淺談大空間暖通空調(diào)設(shè)計(jì)

郭樹影

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平不斷的提高，人們開始追求高質(zhì)量的生活，承載休閑、娛樂和運(yùn)動(dòng)功能于一身的大空間建筑營(yíng)運(yùn)而生，只是依靠過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)無(wú)法滿足暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的要求，所以設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合傳統(tǒng)大空間暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方法，并從建筑實(shí)際情況找出合適的設(shè)計(jì)方案。本文對(duì)大空間暖通空調(diào)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：大空間；暖通空調(diào)；設(shè)計(jì)；探討

一、大空間暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.對(duì)建筑物的實(shí)際情況要有所了解

暖通空調(diào)在設(shè)計(jì)前，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)暖通空調(diào)所在的建筑物實(shí)際情況有所了解，應(yīng)了解建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部形式，并且根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)形式的不同而設(shè)計(jì)暖通空調(diào)，了解建筑物內(nèi)的人員數(shù)量，了解暖通空調(diào)的使用時(shí)間，使用過(guò)程中是否有廢氣排出。

2.大空間暖通空調(diào)設(shè)計(jì)需要有單獨(dú)的熱源

大空間建筑的跨度和實(shí)際空間比較大，內(nèi)部安裝的暖通空調(diào)需要滿足空調(diào)、采暖、制冷及熱水供應(yīng)等方面的建筑需求。所以相關(guān)的設(shè)計(jì)者在進(jìn)行暖通空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮單獨(dú)的熱源設(shè)計(jì)問(wèn)題，滿足大空間建筑需求。一些大空間建筑需要在建筑物地下室或建筑屋頂上設(shè)置鍋爐房，鍋爐房的設(shè)置會(huì)使大空間建筑熱源設(shè)計(jì)的難度變大。

3.注意采暖系統(tǒng)的垂直失調(diào)

大空間建筑的高度較高，加重采暖系統(tǒng)的垂向失調(diào)，由于系統(tǒng)水靜壓力較大，直接影響室外管網(wǎng)的水力工況，系統(tǒng)的形式及室外管網(wǎng)的連接與多層建筑有很大的差異。

4.注意送風(fēng)方式的合理性

大空間建筑的空調(diào)設(shè)計(jì)氣流組織因?yàn)闇囟忍荻群艽?，?yīng)采用合理的送風(fēng)方式，現(xiàn)在的工程多采用可調(diào)節(jié)風(fēng)量和射程的風(fēng)口，提高冬季的送風(fēng)風(fēng)速，還應(yīng)結(jié)合建筑裝修設(shè)計(jì)布置風(fēng)口位置達(dá)到室內(nèi)美觀，需要精確的空調(diào)氣流組織計(jì)算。

二、大空間空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)

1.合理選取設(shè)計(jì)參數(shù)是基礎(chǔ)

空調(diào)室內(nèi)計(jì)算溫、濕度的確定應(yīng)取合理值，不能過(guò)低或過(guò)高。新風(fēng)量的計(jì)算與取值，在保證衛(wèi)生要求、生產(chǎn)工藝要求、符合規(guī)范要求的前提下盡量節(jié)省。

（1）室內(nèi)溫、濕度從節(jié)能的角度來(lái)確定其標(biāo)準(zhǔn)是節(jié)能的重要因素。空調(diào)系統(tǒng)能耗大小除與當(dāng)?shù)厥彝鈿庀髤?shù)、建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)及室內(nèi)發(fā)熱散濕量有關(guān)外，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫、濕度標(biāo)準(zhǔn)也是直接影響負(fù)荷大小的重要因素。在保證生產(chǎn)工藝和人體健康的條件下，夏季將室內(nèi)空氣的設(shè)計(jì)溫度每提高1℃，約可減少熱負(fù)荷11.2%，節(jié)省量是極為可觀的。同樣，在夏季如將室內(nèi)空氣濕度由60%提高到70%，則可節(jié)約能量17%左右。據(jù)資料測(cè)算，僅僅將夏季室內(nèi)空氣的設(shè)計(jì)溫度提高1℃，就可使空調(diào)初投資總額減低約6%，運(yùn)行費(fèi)用減少8%左右。

