高大空間暖通空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

喬廷樂

摘要：新時(shí)期高大空間公共建筑建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，對與之相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施性能提出了更高的要求。在此背景下，為了提高暖通空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在高大空間建筑方面的利用效率，保持其應(yīng)用中良好的功能特性，則需要加強(qiáng)這類系統(tǒng)設(shè)計(jì)，明確相應(yīng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，促使高大空間暖通空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)能夠處于穩(wěn)定、高效的運(yùn)行狀態(tài)，不斷完善與之相關(guān)的設(shè)計(jì)方案。 基于此，本文將對高大空間暖通空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)闡述。

關(guān)鍵詞：高大空間；暖通空調(diào)；通風(fēng)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

近年來，隨著生活水平的提高，公用建筑的規(guī)模趨于龐大，大而高的建筑越來越多。為了使這些建筑的功能完美發(fā)揮，創(chuàng)造更加優(yōu)美的室內(nèi)環(huán)境，設(shè)計(jì)更合適的暖通空調(diào)系統(tǒng)，改善建筑內(nèi)部環(huán)境具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.高大空間暖通空調(diào)系統(tǒng)

現(xiàn)在很多大型的建筑一般具有高度高、體積大等顯著特點(diǎn)。一般的大型建筑高度都在10m以上，有一些體育場館的高度更高，達(dá)到30m以上。這些大型建筑具有如下特點(diǎn)：（1）高度較高，在空間上形成溫差梯度。建筑外墻面積與地面面積比差異大，室內(nèi)氣流易受外界影響。（2）人員聚集，使用時(shí)間集中，諸如影劇院、多功能會(huì)議中心等對舒適度提出了較高要求，空調(diào)冷、熱負(fù)荷分布不均勻。（3）具有多個(gè)功能區(qū)域，對于不同功能區(qū)域的環(huán)境空調(diào)負(fù)荷要求不一。例如，劇場舞臺外墻上外窗少，夏季圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷負(fù)荷相對小，觀眾廳密集，新風(fēng)量大，導(dǎo)致冷負(fù)荷較大；而舞臺區(qū)域人相對不多，冷負(fù)荷主要來自電氣設(shè)備發(fā)熱、燈光照明；劇場辦公、休息區(qū)域等與一般辦公樓一樣，采用一般的空調(diào)系統(tǒng)即可。又如，體育場館人員、燈光照明、設(shè)備等散熱量占總冷負(fù)荷約70%，新風(fēng)冷負(fù)荷約20%，其余為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)功能不同劃分不同區(qū)域，分別計(jì)算其制冷負(fù)荷，選擇更加合理的空調(diào)系統(tǒng)。

2.高大空間公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1上送下回的全空氣空調(diào)系統(tǒng)

高大空間公共建筑中有一部分可以采用一種特殊的空調(diào)系統(tǒng)，我們稱之為上送下回的全空氣空調(diào)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的典型建筑模式為體育館和展覽館，原因在于這些地方均具有人員較為集中、送風(fēng)量大和間斷性使用的特點(diǎn)，針對這種情況，普遍采用具有大口徑風(fēng)道的全空氣系統(tǒng)。該系統(tǒng)的送風(fēng)口一般放置在屋頂，而回風(fēng)口的位置一般在觀眾座椅附近，也有一些是安置在側(cè)墻上的。空氣由上端的送風(fēng)口進(jìn)入，直接流通到下方的人員區(qū)，再由人員區(qū)附近的回風(fēng)系統(tǒng)導(dǎo)出。這種空調(diào)系統(tǒng)有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，就是送來的處理過的空氣到各個(gè)部位時(shí)都是均勻的，這更符合各個(gè)區(qū)域?qū)τ诃h(huán)境的需求。但不可否認(rèn)的是，其也有部分不足之處，最典型的就是，其將人員上方這些多余的空間，也劃入了處理區(qū)，這就需要消耗更多的能量。這顯然與節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)理念嚴(yán)重不符，故而設(shè)計(jì)者應(yīng)該進(jìn)行綜合比較，選出最佳的空調(diào)系統(tǒng)。

