浅谈大空间建筑暖通空调设计与节能

浅谈大空间建筑暖通空调设计与节能

发表时间：2018-06-11T12:19:06.140Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第36期作者：杨志炜

[导读] 在空间尺度方面，大空间建筑的空间尺度都很大，高度很高，外墙的面积和地板的面积都很大。

摘要：对暖通空调系统进行节能减排的设计，不但可以减少对不可再生能源的消耗，缓解电力紧张的问题，而且还可以保护环境。而现代的大空间建筑造型奇特，尺寸庞大，其耗能是可观的，因此对大空间建筑的暖通空调进行节能设计是具有一定的意义的。基于此，本文就从大空间建筑暖通空调设计与节能展开分析。

关键词：大空间建筑；暖通空调设计；节能

1、大空间建筑的特征

1.1在空间尺度方面，大空间建筑的空间尺度都很大，高度很高，外墙的面积和地板的面积都很大。由于高度很高，有些建筑高度差甚至达到百米以上，这样很容易造成温度差，同时外墙面积过大也会造成外界界面对室内空间的自然对流影响较大，冬季易在四周造成下降冷气流的影响。

1.2在居留区方面，大空间的建筑的大一般指俩方面，既高度和面积。一般的大型剧场、体育场馆的高度都在几十米左右，面积的单位都是万平方米。容纳的人数一般都是以万人作为单位的。虽然感觉人很密集，但是由于空间更大，所以相对于一般的建筑，大空间建筑的人均面积还是比较大的。因此，对于大空间而言，人均体积大，从卫生角度看是好的，可采用较小的换气次数。

1.3使用方面，大空间建筑一般都是综合性建筑，大都有多功能要求，如体育运动、杂技、音乐会、展示会等，因而要设置临时舞台、活动座椅等装备。不仅对空调带来多种环境要求，而且由于这些装备的存在也影响空调系统的设置。此外对空调系统的控制要求有相当的灵活性。这就使得应对空调系统负荷的分配以及冷热源的配置都作相应的考虑。

2、大空间建筑暖通空调设计难点

2.1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。

2.2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。

2.3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。

2.4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。

3、大空间建筑暖通空调的节能设计要点

3.1合理选取设计参数

3.1.1室内温、湿度从节能的角度来确定其标准是节能的重要因素。空调系统能耗大小除与当地室外气象参数、建筑物的外围护结构及室内发热散湿量有关外，室内设计温、湿度标准也是直接影响负荷大小的重要因素。在保证生产工艺和人体健康的条件下，夏季将室内空气的设计温度每提高1℃，约可减少热负荷11.2%，节省量是极为可观的。同样，在夏季如将室内空气湿度由60%提高到70%，则可节约能量17%左右。

3.1.2新风量新风负荷占空调总负荷的20%～40%，对其标准值高低的取舍，与节能关系重大，不可忽视。引进新风主要是为了满足人员的卫生需求及部分工艺空调所需维持的室内外压差。而新风量的多少直接影响空调的负载，从而影响空调系统的主机、冷却塔、水泵、风机盘管等的耗电。

3.1.3利用人体对热舒适性的环境有多个感觉参数的特性，减少对温度降低的需要。不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果，但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。例如在冬季，如果采用传统的空调方式，把整个室内的空气加热，通过空气实现人体与环境的热湿交换，就需要较高的空气温度，此时通过维护结构和加热新风的热损失都比较大。如果根据热湿环境的研究成果，改变传统的空调方式，增加辐射热，比如低温地板辐射采暖，此时所需要的空气温度降显著下降，一般可达到12～14 ℃，而传统方式一般在18～20 ℃，显然后者比前者具有显著的节能效果。

3.2暖通空调系统设计的节能

像在体育馆、礼堂等大空间建筑是属于人员密集、设备散热量大的场所，过渡季节仍然需要空调降温。因此采用全空气低速风道双风机系统较为合理。室外进入的新风和部分回风混合后，经过滤、冷却或加热处理后送入比赛大厅。空调机组新风口、回风口、排风口分别配带电动风阀，根据室外新风焓值，调节3个阀门的开度，实现过渡季节全新风运行，以达到节能和改善室内空气品质的目的。

3.3有效利用室外新风量

对于暖通空调系统的节能设计，将室外新风量进行正确有效的利用是一个有效的节能方法。对于冬冷夏热的房间来说，室内空调系统的能源消耗随着室外新风量的增大而增加。对于新风量的取用，是根据空调放假的正压值来确定的。大空间建筑用途不同，对新风量的取用也有所差别。要达到新风量的最少取用，首要的措施就是禁止在空调房间内的吸烟活动。因此，很多具有空调系统的公共场合都禁止吸烟，也就是要减少新风量，减少空调能耗。

3.4选择有能量回收装置的空调器

在大空间建筑的工程设计中，经常由于空调房间某些工艺要求将空调系统设计成直流系统，其排风和室外新风之间的温差在冬夏季很大，而这部分排风又带有一些污染物，所以不能直接进入空调系统，此时应对排风进行显热回收。室内回风在排至室外以前，先和室外进

入的新风经显热回收器进行显热交换，经能量回收后再排到室外。而室外进入的新风则经过显热回收器后夏季温度降低，冬季温度升高，而达到能量回收目的。

3.5大空间暖通空调的噪声控制

有些大空间对于声音的要求很高，比如礼堂，因此，通风空调系统的设计应慎重考虑消声减噪、减振问题。风机、空调机组、冷水机组、水泵是噪声源与振动源。设计中，应注意以下几个问题：尽量让设备用房远离噪声要求高的房间；选择质量好噪声低的空调设备、消声效果好的消声设备，同时消声设备的风速不宜太高，消声器应靠近出机房的位置；设减振垫、软接头等减振措施；风机的风压应经过计算后确定，要控制风管、风口的风速，避免风口风速过高而产生二次噪声。

结束语

随着社会的进步，人民对生活质量的追求使得大空间建筑越来越多，对于这些大空间建筑的环境设备也要求在健康、舒适，以及能源有效利用等方面更趋合理，并不断完善。因此，暖通空调设备如何适应这种需要也是现代大空间建筑暖通空调设计中值得注意和探讨的问题。此外，由于暖通空调系统的节能占建筑节能的主要部分，所以进行暖通空调的节能设计对于降低建筑物的能耗有着重要的作用。

参考文献

[1]南联建.大空间建筑暖通空调设计与节能问题分析[J].中国新技术新产品，2015.

[2]刘锋.关于大空间建筑暖通空调设计与节能的分析[J].科技与企业，2015.