（2）新風(fēng)量新風(fēng)負(fù)荷占空調(diào)總負(fù)荷的20%～40%，對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)值高低的取舍，與節(jié)能關(guān)系重大，不可忽視。引進(jìn)新風(fēng)主要是為了滿足人員的衛(wèi)生需求及部分工藝空調(diào)所需維持的室內(nèi)外壓差。

2.應(yīng)盡量使用配有能量回收裝置的空調(diào)器

工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)常由于空調(diào)房間某些工藝要求將空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成直流系統(tǒng)，其排風(fēng)和室外新風(fēng)之間的溫差在冬夏季很大，而這部分排風(fēng)又帶有一些污染物，所以不能直接進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)，此時(shí)應(yīng)對(duì)排風(fēng)進(jìn)行顯熱回收。

室內(nèi)回風(fēng)在排至室外以前，先和室外進(jìn)入的新風(fēng)經(jīng)顯熱回收器進(jìn)行顯熱交換，經(jīng)能量回收后再排到室外。而室外進(jìn)入的新風(fēng)則經(jīng)過(guò)顯熱回收器后夏季溫度降低，冬季溫度升高，而達(dá)到能量回收目的。新風(fēng)應(yīng)有二個(gè)入口，并在空調(diào)器排風(fēng)出口處設(shè)一溫度傳感器，調(diào)節(jié)二新風(fēng)入口處的電動(dòng)閥開度，以保證排風(fēng)出口處的溫度高于50C。否則顯熱回收器排風(fēng)側(cè)有結(jié)冰的危險(xiǎn)，影響系統(tǒng)正常工作。帶能量回收裝置的空調(diào)器在其他排風(fēng)量較大的空調(diào)系統(tǒng)也適用，如果排風(fēng)無(wú)交叉污染問(wèn)題，則可以用轉(zhuǎn)輪式的全熱回收器代替顯熱回收器，這樣能量回收效率則更高。一般來(lái)講，顯熱回收器最大能回收50%左右的能量，而全熱回收器則最大能回收80%左右的能量。

3.從節(jié)能角度總體審核設(shè)計(jì)方案

（1）考慮逐時(shí)系數(shù)和同時(shí)使用系數(shù)。采用全空氣系統(tǒng)時(shí)，空調(diào)機(jī)組應(yīng)按負(fù)擔(dān)房間的情況考慮各朝向房間的逐時(shí)系數(shù)，對(duì)水系統(tǒng)而言，還應(yīng)考慮各風(fēng)系統(tǒng)的同時(shí)使用系數(shù)。

（2）根據(jù)建筑物的功能劃分，對(duì)空調(diào)區(qū)域采取不同的空調(diào)方案在設(shè)計(jì)時(shí)將功能相近的各功能區(qū)采用一套空調(diào)系統(tǒng)，這樣可以在提高系統(tǒng)的同時(shí)使用系數(shù)和空調(diào)負(fù)載率，有利于空調(diào)設(shè)備的高效運(yùn)行。

三、大空間暖通空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.上送下回全空氣空調(diào)系統(tǒng)

在這個(gè)系統(tǒng)中，上方網(wǎng)架空間或頂棚中都會(huì)安裝有送風(fēng)口，在側(cè)墻部位設(shè)置回風(fēng)口，可從上方將氣流輸送至人員區(qū)域，并從回風(fēng)系統(tǒng)中將氣流排出。機(jī)械集中的排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)該在舞臺(tái)空間頂部安裝。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，需要注意系統(tǒng)的冷熱源高度，一般距離地面約2m。氣流平均速度應(yīng)設(shè)置為0.4m/s，且送風(fēng)口的風(fēng)速不能高于10m/s。旋轉(zhuǎn)風(fēng)口的主要特點(diǎn)是風(fēng)量較大、且送風(fēng)時(shí)噪音很低，風(fēng)速可控制、阻力穩(wěn)定等，因此很多高大空間建筑都會(huì)選用旋流風(fēng)口，這項(xiàng)風(fēng)口不僅可以在會(huì)議室等一些層數(shù)很低的樓層中安裝，并且也可以在廠房、體育館、機(jī)場(chǎng)等層高較高的地方。處理完空氣后會(huì)將其送入送風(fēng)系統(tǒng)，并運(yùn)送至各地方，從而滿足區(qū)域不同需求。但是需要注意的是，這套系統(tǒng)消耗的資源相較于其他系統(tǒng)來(lái)說(shuō)更多，且熱空氣的進(jìn)入導(dǎo)致區(qū)域空間內(nèi)空氣質(zhì)量很差，不利于空間內(nèi)人員健康。因而在設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅需要考慮到環(huán)境需要，還需要選擇性價(jià)比較高的系統(tǒng)。

