大空间建筑空调设计与节能思路

杜梦娇

摘 要： 随着大型空间建筑项目的不断扩大，给人们提供了更加多样化的建筑使用空间，但与此同时，也对建筑设计提出了更高要求。其中，暖通空调的设计是现代大空间建筑设计中的一项重点和难点工作。暖通空调的主要作用是为建筑室内调节温度，如果它的设计不够合理的话，那么可能会引起空调能耗过高，噪音过大，温度调节作用不佳等问题，从而大大影响到人们对建筑的使用体验。因此，在现代大空间建筑暖通空调的设计中，应当要充分结合建筑的实际需求，把握好各项设计要点，优化总体设计方案。

关键词： 大空间;建筑空调设计;节能思路

【中图分类号】TU83     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）07-0084-01

引言：我国大空间建筑数量的增多，为暖通空调设计提供了大量的运用机会，尤其是南方在没有普及暖气的情况下，对暖通空调的需求急速增长。由于大空间建筑的空间面积较大，暖通空调在工作时会消耗大量的电能，如果设计不合理，将造成大量的能耗浪费，同时对暖调空调的运转效率也有一定的影响。因此，如何降低其在工作时的电能消耗以达到节能的目的，是暖调空调设计的重点内容。所以，相关设计人员必须对暖调空调的设计难点仔细分析，并提出具有针对性的解决措施。

1 大空间建筑空调的设计原则

1.1 舒适原则。现代大空间建筑中的暖通空调的主要作用是为建筑室内调节温度，以使室内冬暖夏凉，让人们感到更加舒适，所以它的本质是一种服务于人的工具。而作为一种服务于人的工具，首先必须要遵循健康舒适原则，即通过使用一些对人类身体健康无害的，环保的材料，并进行合理的设计，以给人们创造出一个宜居的建筑空间。

1.2 减排原则。众所周知，地球中的各类资源和能源都是有限的，在人类社会的发展中，不能以对自然资源和能源的肆意浪费为代价，否则会严重破坏我们的地球家园。据相关研究表明，在现代大空间建筑中，暖通空调的能耗约占到建筑总能耗的30%，这足以说明其能耗之大。而为了响应我国可持续发展战略的要求及实现建设节约型社会的目标，在现代大空间建筑暖通空调的设计中必须要遵循节能减排原则，一方面通过对各类资源和能源进行优化分配及合理使用来尽可能地降低能耗，另一方面尽量减少废气排放以减轻环境污染。

1.3 自然原则。在我们的大自然中，除了那些有限的资源以外，还存在着一些可再生资源，它们是取之不尽，用之不竭的。常见的可再生资源有太阳能，风能，地热能等，在现代大空间建筑空调的设计中，还应当要遵循利用自然原则，充分开发利用这些可再生资源，以代替不可再生能源，实现成本的节约。

2 大空间建筑空调设计的节能途径

2.1 合理的气流设计。在大空间建筑中使用分层空调，只需要确保人类活动区域的温度和湿度要求，来减少空调系统的能耗。侧面供气使用出风口的中心作为接口，将整个多功能孔垂直分为两个区域，下部是空调区域，上部是非空调区域，必须保持在空调区域中的温度和湿度。地板供气由室内热源产生的浮力驱动，从而形成自下而上的气流模式。温度也从底部到顶部垂直升高，并且控制界面可以放置在顶部区域。

2.2 有效设计水力平衡。在大型空间建筑项目的空调设计中，水力平衡设计是节省能源的主要方法，因此，在设计空调系统之前必须做好水力平衡的计算。按照水力平衡的要求，以及大空间建筑供应系统调节的要求，选择并匹配平衡阀、节流阀和许多其他水力平衡装置，同时，每个回路中的水和空气量必须能够有效满足压力的特定需求。如果压力不足，可以添加局部压力泵以补偿所需的压力，在确保大型建筑空调正常运行的基础上减少能耗。

2.3 选择合理的外部能源。选择外部能源时，必须遵守当地的相关法律法规，考虑到经济性，选择地热热泵系统。根据某大空间建筑的实际情况选择三台热泵。夏季蒸发器的最大流量为690m3/h，这是冷水的特定流量。当剩余流量系数为1.1h，每个泵的流量计算为253m3/h。为了有效地提高空调的使用效率，并联安装四个循环水泵，其中三个泵处于待机状态。

2.4 合理选择设计参数。为大型建筑物合理选择空调设计参数，是节省能源、减少能耗、控制温度和湿度的主要途径。在空调的总负荷中，新鲜空气的负荷占空调总负荷的30%～50%。我们还可以发现，新鲜空气负荷设计参数的选择是空调设计成败的关键。引入新鲜空气的主要目的是满足人们的生活需求，并保持室内和室外之间的压力差。

2.5 合理设计设备的运行与控制方法。大型建筑物的空调设计需要科学合理地选择空调单元、热交换器、水泵和其他设备，并且根据大型建筑物的实际情况，选择相应的交换设备和编号。在有效调整的基础上，减少空调能耗，主要消除所有废热和残留湿气，全空调系统在过渡季节必须以可变的新鲜空气比率和新风比的模式运行，从而最大限度地利用室内和室外的自然冷却源。基于此，减少空调能耗的目标可以取得成就。所有热力车间都充分利用有组织的自然通风，以达到消除预热并减少由机器引起的能耗的目标。

2.6 选择高效节能的新产品和新设备。选择冷水机、水泵、热交换器、散热器和风扇等设备时，需要选择由国家或地方许可制造商制造的同一批组件设备，并选择高质量、高能效的产品，降低20%-30%空调运行的能耗，但同时，在机组选择过程中，有必要选择一个低温热泵机组和一个可以通过收集热量来降低能耗的设备，回收利用空气的余热。此外，设备和管道的隔热和冷却必须有效，以最大限度减少热量和冷却损失。

2.7 使用配备有能量回收装置的空调。在很多情况下，大空间建筑的空调設计会受到外界自然条件和空调设备安装条件的影响，因此有必要将其设计为直流系统，这导致空调排气口与室外之间的温差相对较大，但是排气口通常包含某些污染物，因此无法直接进入空调系统，此时，排气需要回收显热。当大空间建筑物的室内返回空气排放到外部时，必须首先通过显热回收装置与外部空气交换显热，回收能量，然后再次将其排放到外部。当新鲜空气通过显热回收单元时，它在夏天降温，在冬天变暖，并达到其回收目标。通常，将显热回收装置应用于空间较大的建筑物的空调设计时，可以回收50%～60%的能量，而完整的热回收装置可以回收80%～90%的能量。

结语：综上所述，相对于一般的建筑空调系统节能设计，大空间建筑明显有着更高的要求，因此需要提高对大空间建筑暖通空调系统节能设计的重视程度，在了解大建筑空间系统的特点之上，采取有效的节能设计措施，有效满足大空间建筑运行功能要求，保障大空间建筑得以更好的运行。

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