基于大空間建筑暖通空調設計的探析

孫地

摘要：隨著社會的進步，人民對生活質量的追求使得大空間建筑越來越多，對于這些大空間建筑的環境設備也要求在健康、舒適，以及能源有效利用等方面更趨合理，并不斷完善。因此，暖通空調設備如何適應這種需要也是現代大空間建筑暖通空調設計中值得注意和探討的問題。此外，由于暖通空調系統的節能占建筑節能的主要部分，所以進行暖通空調的節能設計對于降低建筑物的能耗有著重要的作用。此外這還關系到國家能源安全、資源消耗和環境污染是關系國計民生和國家可持續發展的重要行業，因此，暖通空調設計的從業人員應給予足夠的重視。

關鍵詞：暖通空調：建筑：大空間：設計

1.大空間暖通空調系統概述

1.1暖通空調概念

暖通空調是目前建筑領域研究最多的話題之一，是基于傳統的空調系統結構上形成的一種集采暖、通風、空氣調節為一體的新型空調系統，這種空調系統在應用中最大的特點在于能夠創造出一個優雅、舒適、高質的室內環境，而一般的空調系統則主要的解決室內的冷暖問題，而無法對空氣進行處理。

1.2大空間暖通空調要求

高大建筑結構建設中，不僅需要建筑本身能夠發揮出美觀、大方的外在優勢，還需要內部各項基礎設施布置齊全，能夠滿足人們舒適、衛生、溫馨的環境需要。近年來，人們生活質量的提高使得大空間建筑結構越來越多，對于這些大空間建筑結構的環境設備、基礎設施、輔助器械也提出了新的要求和工作要點。在現代化的高大建筑結構中，各種基礎設施的應用不僅需要形成一個健康、環保的室內空間，還能夠形成系統、完善的基礎設施應用模式。在這種建筑結構基礎上，暖通空調的應用尤為廣泛，在工作中是基礎傳統的主結構基礎上形成的一套系統、綜合、全面的管理策略，也是現代化管理工作中備受關注的環節。

2.大空間暖通空調設計要點

在大空間建筑物暖通空調設計中，由于建筑結構本身存在著防火難度大、采暖和通風設計要求高的特點，這就造成了在設計工作中存在著眾多的困難，就需要我們在工作中根據預計工作標準和設計流程進行優化和完善，從而提出科學的設計工作標準。

2.1冷熱源控制

在大空間建筑結構暖通設計工作中，由于建筑結構本身存在的相關特點，使得我們在設計工作中對于熱源選用往往都是采用單獨的熱源為主。這種熱源的存在對于滿足空調、采暖、供水、制冷和空氣處理方面的需求有著極為良好的作用。但是，由于在設計工作中受到用地緊張、結構復雜的影響，很多的大空間建筑結構需要在地下室或者屋頂上設置一定的鍋爐房，這就給大空間熱源設計帶來了新的難題，造成設計工作的更加復雜和繁瑣。

2.2垂直設計分析

由于大空間建筑結構高度往往都很高，這無疑加重了采暖系統垂直控制難度，造成設計失調現象的普遍出現。同時，在設計的過程中由于受到系統靜壓水壓力的影響，使得整個室外管道的水工狀況出現了一定的影響，這就形成系統管道中室內外連接存在著一定的差異情況。

2.3溫度調節

在大空間建筑結構中，由于溫度因為氣壓、高度的影響而存在著梯度變化，這就需要在設計中合理的選擇送風口和送風方式。目前的大空間建筑空調設計中，溫度調節通常都是采用上送下回的方式來進行溫度和室內氣流調節的，這對于提高冬季送風風速、增加夏季室內涼爽度有著重要的意義。

2.4空調節能設計

大空間建筑結構中，由于自身空間大、高度高、室內設施復雜，這就給空調調節帶來了嚴重的影響，甚至是造成節能設計的不達標、不科學。

（1）合理選取設計參數是基礎

對暖通空調的設計必須保證其設計參數選取的合理。只有合理的參數才能確定準確的供暖系統，做到耗能低、環保的要求。其中，溫度、濕度的選取應當取合理的，不能出現冬季過高、夏季過低的情況：

第一，在空調總負荷中，新風量新風負荷占到整個負荷的20～40%。可見對新風量新風負荷設計直接決定了整個節能環節的成敗。在整個系統中之所以引進新風主要是為了滿足人們對生活的需要和部分工藝空調所需維持的室內外壓差。

