大空间建筑暖通空调设计探讨

【前言】大空间建筑暖通空调设计探讨由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。1、大空间建筑的特征之一就是高度高，音乐厅、剧场等一般高度10~20m，因此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。 （1）上送下回方式。从顶棚送风下部回风，送风比较多的采用可调节射程和方向的风口，回风为均匀布置的靠近地面（或台阶）的回风口。 ...

摘要：本文以某群众文化活动中心暖通空调设计为例，阐述了此类工程的主要设计环节，以供参考交流。

关键词：设计参数；冷热源；防排烟设计

中图分类号：S611文献标识码： A

随着社会的发展和人民生活水平的不断提高，体育比赛场馆、剧场、音乐厅此类的大空间公共建筑越来越多，其暖通空调设计往往比较复杂，需要针对其特殊性和难点，综合考虑多种因素，才能做到科学合理。

一、大空间建筑暖通空调系统的特点

1、大空间建筑的特征之一就是高度高，音乐厅、剧场等一般高度10~20m，因此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。

（1）上送下回方式。从顶棚送风下部回风，送风比较多的采用可调节射程和方向的风口，回风为均匀布置的靠近地面（或台阶）的回风口。

（2）侧送下回方式。送风口高度大多在3 ~4米左右，可根据送风温度自动调节射流的倾斜角度，空气以较高风速、较大风量集中由侧面风出，气流行至一定路程后折回，使整个空调区处于回流区，然后由设于下部的回风口抽走返回空调机组。

（3）下送上回方式。如座椅送风、台阶侧面送风等，处理后的混合风以低风速小温差送入人员活动区，携带污染物和热量从顶部排（回）风口排出，形成自地至顶的全面空气流动。

2、由于高大建筑室内体积远大于一般建筑，人均占有的空间体积较大，所以从卫生角度来看，可采用较小的室内换气次数，人均新风量的标准也可适当降低。

3、大空间建筑空调负荷特点。大空间建筑一般均人员密度大，人体负荷较大，由于人多，新风负荷也随之增大。 大空间建筑外墙面虽大，但一般无窗，因此维护结构产生的冷负荷在所有冷负荷中所占比例并不大。

4、大空间建筑一般都有大量的新风和排风进出系统，所以为了节约能源，宜设置排风热回收装置。

5、高大空间建筑防火难度大，大空间建筑往往追求宽敞、通透的效果并且由于使用功能的限制，不能有效设置防火防烟分隔来控制烟气扩散，发生火灾造成的破坏性大大提高，因此对防排烟系统的设计要求更高，难度也更大。

6、冷热源设计。由于此类建筑大多属于人员短期密集，辅助房间如办公、对外营业场所等

面积占整个建筑面积的比例很小，不举办活动时，只有对外营业场所以及少量的办公等辅助用房需要供冷或供热，人员数量变化大，新风负荷变化大。因此在空调冷热源设计上，应考虑机组的台数选择和冷热量匹配能满足负荷的变化要求。

二、大空间建筑暖通空调设计实例

1、工程概况

某群众文化活动中心是一座两层高多层建筑，总建筑面积约17505平方米,建筑高度12米，中部为一个965座的剧院和辅助用房；北部一层和夹层为剧院配套的化妆室、服装室等用房，二层为办公用房；南部一层为剧院的前厅和一个168座的放映厅，二层为办公、会议室等用房。

2、空调室内设计参数

室内空调设计参数见下表。

3、冷热负荷及冷热源

（1）冷、热负荷

冷负荷：夏季集中空调系统设计计算冷负荷为2850kW，冷负荷指标为163W/m2。

热负荷：有比赛时的设计计算总热负荷为1840kW，热负荷指标为105W/m2；

（2）冷源

考虑到本建筑使用功能的独立性，在剧院使用与非使用期间房间负荷差异较大，本工程冷源选用风冷型冷水机组，分为两个部分，中部观众厅部分及北侧配套用房选用两台风冷螺杆式风冷冷水机组,每台制冷量620kw；南侧一楼的前厅、放映厅和二楼的办公、会议室部分选用两台风冷螺杆式冷水机组,每台制冷量870kw。夏季供回水温度7/12℃，配以相应的空调循环水泵、水处理器，均设于屋面机房。采用立式气压罐定压设备进行补水定压，补水点设在循环水泵的吸入口处。

