公共空間微氣候調節終端設計

張璐澤　左雨欣　董曉瑋　朱淑佩　金雪藍

【摘 要】隨著空調的使用與普及，公共空間的氣候調節也漸漸成為了人們關注的焦點，高能耗、空間冷熱不均、密閉空間出風空氣質量差等問題漸漸在使用過程中顯露出來。本文主要介紹基于用戶視角下的公共空間微氣候調節終端設計，包括立體出風口設計，制冷制熱送風模式的區別化設計、渦流式冷風風口結構設計等，旨在從健康、節能的角度解決公共空間微氣候調節問題。

【關鍵詞】公共空間；微氣候；空調出風口；用戶研究；設計

0 引言

現有空調能耗過大。有資料顯示，空調等暖通設備對于能源的消耗率占了總能源的消耗率接近百分之十。如此巨大的能耗不僅過度消耗了我國的不可再生能源，也限制了空調行業的進一步發展。[1]當前，隨著經濟發展的步伐加快，人民生活質量明顯得到了改善，[2]對空調的舒適性以及環保性提出了更高的要求。從設計者的角度來說，就是要使設計能夠滿足不同人的不同需求，并且節能環保。

1 公共空間微氣候調節背景

從空調的產生到如今的普及，空調行業也漸入成熟期，多元化的需求促使市場向新技術、新革命、新概念發展，藝術、智能、節能已成為產品發展的主流方向，從外觀的美化設計到品牌產品內部性能的創新升級。

目前，圖書館、會議室等公共場合，冬夏季開空調是常態，與此同時也呈現出了較多問題。現在公共場合的空調往往高耗能，但卻達不到理想效果。據相關資料顯示，我國社會總能耗中建筑總能耗約占 20.7%，而公共建筑在建筑耗能中的比重之大，是一般性住宅的10～20倍[3]。

風集中朝向一個地方吹，對于公共場合這種大環境，空調需要大風壓大功率才能使整個大空間有冷氣或熱氣的均勻分布，導致風口附近溫度極低或極高，而距離較遠處制冷制熱卻達不到理想效果。普通空調只有一個出風口，冷熱風流動截面積小，當空調高風速運行時，位于出風口前面的人會因風量太大感到不適，而位于空調器側面的人卻感覺不到風，且由于空氣自然流動速度較慢，室溫升降速度較慢[4]。長時間被冷風熱風直吹，會感覺身體不適。并且長期使用傳統空調易導致空調病的發生[5]。

欲改善此方向的問題，就必須從空調的結構上入手。

2 微氣候調節終端設計

本設計在國外對下送風上排風空調方式研究的基礎上，遵循以人為本的設計理念，滿足人的需求，并且降低空調的功耗，對公共場合微氣候出風口進行設計。主要有以下要點：立體式出風口設計，制冷制熱送風模式的區別化設計，渦流式冷風風口結構設計等，以下將重點介紹此三點。

2.1 立體式出風口設計

空調與地排式下送風系統相結合，終端整體為突出的半球體，有利于冷暖出風口的區別化設計，同時較為圓潤的外觀有利于出風口融入環境。通過調節移動開關轉動防塵罩可遮擋部分出風口，達到減少風量的效果，如圖1所示。

2.2 制冷制熱送風模式的區別化設計

由于空氣浮力的影響，冷暖風分別具有下沉和上升的特點，若采用傳統冷暖風同出風口的形式，冷暖風無法均勻地充滿整個空間，本設計將冷暖風出口根據重力沉浮原理合理區分，冷暖風出風口分別如圖2和圖3所示：

其中，冷風將由正面向上出風，在微環境中達到自然沉降，達到人體活動區域的一個微小循環。暖風將由半球體側面送出，熱風將受到浮力作用自然上升，由人的下肢處開始熱起，到達頭部位置時，熱量較少，有助于保持清醒的頭腦，四肢溫暖，工作效率大大提高。冷暖風分口有利于微環境溫度均勻分布，在同樣達到使用者所需溫度的情況下將耗費更少的能源。在歐洲，很早便有了下送風方式在大空間的應用，80年代中期，英國倫敦的 Lloyds 大樓和香港匯豐銀行的下送風空調裝置的成功，引起各國空調技術界的關注。[6]此形式打破傳統空調冷熱風送風一致的模式，這也使得本設計更具實用性，更能滿足用戶需求，增強用戶體驗感。

2.3 渦流式冷風風口結構設計

本設計中冷風出口采用了旋流式出風口設計，細節如圖4所示。

渦流式出風口能達到高效特遠距離的出風效果，可以迅速將冷氣自下而上擴散較遠距離，然后任冷氣自然沉降，在小空間微環境內形成一個小循環，使用者的體驗感和健康性得到提升。渦流出風方式的加入可使空間更快進入恒溫狀態，更加節能。

3 結語

本文主要針對一些圖書館、餐廳、辦公室或其他較大的公共空間，這些地方對空調的使用要照顧到處于不同位置、需要吹風的人和不適合吹風的人，由此利用下送風技術，進行微氣候調節終端的設計。通過對冷熱出風口以及結構的區別化設計，改善出風效果，滿足舒適健康性要求，在技術上滿足節能高效性要求。

【參考文獻】

[1]仲訓祿.淺談建筑暖通空調節能優化設計方法[J].中國新技術新產品，2013（09）：213.

[2]高曉輝.淺談建筑暖通空調節能優化設計方法[J].科技咨詢.2015（02）：87-88

[3]高磊.辦公樓中央空調系統的節能分析[J].建筑節能.2012（08）.

[4]曹恩國，張宇希，張宇紅，鄧嶸，李世國，張寒凝.基于立體送風模式的智能空調創新設計研究[J].機械設計，2015，32（5）：105-108.

[5]張華玲，龔旎，趙琳.醫院夏季空調濕環境對人體健康的間接影響[J].中南大學學報，2012，43（9）：3727-3733.

[6]范存養.辦公室下送風空調方式的應用[J].暖通空調，1997（04）：30-39.

[責任編輯：朱麗娜]endprint