高大空間暖通空調通風系統設計

閆明華

摘要：高大空間暖通空調通風系統的設計始終是建筑工程項目開展的基礎，其和普通民用建筑設施之間的差異較為顯著。想要提升總體的建筑設施設計效果，就必須要實時的開展暖通空調通風系統的設計工作。在實際的設計過程中，需要精確的把控其特殊性，各個專業之間還需要相互性的協調配合，最大限度的提升高大空間建筑暖通空調設計的效果，減少各項資金的投入，降低施工成本，提升總體設計的安全性以及使用的可靠性。總結相關的設計經驗，為我國日后所開展的建筑工程項目提供幫助。

關鍵詞：高大空間；建筑；暖通空調；設計

引言：

體育館，禮堂等一系列的建筑設施都屬于高大空間建筑，這種高大空間的建筑設施跨度比較大，且樓層的數量也比較高，玻璃幕墻的數量較多。高大空間建筑設施在實際投入使用之后，其內部的人流量會比較大，會存在短期密集的特征，且該類型的建筑設施使用性能具有多樣化的特性，其對環境要求較為嚴苛。因此，在開展高大空間建筑暖通空調設計工作時，必須要綜合性且全面化的衡量各類外界干擾因素，切實的提升暖通空調設計的科學性以及合理性，將高大空間建筑的實際應用價值發揮到極致，切實的提升人們的生活水平。

1冷熱負荷特點

高大空間建筑設施的空調負荷有效區域所占據的整體空間比值會比較小，并且大空間的外墻面積和地板面積的比值相差比較大，這就產生了外界對室內空間自然對流影響的問題。這會形成一個較為強烈的周邊負荷區域。高大空間設施的人均體積、面積會比較大，容納的觀眾會比較多，新鮮空氣需求量以及送風的需求量會超過一般類型的建筑設施，所以可以使用較小的換氣次數，適當的降低新風量的標準。在冬季時，熱負荷數值需要以全室采暖形式進行推算，且在計算的過程中，還應當就垂直方向溫度梯度的變化影響進行考量。確定出室內計算溫度始終時高大空間暖通設計需要注重的問題。一般來說，對層高度超過4米的生產廠房，其要合理的劃分區域，并確定出室內的計算溫度，在計算屋面時，要以屋頂下溫度為主，大空間民用建筑設施可以采取生產廠房的計算方式，選擇室內的平均溫度計算墻、窗、門耗熱量數值。

2工程概況

為了能深入的探究高大空間暖通空調通風系統的設計要點，本文主要以我國濟南遙墻國際機場航站區擴建北指廊工程室外配套工程為例進行分析。該建筑工程項目的總體建筑面積約為5.4萬平方米，應當對其提供空調冷（熱）源的制冷站和換熱的設備及管道去布置系統。該項目的冷水實際供水溫度約為7攝氏度，回水溫度為12℃。

3高大空間建筑暖通空調設計

首先，建筑設計需要具有獨特性的熱源。分別在空調，采暖等方面上予以供給，這主要是因為其會受到用地緊張等各類外界因素的影響。大部分的建筑設施都會在地下空間以及屋頂上的位置安裝鍋爐房，這會讓建筑設施熱源設計工序變得更加的冗雜化。其次，高大空間建筑設施高度會比較大，這會在無形之中增大采暖體系的垂向失調性問題，系統靜水壓力數值會增大。在這一狀況下，室外管網的水力狀況會發生很大程度的變化，系統的形成以及室外管網的量連接和多層建筑設施的差異十分的明顯。最后，建筑空調設計氣流組織會受到溫度的影響，應當使用具有科學性的送風方式，依照上送下回的形式進行設計。目前我國大部分的工程項目會使用調節風量以及射程風口的方式，不斷地提升冬季時送風的風速。一般來說，側送下回方式送風口的高度會處于三米的位置左右，應當在設計過程中對建筑裝修設計布置風口位置的實際狀況進行分析，結合其狀況不斷的提升室內的美觀程度，精確的計算空調氣流組織數值。