（3）热源

本建筑冬季采用市政热网供热，一次热水供水温度为110℃，回水温度为70℃。空调及供暖系统与市政热网均采用间接连接，分别设置水-水式换热机组进行换热。换热后二次热水供回水温度为：空调系统60/50℃，散热器供暖系统80/60℃，低温地板辐射供暖系统50/40℃。

4、空调水系统

（1） 空调水系统采用冬、夏季共用一套管道的两管制一次泵系统，竖向不分区。季节改变时，通过转换控制环节手动切换运行工况。

（2）水系统竖向异程，接风机盘管回路水平同程，接空调机组回路水平异程布置，各层回水支干管处设置静态水力平衡阀，以保证系统的水力平衡。

5、空调自动控制系统

（1）为了节省能源及提高工作效率，保证各系统的正常运行，空调通风系统实行计算机运行管理控制。空调自动控制系统，要求集中管理，分散控制，对各设备与参数进行实时监控，远方启/停控制与监视，参数与设备非常状态的报警。

（2）风机盘管的回水管上设动态平衡电动两通阀，空调机组回水管上设动态平衡电动调节阀。冷源侧和负荷侧之间的供/回水管上设旁通管，旁通管上设电子式动态压差平衡阀。空调水循环泵及冷水机组通过负荷侧的能量积算器控制开启的台数。

（3）空气处理机组由房间温度通过控制模块进行自动调节。控制参数包括：送风温度，新风及回风比等。

（4）风机盘管机组通过设在房间的温度控制器实现水量和风量的自动控制。

（5）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。

（6）所有空调系统的运行管理控制均由BAS系统来实现。

6、观众区送、回风方式

（1）观众厅的气流组织为上送下回，送风口采用旋流风口，回风口设在观众厅周边墙下侧。主席台的气流组织结合主台工艺布置，空调风管设在标高5.94的天桥下，采用喷口侧送和旋流风口顶送相结合方式，侧台采用旋流风口顶送，回风口布置在主台顶部。

（2）屋架顶部设排风，这样能避免把灯光负荷和屋顶吸热产生的空调负荷带入观众区，使空调负荷大为减小，节能效果明显。

(3) 观众厅、前厅、放映厅等大空间采用低速风道可变风量全空气调节系统，风量根据房间温度进行调节，以满足人员的温湿度及空气品质的要求。

7、供暖系统

（1）本建筑采暖方式根据房间的使用情况采用集中采暖与空调采暖相结合的形式。办公室、会议室及服务用房等常用的房间设置集中供暖系统，其中对于大空间大厅，采用低温地板辐射供暖系统；普通房间设置散热器采暖系统；主席台及观众区等场所设置空调采暖。

（2）本工程供暖系统为一次泵变流量系统，空调采暖系统、散热器采暖系统及地板辐射采暖系统分别设置热水循环泵，热水循环泵变频控制。

（3）冬季供热时换热系统设置气候补偿器，根据室外气象条件自动调节供水温度。

（4）换热机组的一次水进口处设有电动调节阀，根据二次水出水温度调节一次水的水量，以达到环保、节能的目的。

8、防排烟方式

(1)地上无直接自然通风且经常有人停留或可燃物较多、建筑面积大于300m 2的房间；长度超过20米且无自然排烟口的内走道设机械排烟系统。负担一个防烟分区时其排烟量按防烟分区的面积乘以60m 3/h计算；负担两个及以上的防烟分区时其排烟量按最大一个防烟分区的面积乘以120m 3/h计算。

(2) 观众厅、主台设置机械排烟系统。观众厅排烟量按需排烟区域13次/小时换气次数计算，舞台排烟量按需排烟区域6次/小时换气次数计算。

(3)其余地上房间及走道采用自然排烟的方式(可开启外窗或高位电动排烟窗)。

三、结语：

随着社会的进步，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计也要求在健康、舒适、以及能源有效利用等方面更趋合理，并不断完善。如何适应这种需要是现代大空间建筑暖通空调设计中值得注意和探讨的问题，因此，暖通空调设计的从业人员应给予足够的重视。

【参考文献】

1. 范存养著《大空间建筑空调设计及工程实录》 中国建筑工业出版社 2001.09

2.陆耀庆主编 《实用供热、空调设计手册》（第二版） 中国建筑工业出版社 2008.05