浅谈大空间暖通设计

摘要：随着我国经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，人民对生活质量的追求使得大空间建筑越来越多，对于这些大空间建筑的环境设备也要求在健康、舒适，以及能源有效利用等方面更趋合理，并不断完善。同时，我国设计人员加大了对大空间空调设计的研究力度。目前，暖通空调领域已经受到了建筑节能的影响。本文作者结合工作经验分析了大空间暖通空调设计的难点以及节能空调设计思路，以期交流探讨。

关键词：节能；大空间；暖通空调设计

由于暖通空调系统的节能占建筑节能的主要部分，所以进行暖通空调的节能设计对于降低建筑物的能耗有着重要的作用。此外这还关系到国家能源安全、资源消耗和环境污染等多个方面，因此，暖通空调设计的从业人员应给予足够的重视。

1大空间概述

近年来，我国大型建筑随着社会化进程的加快而不断发展。在这种时代背景下，大型建筑结构为了实现大空间空气的流通和保证室内温度、湿度和清洁度的要求，要设置较为完善的通风、空调设备，从而为室内空间的温馨、舒适提供扎实基础。

1.1大空间建筑分析

所谓的大空间建筑结构主要指的是高度高、体型大、室内场地面积大的一种建筑结构体系。这种建筑结构一般高度都为 10～20m 之间，有些建筑工程其高度甚至高达百米以上。这种室内高度的存在就造成了室内的温度和适湿度现出一个梯度变化的状态，也为目前大空间建筑暖通设计提出了新的难题。

1.2大空间使用特点分析

在目前的建筑工程领域中，大空间建筑结构除了常见的音乐厅、大剧院等娱乐场所等所具有的功能之外，对于其他辅助功能也提出了新的要求。如体育馆、歌剧院等大空间场所在布置中，除了具备室内大空间之外，还需要搭设临时的舞台、运动设施、活动座椅等设备，这就给暖通工程的开展带来了新的难题。这种使用功能的存在不仅对空调的设置带来了新的环境要求，而且这些设备的存在也极容易影响到空调系统的安装和设置。

2大空间建筑暖通空调设计难点

2.1高大空间建筑防火难度大，对采暖、通风和空调系统的要求更高。例如，大空间建筑往往需要在主体建筑或裙房内布置一些像燃油或燃汽锅炉房、自备发电机房、空调机房和汽车库等一些危险性较大的空间。这方面应在设计中有所体现。

2.2大空间建筑往往高度较大，这将加重采暖系统的垂直失调，同时由于系统水静压力较大，直接影响到室外管网的水力工况，其系统的形式及与室外管网的连接与多层建筑有较大差异。

2.3高大空间建筑设计往往需要有单独的热源，以满足空调、采暖、制冷、热水供应等方面的需求。由于用地紧张和其他一些原因，有些大空间建筑需要在地下室内或屋顶上设置锅炉房。从目前发展趋热来看，这种设计方式越来越多，这使得大空间建筑的热源设计变得更为复杂。

2.4大空间建筑的空调设计气流组织因温度梯度较大，需采用合理的送风方式。上送下回方式为从顶棚送风下部回风，现工程多采用可调节风量和射程的风口，提高冬季的送风风速；侧送下回方式送风口高度大多在3米左右，需要结合建筑装修设计布置风口位置以达到室内美观，同时需要精确的空调气流组织计算。

3节能空调系统设计思路

3.1方案设计

现在非常流行的空调设计方案是：在低能耗，高室内环境品质的前提下，风量可调的置换式送风系统、冷辐射吊顶系统、结合冰蓄冷的低温送风系统以及去湿空调系统。冷辐射吊项应结合置换式送风，将新风采用下送风方式送入室内，既保证室内空气品质，又保证良好的室内热环境。而采用空调去湿方案，首先可以保证室内空气品质；其次保证了绿色建筑对室内湿度控制在 60%以下的要求。

3.2合理选取设计参数是基础

对暖通空调的设计必须保证其设计参数选取的合理。只有合理的参数才能确定准确的供暖系统，做到耗能低、环保的要求。其中，温度、湿度的选取应当取合理的，不能出现冬季过高、夏季过低的情况：

3.2.1在空调总负荷中，新风量新风负荷占到整个负荷的20～40%。可见对新风量设计直接决定了整个节能环节的成败。在整个系统中之所以引进新风主要是为了满足人们对生活的需要和部分工艺空调所需维持的室内外压差。

3.2.2温度、湿度标准的确定在很大程度上决定了节能的成败。空调系统能耗的数目主要取决于当地的气候条件、建筑物的围护结构、室内湿度设计标准、室内温度设计标准以及室内发热散湿量等。在保证人体生活需要和生产工艺的条件下。我们发现夏季改变设计温度和节能有如表3。通过计算我们发现：若是在夏季将室内空气的设计温度提高1℃，整个工程的运行费用可减为初始的92%，空调的初始投资也可减为原来的94%。

3.3应尽量使用配有能量回收装置的空调器，我国各大行业建筑物的用途有所差异。因此，它们的工艺要求导致有时需要将房间内的空调系统设计成直流系统（如制药厂此类房间很多）。在冬季和夏季，该系统的室外新风和排风之间的温差较大。这部分排风自身带有一些污染物。因此，不可让其直接进入空调系统。此时，需要对排风进行回收。室内回风在排出室外前，其仍然还有一部分热能。为了做到节能的目的，在室内回风排除前让其和室外进入的新风在显热回收器处进行显热交换，交换结束后方可排出室外。同时，经过显热回收器显热交换的新风夏季温度降低，冬季温度升高，而达到能量回收目的。

4空调自动控制系统

4.1空气调节系统

自动检测各机组回风口（新风）温度，各机组盘管回水管上的回水温度，实现防冻保护；各机组防火阀的状态，并实现与送风机连锁；各机组送风机前后压差状态，实现风机故障报警。根据送风温度及设定值，自动调节各机组管回水阀开度，以保证房间温度达到设定值。

4.2制冷机房控制

自动检测冷却水供回水温度：自动检测制冷机、冷却塔的运行状态、故障报警并根据测量值计算系统冷负荷，以实现制冷机运行台数的最优控制。根据冷水供回水压力，自动调节冷水供回水管间旁通阀的开度，以保证管网的压差和流量平衡。

5回风系统

一般采用一次回风系统，即在集中处理空气过程中，室内回风和室外新风混合后，经过表冷器冷却降湿后，直接送入建筑内部或加热后再送入建筑内部。

6结束语

高大的民用建筑不但要求建筑本身的体型美观大方，各种设施齐全，而且还要舒适卫生的环境。人民对生活质量的追求使得大空间建筑越来越多，对于这些大空间建筑的环境设备也要求在健康、舒适，以及能源有效利用等方面更趋合理，并不断完善。现代的大空间建筑造型奇特，尺寸庞大，依靠传统的经验难以满足各方面的要求，需要借助计算机的模拟来进行设计预测。这就使得大空间空调的设计范围日趋扩大，因此，探讨大空间建筑的暖通空调设计方法具有一定的现实意义。

参考文献：

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[4]HVAC 暖通空调设计指南.中国建筑工业出版社，2006.