試論嚴寒地區(qū)高大空間建筑的暖通設(shè)計

田維治

摘 要：在不同的氣候環(huán)境，建筑設(shè)計者提供的設(shè)計方案必須具備一定的針對性。在嚴寒區(qū)域設(shè)計建筑時，要考慮到低溫以及大雪天氣給建筑帶去的影響，將功能系統(tǒng)設(shè)計重點轉(zhuǎn)移到暖通工作環(huán)節(jié)上。在該種區(qū)域設(shè)計具有高大空間的建筑時，需要嚴格遵守特定的室內(nèi)設(shè)計要求，這類建筑的實際空間跨度比較大，內(nèi)部居住人員相對比較密集，在設(shè)計暖通系統(tǒng)時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合建筑的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)特點。本文解析在高寒條件下，給高大空間建筑設(shè)計暖通系統(tǒng)的情況。

關(guān)鍵詞：嚴寒地區(qū)；高大空間建筑；暖通設(shè)計；設(shè)計方法

隨著高寒區(qū)域綜合發(fā)展水平提升，原來的低矮建筑逐漸被具有極大內(nèi)部應(yīng)用空間的高層建筑取代，同時一些公共型建筑也會被設(shè)置高大空間，基于高寒區(qū)域的氣候特點，暖通設(shè)計已經(jīng)成為建筑系統(tǒng)極為必要的設(shè)計活動，結(jié)合高大空間建筑的具體內(nèi)部設(shè)計要求與地域氣候特點，需要調(diào)整常規(guī)暖通系統(tǒng)設(shè)計手段，使建筑內(nèi)部環(huán)境質(zhì)量始終保持在相對較高的水平線上。本文結(jié)合高大空間建設(shè)設(shè)計要求，就內(nèi)部暖通設(shè)計工作展開探討。

1 高大空間建筑設(shè)計工作概述

本文所研究的這種大空間建筑一般在建成之后會被當(dāng)做電影院以及體育館等大型公共活動空間使用，內(nèi)部空間具有一定的開放性，整體空間極大，室內(nèi)溫度很難保持平衡，建筑高度極高，低處空間與高處空間的溫度也存有差異， 暖通系統(tǒng)很難在這種室內(nèi)環(huán)境中發(fā)揮正常功能，優(yōu)化傳統(tǒng)式的暖通設(shè)計工作是非常重要的。與一般的建筑相比，公共型建筑往往具有一定的功能應(yīng)用需求，因此在設(shè)置并優(yōu)化暖通系統(tǒng)時，不僅要結(jié)合建筑的具體結(jié)構(gòu)特點，同時還不能破壞公共建筑的原有使用功能。

高寒區(qū)域在夏季時，室外溫度并不會過高，但是在冬季時，室內(nèi)溫度卻會極低，在設(shè)計與應(yīng)用暖通系統(tǒng)時，應(yīng)當(dāng)注意這種氣候變化特點，同時還要做好防排煙系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)以及 采暖系統(tǒng)的設(shè)計工作，結(jié)合設(shè)計條件與可用的設(shè)計資源來完善高層建筑設(shè)計工作。

2 高寒區(qū)域的建筑暖通設(shè)計工作要點

2.1 通風(fēng)設(shè)計活動

通風(fēng)設(shè)計也是暖通設(shè)計環(huán)節(jié)中的重要設(shè)計活動。

采用合理的送風(fēng)方式可以有效緩解大空間建筑的空調(diào)設(shè)計時氣流組織因溫度梯度而變化較大。上送下回就是采用從頂棚開始送風(fēng)，在底部設(shè)置回風(fēng)，為了能夠最大程度上提高冬天送風(fēng)風(fēng)速，可調(diào)節(jié)風(fēng)量及射程的風(fēng)口是現(xiàn)在大多數(shù)工程都會采用的。側(cè)送下回方式這樣的風(fēng)循環(huán)更廣闊，冷量自然下沉，舒適性也是最好的，一般將送風(fēng)口設(shè)置在3m左右，根據(jù)你的裝修風(fēng)格來調(diào)整，要在機組余壓滿足的情況下，盡量大些，以使氣流頒均勻。

由于新風(fēng)量新風(fēng)負荷約占空調(diào)總負荷的20%～40%，對其標準值高低的取舍，與節(jié)能設(shè)計關(guān)系重大，不容忽視。為了滿足室內(nèi)人員的衛(wèi)生方面需求及部分工藝空調(diào)維持所需的室內(nèi)外壓差，所以引進新風(fēng)顯得尤為重要。而新風(fēng)量的多少將直接影響到空調(diào)的負載，進而會影響到空調(diào)系統(tǒng)的主機、水泵、冷卻塔及風(fēng)機盤管等的電量消耗。因此在設(shè)計時，可以采用新風(fēng)換氣機來通風(fēng)換氣。需要注意的是，新風(fēng)換氣機要選用效率高的熱回收裝置；且在嚴寒地區(qū)，新風(fēng)換氣機要選用顯熱回收裝置。新風(fēng)溫度不宜低于-10℃，否則排風(fēng)會出現(xiàn)結(jié)霜，此時就需要在熱回收裝置前設(shè)置空氣預(yù)熱器。

此外，為了降低電能的損耗，設(shè)計人員可以安裝一個變頻風(fēng)機，這不僅可以讓空調(diào)更好地運行，還能減小空調(diào)自身的損害，提高空調(diào)的性能。設(shè)計人員還可以對自然資源進行合理利用，通過設(shè)置一個獨立供風(fēng)系統(tǒng)，將自然風(fēng)引進室內(nèi)，這不僅可以減少空調(diào)的能耗，還改善了環(huán)境，對于用戶的更好使用有著重大的意義。

