大空间建筑暖通空调设计的基本原则、难点、及节能方案

大空间建筑暖通空调设计的基本原则、难点、及节能方案

作者：边梅梅

来源：《商情》2015年第25期

一、大空间建筑暖通空调设计的基本原则

（1）对于像体育馆、礼堂等人员较为密集，设备散热量较大的场所和地方，在季节过渡时候可以进行空调降温，这时候可以采用相应的全空气低速风道双风机系统。系统可以将室外的新风同一部分回风进行混合，进行过滤、冷却或者加热处理之后进而排送到相应的比赛大厅。对于面积较大的场馆可以进行区域的划分，划分为多个相应的通风空调系统区域，这样能够有效进行空调系统的调节以及能量的控制。在贵宾室，休息室以及其他辅助房间适宜采用相应的风机盘管加新风系统。

（2）一般而言，大空间建筑物有着较长的闲置时间，使用率相对较低，在相应的采暖地区，为了达到相应的节能目的可以结合空调送热风与散热器值班采暖的方式。值班采暖温度可以按照 5"C或 1O℃进行考虑，在活动举办或者开展期间，可以由空调系统进行热量的补充。

（3）在进行建筑物气流组织的选择时候，应该依据建筑物的类型和建筑结构形式。大部分的体育馆以及大型的礼堂屋项结构为往家或者桁架结构，平均层高能够达到LOM，在体育馆的最高处能够达到25M。在进行体育馆的气流组织设计时候，一般选择高速射流喷口进行顶送或者侧送，在座椅下或者场地下进行机械回风，在建筑物的项部进行排风；而在礼堂选择的气流组织为喷口、旋流风口或者散流器进行项送、在建筑场地下进行回风、在礼堂的舞台上空进行排风。

（4）在布置空调机房时候要遵循施工简单、维护方便的原则，同时还要经济合理。空调机房时暖通空调系统的的核心部分，因此要要对空调机房的位置、面积进行严格的控制。空调机房每个所承担的空调系统的面积要控制在500M2以内，不宜过大。这样能够有效地控制系统的通风量，满足相应的管道尺寸要求。空调机房的位置应该选择地点为靠近空调房间、外墙，远离那些对于振动以及噪声有着较高要求的房间，同时还要避免在建筑物的核心筒位置进行设置。机房的建设高度应该根据空调机组的高度以及相应的检修空间来进行确定，一般净高的范围要在4～6M。

（5）礼堂等建筑有着较高的噪声振动要求，因此，在进行通风空调系统的设计过程中要对消音减震等问题进行着重的考虑。其中暖通空调系统中的冷水机组、风机、空调机组以及水泵是主要的噪声以及震动源。在进行暖通空调的设计过程中应该遵循下面的几个原则：一是设备房间要远离那些有着较高噪声要求的房间；二是，选择消声设备要遵循的原则为：噪音低，质量好，风速较低，同时靠近机房的位置。三是，设置相应的减振垫以及软接头等；四是，合理进行风机的风压的计算，进而合理确定风管以及风口的风速，这样能够避免由于风速过高原因产生二次噪音。

二、大空间建筑暖通空调设计的难点

（1）高大空间建筑防火难度大，对采暖、通风和空调系统的要求更高。例如，大空间建筑往往需要在主体建筑或裙房内布置一些象燃油或燃汽锅炉房、自备发电机房、空调机房和汽车库等一些危险性较大的空间。这方面应在设计中有所体现。

（2）大空间建筑往往高度较大，这将加重采暖系统的垂向失调，同时由于系统水静压力较大，直接影响到室外管网的水力工况，其系统的形式及与室外管网的连接与多层建筑有较大差异。

（3）高大空间建筑设计往往需要有单独的热源，以满足空调、采暖、制冷、热水供应等方面的需求。由于用地紧张和其他一些原因，有些大空间建筑需要在地下室内或屋顶上设置锅炉房。从目前发展趋热来看，这种设计方式越来越多，这使得大空间建筑的热源设计变得更为复杂。

（4）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3米左右，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的节能方案

（1）方案设计。现在非常流行的空调设计方案是：在低能耗，高室内环境品质的前提下，风量可调的置换式送风系统、冷辐射吊顶系统、结合冰蓄冷的低温送风系统以及去湿空调系统。为了平衡高层办公楼中设备、照明等主要热源形成的辐射热量采用辐射形式供冷。冷辐射吊项应结合置换式送风，将新风采用下送风方式送入室内，既保证室内空气品质，又保证良好的室内热环境。而采用空调去湿方案，首先可以保证室内空气品质；其次采用去湿保证了绿色建筑对室内湿度控制在 60%以下的要求。

（2）蒸发冷却技术。蒸发冷却空调技术是一种绿色仿生空调技术，包括间接蒸发冷却（IEC）和直接蒸发冷却（DEC）。该系统采用水作为制冷剂，实现空调运行对环境无污染，

另外，蒸发冷却系统的COP 值比机械制冷大得多，且它的制冷不消耗压缩功能，它是一种节能环保型绿色空调技术。

（3）具备良好的通风系统。新风的作用某些建筑由于装修材料含有挥发性有害物质造成室内空气污染。因此，绿色建筑中的暖通空调应该具备良好的通风系统，实现合理的自然通风，因为新风在室内的流动对健康是必不可少的。

（4）免费供冷空调系统。免费供冷（FREE COOLING）技术通过水系统来利用自然冷源。它也称冷却塔供冷，是一种节能降耗的系统形式。免费供冷的实现方式是：当室外空气湿度温度下降到某值以下时关闭冷水机组，以流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统供冷，提供建筑空调所需要的冷负荷。在空调系统中，冷水机组的能耗占有极高的比例，如用冷却塔供冷技术可少开或不开冷水机组，其节能效率将会是显著的。

（5）地源热泵空调系统。地源热泵空调系统是利用土壤、地下水或江河湖水作为冷热源的一种高效空调方式。土壤是一种很适宜的热源，其温度适宜、稳定，蓄热性能好且到处都有。地源热泵全年运行工况稳定，不需要其他辅助热源及冷却设备即可实现冬季供热夏季供冷。地源热泵的 COP 值可达 4.0 以上。对于采用深井回灌方式的水源热泵，由于地下水抽出后经过换热器回灌至地下，属全封闭方式。因此不使用任何水资源，也不会污染地下水源。

（6）冷热源及空调水系统。常规的冷热源，电力型或热力型（如燃气）的压缩式制冷机（或热泵）、吸收式制冷机、直燃式冷热水机组均可用于大空间建筑。从供冷供热的角度出发应该考虑：当所在地区已有足够规模的区域供冷供热设施时，可利用其装置提供冷热量；在供冷供热的基本方式上应尽可能采用热泵和蓄冷蓄热技术；在有些场合燃气机热泵也是十分合理的能源方式。