2.2輔助房間內(nèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在許多大型的公共建筑內(nèi)部，通常會(huì)有一部分輔助房間，如會(huì)議室、貴賓休息室、機(jī)房、器材室等。這些輔助房間的功能、構(gòu)造、部位、環(huán)境、使用條件與主體部位不一樣，所以對輔助房間的空調(diào)系統(tǒng)要單獨(dú)設(shè)置節(jié)約能源。輔助房間的系統(tǒng)有加新風(fēng)系統(tǒng)、恒溫恒濕系統(tǒng)、多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)等可以選擇。選擇好之后，要按照房間的使用時(shí)間和功能的不同來區(qū)分控制，同時(shí)也要與主系統(tǒng)區(qū)分，以節(jié)約能源，達(dá)到最好的效果。

2.3采暖系統(tǒng)

現(xiàn)在的高大空間公共建筑使用的次數(shù)一般較少，大部分時(shí)間都在閑置中。相對來說，更為寒冷的北方的大型建筑在冬季一般會(huì)采用以空調(diào)采暖為主、地暖或者散熱器等其他采暖方式為輔的采暖方式。建造時(shí)，幾種不同的采暖系統(tǒng)不能設(shè)計(jì)在一起。建筑在平時(shí)不使用時(shí)，關(guān)閉主系統(tǒng)，只使用輔助取暖，輔助取暖的溫度一般為5～10℃。開始使用后，同時(shí)開啟兩種系統(tǒng)共同采暖。地暖也就是地板輻射采暖的原理是利用熱輻射來達(dá)到采暖的目的，相對比較舒適。所以，在一些需要高溫度的場所采用地暖系統(tǒng)更為合適。地暖系統(tǒng)中，供回水的溫度不高，約45～55℃。地暖在建造時(shí)，為了達(dá)到最好的效果，從中間到外圍應(yīng)該逐漸增大管道的距離。2.4高大空間公共建筑的下送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。對于大型影劇院來說，它們的觀眾區(qū)人員密集，故而對噪聲控制有一定的標(biāo)準(zhǔn)，這就決定該區(qū)域?qū)?huì)采取下送上回的低風(fēng)速全空氣空調(diào)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的送風(fēng)口普遍放置在靠椅之下，而回風(fēng)口的位置一般在觀眾廳上部的屋頂。其次，基于人性化設(shè)計(jì)，必須要考慮到觀眾的舒適度體驗(yàn)，這就決定送風(fēng)的溫度差不能高于4℃。送風(fēng)道安置在座椅下方，也就是在地表以下挖通一個(gè)空間進(jìn)行送風(fēng)，同時(shí)也要考慮到送風(fēng)道的防護(hù)與后續(xù)維修問題。這種空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)明顯，溫度變化較為平緩，溫度和濕度都較為穩(wěn)定且不會(huì)有大的波動(dòng)，均勻平緩流動(dòng)的氣流會(huì)給人以十分舒適的感覺，此外由于系統(tǒng)負(fù)荷和送風(fēng)量比較低，故而在進(jìn)行設(shè)備選型時(shí)不用考慮太多因素，總之，這種下送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)很適合影劇院使用。

2.5輔助房間的空調(diào)系統(tǒng)。高大空間公共建筑一般不會(huì)單一的出現(xiàn)，它通常會(huì)配備一些會(huì)議室和休息室等輔助房間。這些輔助房間屬于小型空間，它在使用上和高大空間主體都是不一樣的，因此，設(shè)計(jì)人員要單獨(dú)考慮這些房間的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)。在控制方面，這些輔助房間要與主體分開控制，劃分標(biāo)準(zhǔn)則是根據(jù)使用功能和使用時(shí)間來判定的，目的在于達(dá)到最佳的空調(diào)效果。

總結(jié)：

隨著人們對空調(diào)系統(tǒng)越來越高的要求，空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分結(jié)合建筑工程實(shí)際情況，準(zhǔn)確計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)，以高經(jīng)濟(jì)性、低能耗為主要設(shè)計(jì)原則，通過多方對比選擇最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。此外，對于較高且空間較大的建筑結(jié)構(gòu)，供暖空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)需充分結(jié)合水源熱泵技術(shù)、分層空調(diào)系統(tǒng)及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)等，確保方案的有效性、安全性及環(huán)保性，以達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)要求。

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