2.輔助房間內(nèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在一些大型建筑內(nèi)部一般會(huì)有一些輔助房間，如器材室、會(huì)議室及休息室等。這些房間的功能、環(huán)境及使用條件與高大空間的主體部位功能很不一樣，因此對(duì)輔助房間的空調(diào)系統(tǒng)需要獨(dú)立設(shè)置，從而節(jié)省能源消耗。一般來(lái)說(shuō)，在輔助房間內(nèi)設(shè)置的系統(tǒng)有恒溫恒濕系統(tǒng)、多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)等。選擇好需要的系統(tǒng)后，按照房間的實(shí)際使用時(shí)間及功能情況區(qū)別控制，同時(shí)也需要與高大空間的主系統(tǒng)進(jìn)行區(qū)分，實(shí)現(xiàn)能源消耗降低的目標(biāo)，達(dá)到輔助房間最好的使用效果。

3.采暖系統(tǒng)

社會(huì)上存在的大空間建筑的使用次數(shù)普遍較少，多數(shù)大空間都處于閑置狀態(tài)。相比較來(lái)說(shuō)，北方的大空間建筑冬季主要以空調(diào)采暖為主，以地暖等其他采暖方式為輔的采暖方式。因此，在建造時(shí)不同的采暖系統(tǒng)不能將其設(shè)計(jì)在一起。當(dāng)建筑物不使用時(shí)，應(yīng)對(duì)主系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)閉，只采用輔助取暖的方式，輔助取暖溫度多設(shè)置在8℃左右。在開始使用后，應(yīng)對(duì)兩種系統(tǒng)同時(shí)開啟，地暖也就是利用地板輻射采暖的而遠(yuǎn)離實(shí)現(xiàn)采暖，因而較為舒適。因此，在一些需要高溫的場(chǎng)所應(yīng)采用地暖系統(tǒng)供暖。地暖系統(tǒng)中供回水溫度不宜設(shè)置過(guò)高，一般設(shè)置在50攝氏度左右。地暖在進(jìn)行建造時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)最好效果，應(yīng)從空間至外圍對(duì)管道的距離逐漸增大。

4.下送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

在大型建筑中，由于使用頻率不高，因而對(duì)噪聲有著很嚴(yán)格要求。一般大型建筑物的大廳使用的是下送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。送風(fēng)口應(yīng)設(shè)置在座椅下，頂棚會(huì)建造回風(fēng)口。為了保證使用者的舒適度，送風(fēng)口的溫差應(yīng)低于5℃。在送風(fēng)口旁還需要另外設(shè)置送風(fēng)道，并設(shè)置一定防火措施及降噪措施。利用該系統(tǒng)大廳溫度從下至上會(huì)逐漸升高，各指標(biāo)都良好，適合影院的觀影廳。需要注意的是，送風(fēng)口距離觀眾距離應(yīng)保持在1m內(nèi)，從觀眾舒適度方向考慮，需要對(duì)觀眾所在區(qū)域的溫度及空氣流速嚴(yán)格控制，只有這樣，觀眾才能擁有良好的體驗(yàn)。

結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大空間公共建筑越來(lái)越多，現(xiàn)代化建筑大空間民用建筑要求建筑美觀、各種設(shè)施齊全、要求舒適衛(wèi)生的環(huán)境條件，以保證空氣的流通和室內(nèi)溫度和濕度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。所以暖通空調(diào)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，需要對(duì)其特殊和難點(diǎn)，綜合考慮多種因素，以保證其科學(xué)合理。

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