严寒地区高大空间建筑暖通设计简述

张春明

摘要：针对严寒区域进行高大空间的建筑设计时，一定要充分考虑低温以及大雪天气的影响，设计功能系统要着重在暖通施工环节上。设计过程中需要严格遵守特定的室内设计要求，由于高大空间建筑的实际空间跨度大，居住在内部的人员较密集，暖通系统设计时，应当结合建筑的网架结构特点。本文首先分析了高大空间建筑和暖通空调系统的特点，然后详细地分析了高寒区域的建筑暖通设计工作要点。

关键词：严寒地区;高大空间建筑;暖通设计;设计方法

引言：暖通空调是建筑工程的组成内容之一，包括三项内容：供暖、空气调节与通风，每一项内容都关系到空间内部的舒适性，也是用户对建筑空间最基本的要求。近年来，随着建筑功能的扩展，诸多高大空间建筑物的出现，使用户对暖通空调的功能与效果有了新的要求。高大空间有着自己本身的特点，其暖通空调系统区别于传统设计模式，因此，在设计重点与难点上也出现了新的变化。探究高大空间暖通空调设计要点，从高大空间本身的特点以及需要出发，明确高大空间暖通空调设计的关键，对于提升设计水平与设计质量有着重要意义。

一、高大空间建筑和暖通空调系统的特点

（一）高大空间建筑特点

高大空间建筑与普通建筑相比，具有层高更高，跨度更大，功能繁多，样式复杂等特点。投入使用后人员短期聚集，使用时间相对集中，对室内环境要求较高。

高大空间建筑的空调设计难度较大，在空调设计过程中易受多种因素的影响。主要表现在随着经济水平的提高，人们对使用空间的舒适度要求越来越高。暖通空调在建筑中发挥至关重要的作用，必须要满足多元化的用户需求，但同时又受到建筑空间布局的制约。暖通空调的设计要结合各种因素综合考虑，在实际项目设计中，暖通空调设计方案一般要经过多次的修改和完善，从而保障暖通空调效果，减少成本投入。因此，加大暖通空调设计的研究力度，对提高空调系统能效起到至关重要的作用。

（二）暖通空调系统的特点

暖通工程全称为供热供燃气通风及空调工程，它主要包括三个方面：采暖、空气调节、通风，根据其功能来说，这是建筑的组织部分，同时也是我们生活中不可或缺的部分[3]。暖通是流体力学、传热学以及热力学这三大工程理论组合而成的综合建筑，现如今人们对所处环境不仅仅只要求舒适，同时还追求设计感，那么，现代建筑就趋向于在建筑结构的美化上进行突破，来达到用户的要求。在现代我们对高大空间建筑的暖通技术逐渐成熟，可以在丰富建筑设计的同时使空调系统与其相匹配。

二、高寒区域的建筑暖通设计工作要点

（一）通风设计活动

通风设计也是暖通设计环节中的重要设计活动。采用合理的送风方式可以有效缓解大空间建筑的空调设计时气流组织因温度梯度而变化较大。上送下回就是采用从顶棚开始送风，在底部设置回风，为了能够最大程度上提高冬天送风风速，可调节风量及射程的风口是现在大多数工程都会采用的。侧送下回方式这样的风循环更广阔，冷量自然下沉，舒适性也是最好的，一般将送风口设置在3m左右，根据你的装修风格来调整，要在机组余压满足的情况下，尽量大些，以使气流颁均匀。

由于新风量新风负荷约占空调总负荷的20%～40%，对其标准值高低的取舍，与节能设计关系重大，不容忽视。为了满足室内人员的卫生方面需求及部分工艺空调维持所需的室内外压差，所以引进新风显得尤为重要。而新风量的多少将直接影响到空调的负载，进而会影响到空调系统的主机、水泵、冷却塔及风机盘管等的电量消耗。因此在设计时，可以采用新风换气机来通风换气。需要注意的是，新风换气机要选用效率高的热回收装置;且在严寒地区，新风换气机要选用显热回收装置。新风温度不宜低于-10℃，否则排风会出现结霜，此时就需要在热回收装置前设置空气预热器。