4高大空間建筑空調節能設計

4.1合理選取設計參數

首先，需要合理的選擇設計的參數，并以其為基準開展建筑空調節能的設計工作。一般來說，空調室內需要計算出溫度以及濕度，并從中選取適當的合理數值，其溫度以及舒適度的參考數值不能過低也不能過高，精確地計算出新風量。滿足衛生以及生產工藝等方面的要求，盡可能地節省資源能源，減少資源能源的損耗。首先，站在室內溫度以及濕度的節能方面分析，應當確定出節能的標準，空調系統能耗數值的大小會和該建筑設施室外的氣象參數室內發熱散濕量息息相關。室內設計的溫度以及濕度標準也會直接決定負荷數值的大小。想要滿足生產工藝及人體健康的需求，就應當在夏季時將室內空氣的溫度至少提升1℃，這樣的話會降低熱負荷的11%，其實際的節省量比較顯著。除此之外，在夏季還應當把室內空氣的濕度上升十個百分點，從百分之六十調整到百分之七十，這樣可以最少減少能量損耗17%，根據相關的資料調查顯示，如果把夏季室內的設計溫度提升1℃，那么就會讓該空調初始投資的總體金額最少減少6%，運行費用也會降低8%。其次，新風量新風的負荷時空調總負荷數值的30%，其數值上下浮動不超過10%。應當適宜的取舍標準數值，其會直接影響到節能的程度，必須要對其予以重視。引進新風可以更好的滿足人們的衛生需求，讓該建筑設施的室內外壓差足夠的穩定。

4.2配有能量回收裝置的空調器

很多空調房間中，會把空調系統設置成為直流性的系統，這種設計方式主要時制藥廠類型的房間。其排風以及室外的新風溫度差異在冬季以及夏季時期會比較明顯，且該部分的排風會存在大量的污染物，不能讓其直接融入到空調系統，顯熱回收排風。室外的新風在進入到顯熱回收器之后，夏季的溫度會減小，冬季的溫度會持續性的變高，進而完成能量回收的工作，達到能量回收的目的。新風會有兩個入口，需要在空調器排風出口的位置處安裝溫度傳感器，調整新風入口的電動閥，其排風出口位置處的溫度必須要超過5攝氏度。一旦其溫度達不到5攝氏度，那么其顯熱回收器的排風一側就會產生結冰的現象，進而引發危險事件，對系統工作的開展造成不良的影響。能量回收裝置空調器可以被應用到一些排風量比較高的空調系統之中，若該排風不會出現交叉污染等的現象，那么就可以借助轉輪式的全熱回收器進行做工，更好的取代顯熱回收器。轉輪式的全熱回收器的能量回收效率會比較高，通常狀況下，顯熱回收器的最高能量回收大約為50%，全熱回收器回收的能量大約為80%。

4.3節能角度審核設計方案

站在節能的方面審核高大空間暖通空調通風系統，分析逐時系數和同時使用系數。若使用全空氣系統，那么就必須要對各個房間的實際狀況進行分析，確定出不同朝向房間的逐時系數，分析風系統的同時使用系數。除此之外，還應當就建筑設施的性能進行正確化的劃分，選擇功能相近的空調系統安裝到相應的空調區域中，這樣不但會在一定程度上提升系統的同時使用系數，同時還會增大空調負載率，促使空調設施運行的更加高效。在該工程項目中，可以使用高效率，噪聲分貝量比較小且震動微弱的設施，用軟管進行連接。在必要的狀況下，其設備要以廠家所提供的消聲設備為基準，更好的達到各類使用場所的噪聲標準，處理好震動設備的隔振問題。嚴密化的封堵上機房維護結構管道以及安裝洞附近的縫隙。不可使用淘汰型的產品，其所應的設備能效都應當達到建筑節能設計的標準要求以及該地區的節能規范。在空調冷熱水的系統分區域位置處安裝能量計量裝置設施，為其后續所開展的各項管理工作提供便利，同時提升用戶自身的節能意識。采用變頻的形式控制冷水用戶側循環水泵，以最不利環路的壓差為基準設定標準數值，適當的調節水量，讓其以一個節能的狀態運行。

4.4設備及管道的安裝

把冷卻塔、水泵等相關的機械設施帶入到建筑工程項目的施工現場，在現場進行核對，在核對工作完成后，確保其不會出現錯誤在繼續開展安裝工作，使用法蘭連接管道與設備或閥門。管道水平敷設時其坡度不低于0.001，管道系統中的最高點和最低點應分別設置自動排氣和手動泄水裝置。循環水泵的進、出水管均裝置減振接頭、壓力表、溫度計；出水管裝調節止回關斷閥（三閥合一，具有緩沖止回、檢準平衡和切斷三項功能），進水管裝入口過濾器（結合擴散器、過濾器、變徑器為一體）。

