大空間建筑暖通空調設計與節能剖析

文/喬國生　河北建筑設計研究院有限責任公司　河北石家莊　050011

現代大空間建筑是一種符合現代社會生活及人們生產生活需要的建筑形式，具有內部空間較大、面積較大的特點。隨著可持續發展理念的深化，節能成為大空間建筑暖通空調設計需要考慮的重要因素，因此，相關的設計人員應針對大空間建筑的結構特點，對暖通空調進行設計并充分考慮到節能問題，使空調系統的運行在保證人居生活環境舒適度的同時降低運行成本，從而促進我國可持續發展。

1、大空間建筑的概念

所謂大空間建筑指的就是占地面積較為大的工程，如大型電影院、體育場等等，因為空間大，所以內部的溫度不太均勻，時常存在著明顯的溫度差。因此，為了讓大空間的暖通空調具有好的效果，相關的設計人員一定要全面的考慮暖通空調的設計，從而滿足供暖的需求。一般情況，大空間建筑是為了滿足一些特定的要求而設定的，如電影院提供視頻欣賞的能力，因此設計人員在設計的過程中，必須要考慮到該建筑的用途，以此讓暖通系統的設計更符合需求。

2、大空間建筑暖通空調設計中的難點及解決對策

2.1　難點

（1）冷熱負荷計算復雜

大空間建筑在冬季時主要依靠外墻、地面、屋頂等圍護結構傳熱從而產生的負荷及冷風侵入負荷，因此在設計暖同空調室應全面考慮。在計算總冷熱負荷時除了考慮外墻等圍護結構傳熱產生的冷負荷，同時還應考慮人類活動及設備產生的負荷[2]。

（2）復雜的暖通空調系統

通常情況下，大空間暖通空調系統都比較龐大，且需要各種冷量、風量、熱量也較大。因此應對系統合理分區，以提高系統運行的安全性，同時縮小風道尺寸及管道規格，有效降低系統運行壓力。在對暖通空調進行分區時應結合建筑功能分區，且要考慮各區流量壓力是都的均衡和運行維護戶是否便利，以達到分區的最大效果。

（3）暖通空調設備的選擇及布置

大空間公共建筑對室內的要求相對嚴格，因此暖通空調設備的選擇及布置不僅要考慮設備的使用性能，還要對設備顏色、搭配、外形以及室內整體效果等綜合因素進行考慮，在施工過程中應盡量將設備隱藏在角落或者裝飾背景中。

2.2　解決對策

暖通空調系統在運行時會產生大量熱量，為保證空調設備科正常運行，必須將這些熱量排室外，而這些設備通常又存在對熱源的要求。此外，暖通空調系統可分為兩種形式，分開式系統與閉合式系統。應采用有效措施將二者進行有機結合，從而設計出全新的空調系統。大空間建筑通常不會采用對流散熱器，然而散熱器具有安裝簡便、維護費用低等優點，施工單位應根據大空間建筑的使用性質，對散熱器的規格型號進行合理的選擇，通過利用散熱器保證室內的基本溫度，再利用其它供暖設備使溫度達到要求標準。對于“冬暖夏涼”的大空間建筑，可對供暖、供涼設備進行可行性分析，以達到節約經費的目的。

3、大空間建筑暖通空調設計的節能措施

在大空間建筑中，暖通空間因為受自身特點的影響，所消耗的資源非常的大，因此，設計人員在進行設計的時候，一定要全面的考慮到用途，進而減少空調的能源消耗，實現節能的目標。

3.1　冷源與熱源

在大空間設計的過程中，設計人員在選擇冷熱源的時候，一定要滿足空間的結構，進而使暖通效果發揮到極致。冷熱源包括如下幾種：直燃型、吸收型、電力型、燃氣型，設計人員在進行冷熱源選取的時候，一定要全面的分析大空間的結構與地理位置，進而選擇適合的冷熱源，同時，在數量的選擇上也要合理，使其讓冷熱源的安全得到保障，避免施工人員的安全與設施的建筑遭到影響，

3.2　空調水系統

如果想要空調系統運作的更好，那么設計人員就一定要對空調水系統進行分區，根據水系統的承壓與承受能力分區。如果想要確保分區的科學、合理，那么設計人員就要全面的考慮空調各個設備，如空調的管道承受力等因素。并且設計人員還應該在空調水系統中應用變頻技術，降低空調的能源消耗，最大程度的節約能源，真正的實現節能環保的效果。

3.3　合理選擇外部能源

在設計初期需要認真研究，根據工程的資源進行相關的技術對比，從而選擇最合適的外部能源，做到技術可行、經濟合理，且還能節約資源。如：在市政集中供熱管網過程中，一定要設置單獨的鍋爐房；而當靠近湖泊或者江河的過程中，需要考慮將傳統石化能源轉變為水源熱泵技術。另外，還需要考慮其太陽能、風能、地能是否可以代替傳統的能源。

3.4　做好水力平衡設計

在分區設計室內外采暖空調的過程中，必須要計算水力平衡，按照建筑物的內部供暖系統與水力平衡要求的方式，選擇節流閥、平衡閥等水力裝置，使其讓各個風量、路水量達到壓力要求，盡可能的避免局部的冷水機組與水泵、換熱器等處于高效工作中。如果當局部壓力無法達到要求的時候，可以在局部增設加壓泵來滿足壓力的需求。

3.5　選擇高效節能設備與產品

在風機、空調器、散熱器、、水泵、冷水機組、換熱器等等設備的組件選擇方面，需要選擇高效節能的產品，最大化的減少能源的消耗。另外，還可以采用空氣余熱回收裝置、低溫熱泵機組等相關的節能產品，使低品質的熱源得到充分的利用，使其優化設備、管道保冷與保溫的冷量消耗和減少熱量。

3.6　合理設計控制方式與設備運作

在選擇水泵、空調機組等設備的過程中，需要合理的搭配設備的供熱與制冷能力以及設備數量，在根據負荷的實際情況適當的調整運作臺數與倒換運作設備，以此確保在調節基礎上同時達到能源的節約目的。以消除余濕、余熱為關鍵的全空氣空調系統，可以隨時變新風比，使其過渡到季節新風運作中，充分的利用室外冷源，最大程度的減少空調的能源消耗。所以說，熱車間一定要充分的利用到自然風進行排除余熱，只用在必要的時候，利用機械進行降溫。

結語：

綜上所述，隨著時代的發展大空間建筑已成為現代社會的一種重要的建筑形式，同時滿足了人們對生活、生產的需求。因此，相關設計師應做好大空間建筑暖通空調的設計工作，始終貫徹可持續發展理念，從而為人們提供良好的人居環境，同時有效節約我國能源，以保證我國社會經濟可持續發展。

參考文獻：

[1]張晶.關于大空間建筑暖通空調節能設計的研究[J].建筑工程技術與設計,2016(17):717.

[2]南聯建.大空間建筑暖通空調設計與節能問題分析[J].中國新技術新產品,2015,23(05):117-118.