此外，为了降低电能的损耗，设计人员可以安装一个变频风机，这不仅可以让空调更好地运行，还能减小空调自身的损害，提高空调的性能。设计人员还可以对自然资源进行合理利用，通过设置一个独立供风系统，将自然风引进室内，这不仅可以减少空调的能耗，还改善了环境，对于用户的更好使用有着重大的意义。

（二）采暖设计活动

采暖系统设计是建筑暖通设计活动的重点工作，根据应用高大空间建筑的情况来看，这类建筑并不会被长期应用，一般存在间歇性应用的特点，因此存在闲置的情况，建筑的整体使用率相对比较低。在很多高寒区域，暖通设计者常常会通过使用地板辐射采暖系统来满足建筑供暖需要，或者将散热器与空调设备结合使用，这类采暖系统在高大空间建筑中也极为常见。

在将散热器与送热风设备结合使用时，可以将采暖温度设置到10℃或者5摄氏度，如果建筑内部举办了大型的活动，热风系统可以对热量进行补充，满足多种采暖需求。在展开采暖设计工作时，与应当对特别的建筑空间进行设计，商场、餐厅以及体育场这种空间对于室内的湿度与温度设置要求相对宽松，在这类空间中使用相对简单的采暖设备即可满足采暖需求，如综合应用散热片与暖风机，在选择暖风机时，使用吊挂式的小型暖风机即可，相比大型采暖设备，这种暖风机的构造极为简单，同时升温速度极快，在初期使用时，可以不消耗过多的成本，可有效满足单一的供暖应用需求，尽管比较适合高大空间，但是存在噪声问题。在将多种供暖方式结合使用时，室内温度可以稳定地保持在5℃上下，当活动人员数量增加时，可通过暖风机快速提升室内温度，其他时间中，暖风机可以被直接关闭，节省电能消耗。

（三）防排烟系统设计

在一些体育馆、餐厅和商场等的大空间建筑物中，由于人员密集、空间面积大、可燃物较多，因此必须做排烟系统。当发生火灾时必须及时有效地组织人员疏散和有效的烟气控制，防止其蔓延。大空間的建筑一般使用玻璃幕墙或开窗面积大，具备自然排烟条件。在设计过程中，应与建筑专业紧密协调，达到自然排烟的要求。在设计建筑排烟时要注意：首先，自然排烟要满足排烟房间可开启外窗面积不小于该房间面积的2%，且可开启外窗面积不包括外门面积。其次，在设计时建筑的开窗高度一般在1.5m左右。当发生火灾时，烟气温度比较高，会往高处走。当窗子的高度变高后，会不方便人开启，这时窗子就需要电动控制，即电动排烟窗。当发生火灾时，开启遥控或开关打开窗户来及时排烟。

在建筑设计防排烟工程中，通常使用以下几种排烟方式：机械排烟，机械加压送风防烟和自然排烟。自然排烟系统在操作上较容易，结构也简单，比较经济，若建筑可以在顶棚开设排烟口的，其效果最好。因为建筑较高，其内的蓄烟能力较强;且大空间的建筑一般会在顶棚或者侧墙处设置较大面积的采光通风带，这就可以结合自然排烟一起使用，在设计采用高侧窗时，若在建筑物的迎风面设置排烟口，其排烟量会随着室外风向改变而随之发生变化。

三、结语

综上所述，针对严寒地区进行高大空间建筑的暖通空调设计存在的难度较大，为了确保高大空间建筑的功能充分地发挥出来，为空间创造更好的室内环境，暖通空调设计时，要与高大空间建筑特点详细的结合，选择适合严寒地区的空调系统形式安装，同时要考虑节能环保的设计理念，在保证空调使用性能的同时，为人们提供更为舒适的建筑空间。

参考文献

[1]姜建军.（2015）.严寒地区高大空间供暖通风设计.林业科技情报，47（4），100-102.

[2]黄森铭.（2016）.浅谈大空间暖通空调的节能设计.建筑工程技术与设计（27）.

[3]曹利明，邱晓枫，姜新丰.高大空间公共建筑暖通空调系统设计分析[J].中华建设，2019（07）：112-113.

[4]李钉.高大空间公共建筑暖通空调系统设计的要点综述[J].建材与装饰，2017（15）：94-95.

[5]刘瑞军.高大空间公共建筑暖通空调系统设计分析[J].山西建筑，2017，43（32）：108-109.