第二，溫度、濕度標準的確定在很大程度上決定了節能的成敗。空調系統能耗的數目主要取決于當地的氣候條件、建筑物的圍護結構、室內濕度設計標準、室內溫度設計標準以及室內發熱散濕量等。在保證人體生活需要和生產工藝的條件下。我們發現夏季改變設計溫度和節能有如表3。通過計算我們發現：若是在夏季將室內空氣的設計溫度提高1℃，整個工程的運行費用可減為初始的92%，空調的初始投資也可減為原來的94%。

（2）應盡量使用配有能量回收裝置的空調器

我國各大行業建筑物的用途有所差異，因此，它們的工藝要求導致有時需要將房間內的空調系統設計成直流系統（如制藥廠此類房間很多）。在冬季和夏季，該系統的室外新風和排風之間的溫差較大。這部分排風自身帶有一些污染物。因此，不可讓其直接進入空調系統。此時，需要對排風進行回收。室內回風在排出室外前，其仍然還有一部分熱能。為了做到節能的目的，在室內回風排除前讓其和室外進入的新風在顯熱回收器處進行顯熱交換，交換結束后方可排出室外。同時，經過顯熱回收器顯熱交換的新風夏季溫度降低，冬季溫度升高，而達到能量回收目的。

3.節能設計措施

3.1合理選取設計參數是基礎

對暖通空調的設計必須保證其設計參數選取的合理。只有合理的參數才能確定準確的供暖系統，做到耗能低、環保的要求。其中，溫度、濕度的選取應當取合理的，不能出現冬季過高、夏季過低的情況。

（1）在空調總負荷中，新風量新風負荷占到整個負荷的20～40%。可見對新風量新風負荷設計直接決定了整個節能環節的成敗。在整個系統中之所以引進新風主要是為了滿足人們對生活的需要和部分工藝空調所需維持的室內外壓差。

（2）溫度、濕度標準的確定在很大程度上決定了節能的成敗。空調系統能耗的數目主要取決于當地的氣候條件、建筑物的圍護結構、室內濕度設計標準、室內溫度設計標準以及室內發熱散濕量等。在保證人體生活需要和生產工藝的條件下。我們發現夏季改變設計溫度和節能有如表3。通過計算我們發現：若是在夏季將室內空氣的設計溫度提高1℃，整個工程的運行費用可減為初始的92%，空調的初始投資也可減為原來的94%。

3.2應盡量使用配有能量回收裝置的空調器

我國各大行業建筑物的用途有所差異。因此，它們的工藝要求導致有時需要將房間內的空調系統設計成直流系統（如制藥廠此類房間很多）。在冬季和夏季，該系統的室外新風和排風之間的溫差較大。這部分排風自身帶有一些污染物。因此，不可讓其直接進入空調系統。此時，需要對排風進行回收。

室內回風在排出室外前，其仍然還有一部分熱能。為了做到節能的目的，在室內回風排除前讓其和室外進入的新風在顯熱回收器處進行顯熱交換，交換結束后方可排出室外。同時，經過顯熱回收器顯熱交換的新風夏季溫度降低，冬季溫度升高，而達到能量回收目的。

我國北方地區冬季天氣較為寒冷，顯熱回收器使用需要注意防凍問題。新風應有2個入口，并在空調器排風出口處設置溫度傳感器，調節新風入口處的電動閥開度，以保證排風出口處的溫度高于5℃。否則顯熱回收器排風側有結冰的危險，影響系統正常工作。一般來講，顯熱回收器最大能回收50%左右的能量，而全熱回收器則最大能回收80%左右的能量。

4.結語

總之，隨著大空間建筑的發展，其中很多大空間建筑內的空氣需要保持一定的溫度濕度、清潔度，許多大空間建筑內需要設置較為完善的通風、空調設備。暖通系統的節能性能在很大程度上決定了建筑節能目標的實現情況。因此，設計人員需要加大對暖通設計的重視。合理的暖通空調設計不僅可以創造良好的經濟效益，也可以帶來良好的社會效益。

參考文獻：

[1]公共建筑節能設計標準.中國建筑工業出版社，2011，5.

[2]陸耀慶.HVAC暖通空調設計指南.中國建筑工業出版社，2012.