2.2 采暖設(shè)計活動

采暖系統(tǒng)設(shè)計是建筑暖通設(shè)計活動的重點工作， 根據(jù)應(yīng)用高大空間建筑的情況來看，這類建筑并不會被長期應(yīng)用，一般存在間歇性應(yīng)用的特點，因此存在閑置的情況，建筑的整體使用率相對比較低。在很多高寒區(qū)域，暖通設(shè)計者常常會通過使用地板輻射采暖系統(tǒng)來滿足建筑供暖需要，或者將散熱器與空調(diào)設(shè)備結(jié)合使用，這類采暖系統(tǒng)在高大空間建筑中也極為常見。

在將散熱器與送熱風(fēng)設(shè)備結(jié)合使用時，可以將采暖溫度設(shè)置到10℃或者5攝氏度，如果建筑內(nèi)部舉辦了大型的活動，熱風(fēng)系統(tǒng)可以對熱量進行補充，滿足多種采暖需求。在展開采暖設(shè)計工作時，與應(yīng)當(dāng)對特別的建筑空間進行設(shè)計，商場、餐廳以及體育場這種空間對于室內(nèi)的濕度與溫度設(shè)置要求相對寬松，在這類空間中使用相對簡單的采暖設(shè)備即可滿足采暖需求，如綜合應(yīng)用散熱片與暖風(fēng)機，在選擇暖風(fēng)機時，使用吊掛式的小型暖風(fēng)機即可，相比大型采暖設(shè)備，這種暖風(fēng)機的構(gòu)造極為簡單，同時升溫速度極快，在初期使用時，可以不消耗過多的成本，可有效滿足單一的供暖應(yīng)用需求，盡管比較適合高大空間，但是存在噪聲問題。在將多種供暖方式結(jié)合使用時，室內(nèi)溫度可以穩(wěn)定地保持在5℃上下，當(dāng)活動人員數(shù)量增加時，可通過暖風(fēng)機快速提升室內(nèi)溫度，其他時間中，暖風(fēng)機可以被直接關(guān)閉，節(jié)省電能消耗。

在應(yīng)用地板輻射采暖系統(tǒng)時，工作人員可通過熱輻射技術(shù)來保障室內(nèi)溫度，這種采暖系統(tǒng)可以將更好的采暖體驗帶給室內(nèi)人員，這種采暖系統(tǒng)也不會消耗過多的電能，在不同的空間中可發(fā)揮出不同的供熱效果。

2.3 防排煙系統(tǒng)設(shè)計

在一些體育館、餐廳和商場等的大空間建筑物中，由于人員密集、空間面積大、可燃物較多，因此必須做排煙系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時必須及時有效地組織人員疏散和有效的煙氣控制，防止其蔓延。大空間的建筑一般使用玻璃幕墻或開窗面積大，具備自然排煙條件。在設(shè)計過程中，應(yīng)與建筑專業(yè)緊密協(xié)調(diào)，達到自然排煙的要求。在設(shè)計建筑排煙時要注意：首先，自然排煙要滿足排煙房間可開啟外窗面積不小于該房間面積的2%，且可開啟外窗面積不包括外門面積。其次，在設(shè)計時建筑的開窗高度一般在1.5m左右。當(dāng)發(fā)生火宅時，煙氣溫度比較高，會往高處走。當(dāng)窗子的高度變高后，會不方便人開啟，這是窗子就需要電動控制，即電動排煙窗。當(dāng)發(fā)生火宅時，開啟遙控或開關(guān)打開窗戶來及時排煙。

在建筑設(shè)計防排煙工程中，通常使用以下幾種排煙方式：機械排煙，機械加壓送風(fēng)防煙和自然排煙。自然排煙系統(tǒng)在操作上較容易，結(jié)構(gòu)也簡單，比較經(jīng)濟，若建筑可以在頂棚開設(shè)排煙口的，其效果最好。因為建筑較高，其內(nèi)的蓄煙能力較強；且大空間的建筑一般會在頂棚或者側(cè)墻處設(shè)置較大面積的采光通風(fēng)帶，這就可以結(jié)合自然排煙一起使用，在設(shè)計采用高側(cè)窗時，若在建筑物的迎風(fēng)面設(shè)置排煙口，其排煙量會隨著室外風(fēng)向改變而隨之發(fā)生變化。

3 結(jié)束語

本文著重介紹了建筑設(shè)計環(huán)節(jié)的暖通設(shè)計工作，高大空間建筑一般會被當(dāng)做公共型建筑使用，因此內(nèi)部常常會聚集大量的人員，建筑內(nèi)部通風(fēng)工作必須做好，同時結(jié)合高寒地區(qū)具有的低溫特點，建筑供暖工作也應(yīng)當(dāng)?shù)轿?，因此可知暖通設(shè)計工作的重要意義，由于內(nèi)部應(yīng)用空間過大，暖通設(shè)計也比較復(fù)雜，設(shè)計者要預(yù)先熟悉建筑內(nèi)部布局，結(jié)合室內(nèi)外環(huán)境條件來完善暖通設(shè)計工作，確保暖通系統(tǒng)的安全性與實用性，隨著高寒區(qū)域環(huán)境發(fā)生改變，室內(nèi)暖通設(shè)計工作需隨之改變。

參考文獻

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