4.5建筑的防排煙設計及難點和重點

近些年來，我國建筑技術的發展水平已經有了明顯的提升，且建筑占地的面積也開始逐漸的擴大。大部分的建筑設施面積都會大于1萬平方米，在該種狀況下，其建筑設施都會擁有經營餐飲等性質。該建筑設施的可燃物數量較多，且人流量比較大，人員流動密度數值較高。如果發生火災事件，那么就會引發較為嚴重的群傷群死惡性事故。在實際的建筑工程項目中，消防部門要求該類型的建筑設施需要安裝防排煙的設施。這主要是因為火災會引發濃煙，濃煙給人造成的傷害會高于明火傷害。必須要排除以及隔離濃煙，才能保障人員的疏散救援工作，讓其可以更為順暢地開展，安全性的進行滅火，加大對防排煙設計的重視程度。

首先要在地下廣場的屋頂位置出設置采光的天窗，同時在采光天窗中安裝自動排煙的百葉。如果產生了火災，那么濃煙就可以自動性的通過百葉以及自動排煙系統排除到室外空間。其次，應當設置屋頂敞開空間，其敞開空間的寬度需要達到相應的數值標準，這樣可以更好的抑制火勢，避免火勢快速的蔓延，同時還會具有排煙散熱等的性能，便于救援人員及時的進行疏散。最后，要設計好防煙樓梯間，若該安全分區中不能達到安全疏散的標準要求，無法安裝防煙樓梯間，那么就可以使用增大排煙量的形式，更為迅速地疏散人員。

高大空間建筑設施具有極強的特殊性，在其使用功能的需求等各方面的影響下，無法有效地設置防火防煙分隔。高大空間建筑設施會過于追求寬敞通透的效果，不能依照傳統的形式進行防火防煙的設計。其次，普通的火災探測技術不能在第一時間內發現火災。現階段，普通的建筑設施中會使用火災探測器進行探測，該火災探測器大部分是以煙氣濃度以及溫度為信號，在頂棚安裝火災探測器。但是高大空間建筑設施內，一旦發生火災時，其空氣較為稀釋，煙氣只能達到幾米或者幾十米的高度，其濃度以及溫度都會受到影響。煙氣濃度以及溫度數值會下降，所以普通的火災探測器裝置根本無法展現出其最大的效用。最后，常用的噴火滅火裝置和火災的探測問題相同，建筑設施的內部空間高度過大，普通的噴頭噴射出的水通常不會到達燃燒物的高度，這會使得其喪失滅火的效用，火災危險性比較高。建筑設施的功能具有多樣化的特性，電氣設備數量較多，使用電器使用量比較大，這會在無形之中加大火災發生的概率。通過開展煙氣控制系統的設計工作，可以最大限度的降低煙氣的沉降速度，給救援工作贏得更多的疏散時間，同時還會予以消防人員幫助，讓消防人員盡快的搜索起火的位置點。實時地開展救援以及滅火的工作。減少熱煙氣的產生量，降低建筑設施內各類物品以及建筑設施所受到的損害。在建筑防排煙工程項目中，最常使用的方式為自然排煙，機械加壓送風防煙和機械排煙。自然排煙系統的結構相對來說較為簡單，操作起來也比較便捷，具有極強的經濟性，可以在頂棚的位置出開設排煙口，排煙效果較好。建筑設施中高層建筑設施的蓄煙性能比較強，如果使用高側窗的方式，將建筑設施的排煙口安裝在迎風面，那么排煙量就會在室外風的影響下出現變化。如果是外風的作用力低于煙氣的浮升力，那么排煙量就會逐漸的降低、如果室外風的作用力和煙氣的浮升力相等，那么就不會有煙氣排除、如果是外風的作用力超過煙氣的浮升力，那么室外風就會借助排煙口不斷地進入到建筑設施的內部，進一步加大煙氣在建筑設施內的流動程度，讓其自然排煙系統失敗，無法自動的運行。因此，在實際的設計工作中，必須要對該建筑設施所處的地理位置以及該地區的常年風向進行分析，開展具體化的建筑設計工作，確定好冷熱源的施工方案，提升暖通通風系統使用的效果。

結語：

高大空間建筑設施是現代城市化發展的重要標志，其已經在現代社會中是一類比較常見的建筑設施。無論是建筑設施的體型，還是建筑設施的實際配備狀況的，都具有較為嚴苛的要求，所以在開展暖通空調設計工作時，必須要對高大空間建筑設施室內空氣的溫度以及濕度各項指標進行衡量，精確的把控高大空間建筑暖通空調設計的重點以及難點。以其為基礎，各個專業之間互相配合，最大限度的提升空間建筑投入使用的價值以及效應，完善建筑設施內的通風空調配置。保證空氣的清潔度以及潮濕度，提升室內空間的舒適性。

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（作者單位：北京世紀中天國際建筑設計有限公司）