浅谈大空间暖通空调设计

陈延中

摘要：暖通空调的节能在建设领域节能中影响最深远，与国计民生和国家可持续发展紧密相连。我们必须给予足够的重视，积极改进和采用先进设计理念和节能技术。确保顺利实现暖通空调系统节能减排的目标。每一位暖通专业工作者，都应有义务在暖通空调的节能领域里积极地贡献自己的微弱力量。

关键词：大空间；暖通空调

中图分类号：TU96文献标识码： A

一、大空间建筑的发展概述

上世纪80年代以来,随着建筑技术的进步(结构、环境设计等)、人们休闲时间的增加,对文化生活的需求有了明显的增长，以致公共民用建筑的规模趋于庞大。从建筑形式来说,不拘一格,造型多样化；从功能来说，要求灵活方便,例如膜造结构半永久性建筑,常作为展示场馆用，展览结束,可以拆除。此外,甚至要求“一种空间,两种效果”,即可开启式大空间建筑。首先实现这一设想的超大型建筑是1989年完成的加拿大“天拱巨馆(sky Dome)”,被人们称为“第三代体育场”。日本在这方面也发展迅速,1993年建成了福冈圆顶体育馆；1994年在岩崎建成的“海上巨馆”，是一个可以在室内模拟海滨各种娱乐活动,作为该地综合开发重大项目的大空间建筑。我国在改革开放政策的推动下,各地建筑产业也在迅猛蓬勃地发展,公共民用建筑的建设同样为人们所关注。在过去几十年的实践基础上,未来的趋势发展必将使新的建设更符合技术发展的要求。

二、大空间暖通空调具体设计要点

1、充分了解大空间建筑物的实际情况

在进行暖通空调设计的过程中，设计者首先需要对建筑物的实际情况进行分析，了解到系统设计与安装的具体问题，进而保证建筑工程的使用功能得到充分发挥。在了解建筑工程实际情况的过程中，其主要包括以下内容：1）设计者应了解大空间建筑物的结构形式，通过其外部了解之后对其内部构造进行分析，能够熟悉掌握建筑物内部每一个位置的具体情况，之后这样才能够保证暖通空调设计的合理性，提高暖通空调在运行中的工作效率；2）对于大空间建筑工程中能够容纳的总人数加以掌握，然后对暖通空调系统进行合理的设计，从而提高其频率，满足室内人们的需求，为人们创造一个舒适而又健康的生活空间。

2、大空间建筑暖通空调系统设计中应保证热源的独立性

在对大空间进行暖通空调系统设计的过程中，由于其本身规模大、空间大，因此对于暖通空调系统的热水供应、制冷等提出了更高的要求。这就需要设计者在实际设计中选用单独的热源，尽量满足建筑物的要求。另外，设计者还可以在建筑物地下室或者楼顶建立一个锅炉房，以保证暖通空调系统的正常工作。但是我们也需要清楚的知道，一旦设置锅炉房，必然会加大热源的设计难度。

3、避免暖通空调系统在运行过程中出现垂向失调现象

大空间建筑工程不仅规模大，高度也相对较高，致使暖通空调系统在实际运行过程中容易出现垂向失调现象，并且还会产生较大的水静压力，这就需要设计者对其进行合理的设计，避免出现不良现象，提高其运行效率与质量。

4、注意送风方式的合理性

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3m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。

三、大空间建筑暖通空调设计与节能

1 冷源与热源方案

对于冷热源，我们需要根据建筑的地理位置以及建筑本身特点，采用合适的冷热源。常规冷热源，电力型或者热力型（如燃气）压缩式的制冷机（或热泵）、吸收式的制冷机和直燃式的冷热水机组都可用在大空间建筑中。从供冷和供热角度出发，应该注意以下问题：当所在地区已经有足够规模区域拥有供冷供热设施时，可以利用该设施提供冷热量；在供冷与供热基本方式上适宜采用热泵与蓄冷蓄热的技术；在某些场合燃气机热泵同样是科学合理的能源方式。冷热源方案的确定还需要结合建筑物本身的特点，从经济性和安全性等各个方面进行论证。对于小规模建筑，由于受到建筑面积限制，没有设备用房位置时，宜采用风冷式的冷水机组或者风冷热泵式的冷(热)水机组。对于规模较大的建筑，宜采用水冷式的机组。

2空调水系统

2.1 水系统的分区

空调水系统的分区通常有两种方式，即按水系统承受的压力来分区和按承担空即按水系统承受的压力来分区。对于按承压能力分区的空调水系统，水系统的竖向要不要分区，应根据制冷和空调设备，管道及附件等的承载能力来确定。分区的目的是为了避免因压力过大造成系统泄漏，如果制冷空调设备管道及附件等的承压能力处在允许范围内就不应分区，以免造成浪费。

2.2 采用变频技术

在空调系统耗能中, 水泵的耗能占据了很大的比重, 几乎占全部用电的20%以上, 因而, 空调系统中水泵的节能是十分可观的。采用变频技术, 使系统按照

动态负荷变化规律进行变水量适时调节, 便可以大大降低水泵的能耗。

3 空调风系统

3.1 空调服务内外分区

在冬季，空调分区系统中内外区的冷、热负荷一般不同步。在这种情况下，需要选择合适的空调方式，把空调的服务区域划分为内区与周边区，并分别采取供冷和供热的方式，充分利用室外天然的冷源给内区供冷。这样无疑能够有效节约能源，减少运行的费用。

3.2 采用变频风机

采用变频风机节能效果明显。由于完全开启了风门，降低了实际运行转速，因此将节约大量的电能，减少相应的电费支出。降低电动机实际转速，减少起动时对设备的冲击，降低维修费用及空调运行的成本。空调机组对于风机等设备要求有较高的稳定性，减少对设备的冲击及降速运行带来的隐性好处是非常大的。

3.3 过渡季节采用全新风系统

采用独立送新风系统，在过渡季节充分利用自然资源，能够减少能源消耗，减少环境污染，有效保证空调区域的空调效果并显著提升空调区域的空气品质。新风自然冷却可减少制冷主机运行时间，延长机组和相关设备寿命，降低机组维修保养费用，提高经济性。通过自控系统，在过渡季节，制冷主机不开启情况下，调节风阀，控制新风量，控制加湿量使用户得到舒适的环境，降低过渡季节空调系统运行费用。

3.4 采用热回收主机

在暖通空调节能设计的过程中，有时需要将空调系统设计成直流系统，这种系统在冬夏季节会在排风与室外新风之间产生巨大温差，这部分的排风往往会带有一些污染物，因此不能把这部分排风直接送入相应的空调系统，此时就应对排风进行湿热回收。

（1）制冷机冷凝热回收的过程。蒸汽压缩式的制冷机组或空气源热泵在工作的过程中产生冷凝热的热量能够达到机组制冷量的1.15—1.3倍，因此大量电能只制取了空调的用冷量，大量的热能就会释放到空气中，会造成大气的热污染及热岛效应等对大气的危害，如果把这个过程加以利用制取生活热水，只需2年就能够回收相应的设备费用。

（2）空气热回收的过程。对于排风系统风量大于1000，新风比大于40%的空调系统，如果新风和排风之间的温度差大于或等于8，需要进行独立的新风与排风系统设置。3 暖通空调节能的其它工程措施

参考文献

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