.002的要求。（5）有的供暖系统为双侧连接，两侧热负荷及散热器数量相差悬殊，而两侧散热器供、回水支管却取用相同管径，两侧水力不平衡，难以按设计流量进行分配。
3．排风系统设计不合理。如某工程地下室的暗厕（卫生间）等若干个生活用房和设备用房设一排风系统，水平风管长60m，断面只有200mm×200mm，风阻较大；选用屋顶风机排风，却将风机安装在外墙上，显得很不协调。还有的工程的地下室设若干个包间（均为暗房），各包间均采用吊顶排气扇，排风经数10m长的水平风管排出室外，风管断面仅有150mm×150mm，阻力大，排风效果差。
４．空调系统的选择不合理。如某工程设有指挥大厅、会议厅、计算机房等，此类性质的用房，理想的空调系统应是低速风道系统，而设计却采用了风机盘管系统，且未设新风补给系统，显然是不合理的。
五、计算机技术在我国暖通空调中的应用
1．空调负荷计算方法。常用的空调负荷计算方法有估算法、详细计算方法和空调负荷神经网络计算法等。估算法又可分为简单估算法、度日法、全负荷当量运行小时数法、温频法、焓频法、当量峰值小时数法等。估算法是在一定条件下对空调负荷的大致估计，对于不同类型不同形状的建筑物所计算的结果就可能大相径庭。详细计算方法主要有传递函数法和谐波反应法，其计算结果相对准确，但这两种计算方法在建模和推导过程中存在一些缺陷，如：它们均以典型房间为研究对象，而对于非典型房间，则选择某个特征指标作插值计算；计算墙体传热采用一维或二维微分方程，而实际上计算墙体传热应该用三维微分方程。这些显然都会导致计算结果与实际情况的误差。目前我国有不少暖通空调专业人员正对提高详细计算方法的计算准确性进行研究。
2．计算机辅助计算应用。计算机技术在20世纪60 年代初开始应用于HVAC冷热负荷计算中。当时的计算程序特点是当已知条件（输入）确定时，其结果（输出）是唯一确定的，这是由于这类计算程序是按原有的手算过程
原封不动地编制而成。这样的计算程序在本质上与原来的手算并无多大区别，并未真正体现出计算机的优点。
六、结语
暖通空调在当今社会的角色以非常重要。至于暖通空调专业做得是否理想，不需要有关标准的界定。而且还要从建筑行业中各专业的横向比较来看，这样你就会发现暖通空调在建筑节能领域走在了最前列，其发展前景可观，将来计算机会在暖通空调领域发挥着不可估计的作用。
作者简介：王振兴（1982- ），男，河北沧州人，中铁建工集团有限公司拉萨分公司助理工程师，研究方向：建筑环境与设备工程。