試論嚴寒地區高大空間建筑的暖通設計

田維治

摘 要：在不同的氣候環境，建筑設計者提供的設計方案必須具備一定的針對性。在嚴寒區域設計建筑時，要考慮到低溫以及大雪天氣給建筑帶去的影響，將功能系統設計重點轉移到暖通工作環節上。在該種區域設計具有高大空間的建筑時，需要嚴格遵守特定的室內設計要求，這類建筑的實際空間跨度比較大，內部居住人員相對比較密集，在設計暖通系統時，應當結合建筑的網架結構特點。本文解析在高寒條件下，給高大空間建筑設計暖通系統的情況。

關鍵詞：嚴寒地區；高大空間建筑；暖通設計；設計方法

隨著高寒區域綜合發展水平提升，原來的低矮建筑逐漸被具有極大內部應用空間的高層建筑取代，同時一些公共型建筑也會被設置高大空間，基于高寒區域的氣候特點，暖通設計已經成為建筑系統極為必要的設計活動，結合高大空間建筑的具體內部設計要求與地域氣候特點，需要調整常規暖通系統設計手段，使建筑內部環境質量始終保持在相對較高的水平線上。本文結合高大空間建設設計要求，就內部暖通設計工作展開探討。

1 高大空間建筑設計工作概述

本文所研究的這種大空間建筑一般在建成之后會被當做電影院以及體育館等大型公共活動空間使用，內部空間具有一定的開放性，整體空間極大，室內溫度很難保持平衡，建筑高度極高，低處空間與高處空間的溫度也存有差異， 暖通系統很難在這種室內環境中發揮正常功能，優化傳統式的暖通設計工作是非常重要的。與一般的建筑相比，公共型建筑往往具有一定的功能應用需求，因此在設置并優化暖通系統時，不僅要結合建筑的具體結構特點，同時還不能破壞公共建筑的原有使用功能。

高寒區域在夏季時，室外溫度并不會過高，但是在冬季時，室內溫度卻會極低，在設計與應用暖通系統時，應當注意這種氣候變化特點，同時還要做好防排煙系統、通風系統以及 采暖系統的設計工作，結合設計條件與可用的設計資源來完善高層建筑設計工作。

2 高寒區域的建筑暖通設計工作要點

2.1 通風設計活動

通風設計也是暖通設計環節中的重要設計活動。

采用合理的送風方式可以有效緩解大空間建筑的空調設計時氣流組織因溫度梯度而變化較大。上送下回就是采用從頂棚開始送風，在底部設置回風，為了能夠最大程度上提高冬天送風風速，可調節風量及射程的風口是現在大多數工程都會采用的。側送下回方式這樣的風循環更廣闊，冷量自然下沉，舒適性也是最好的，一般將送風口設置在3m左右，根據你的裝修風格來調整，要在機組余壓滿足的情況下，盡量大些，以使氣流頒均勻。

由于新風量新風負荷約占空調總負荷的20%～40%，對其標準值高低的取舍，與節能設計關系重大，不容忽視。為了滿足室內人員的衛生方面需求及部分工藝空調維持所需的室內外壓差，所以引進新風顯得尤為重要。而新風量的多少將直接影響到空調的負載，進而會影響到空調系統的主機、水泵、冷卻塔及風機盤管等的電量消耗。因此在設計時，可以采用新風換氣機來通風換氣。需要注意的是，新風換氣機要選用效率高的熱回收裝置；且在嚴寒地區，新風換氣機要選用顯熱回收裝置。新風溫度不宜低于-10℃，否則排風會出現結霜，此時就需要在熱回收裝置前設置空氣預熱器。

此外，為了降低電能的損耗，設計人員可以安裝一個變頻風機，這不僅可以讓空調更好地運行，還能減小空調自身的損害，提高空調的性能。設計人員還可以對自然資源進行合理利用，通過設置一個獨立供風系統，將自然風引進室內，這不僅可以減少空調的能耗，還改善了環境，對于用戶的更好使用有著重大的意義。

2.2 采暖設計活動

采暖系統設計是建筑暖通設計活動的重點工作， 根據應用高大空間建筑的情況來看，這類建筑并不會被長期應用，一般存在間歇性應用的特點，因此存在閑置的情況，建筑的整體使用率相對比較低。在很多高寒區域，暖通設計者常常會通過使用地板輻射采暖系統來滿足建筑供暖需要，或者將散熱器與空調設備結合使用，這類采暖系統在高大空間建筑中也極為常見。

在將散熱器與送熱風設備結合使用時，可以將采暖溫度設置到10℃或者5攝氏度，如果建筑內部舉辦了大型的活動，熱風系統可以對熱量進行補充，滿足多種采暖需求。在展開采暖設計工作時，與應當對特別的建筑空間進行設計，商場、餐廳以及體育場這種空間對于室內的濕度與溫度設置要求相對寬松，在這類空間中使用相對簡單的采暖設備即可滿足采暖需求，如綜合應用散熱片與暖風機，在選擇暖風機時，使用吊掛式的小型暖風機即可，相比大型采暖設備，這種暖風機的構造極為簡單，同時升溫速度極快，在初期使用時，可以不消耗過多的成本，可有效滿足單一的供暖應用需求，盡管比較適合高大空間，但是存在噪聲問題。在將多種供暖方式結合使用時，室內溫度可以穩定地保持在5℃上下，當活動人員數量增加時，可通過暖風機快速提升室內溫度，其他時間中，暖風機可以被直接關閉，節省電能消耗。

在應用地板輻射采暖系統時，工作人員可通過熱輻射技術來保障室內溫度，這種采暖系統可以將更好的采暖體驗帶給室內人員，這種采暖系統也不會消耗過多的電能，在不同的空間中可發揮出不同的供熱效果。

2.3 防排煙系統設計

在一些體育館、餐廳和商場等的大空間建筑物中，由于人員密集、空間面積大、可燃物較多，因此必須做排煙系統。當發生火災時必須及時有效地組織人員疏散和有效的煙氣控制，防止其蔓延。大空間的建筑一般使用玻璃幕墻或開窗面積大，具備自然排煙條件。在設計過程中，應與建筑專業緊密協調，達到自然排煙的要求。在設計建筑排煙時要注意：首先，自然排煙要滿足排煙房間可開啟外窗面積不小于該房間面積的2%，且可開啟外窗面積不包括外門面積。其次，在設計時建筑的開窗高度一般在1.5m左右。當發生火宅時，煙氣溫度比較高，會往高處走。當窗子的高度變高后，會不方便人開啟，這是窗子就需要電動控制，即電動排煙窗。當發生火宅時，開啟遙控或開關打開窗戶來及時排煙。

在建筑設計防排煙工程中，通常使用以下幾種排煙方式：機械排煙，機械加壓送風防煙和自然排煙。自然排煙系統在操作上較容易，結構也簡單，比較經濟，若建筑可以在頂棚開設排煙口的，其效果最好。因為建筑較高，其內的蓄煙能力較強；且大空間的建筑一般會在頂棚或者側墻處設置較大面積的采光通風帶，這就可以結合自然排煙一起使用，在設計采用高側窗時，若在建筑物的迎風面設置排煙口，其排煙量會隨著室外風向改變而隨之發生變化。

3 結束語

本文著重介紹了建筑設計環節的暖通設計工作，高大空間建筑一般會被當做公共型建筑使用，因此內部常常會聚集大量的人員，建筑內部通風工作必須做好，同時結合高寒地區具有的低溫特點，建筑供暖工作也應當到位，因此可知暖通設計工作的重要意義，由于內部應用空間過大，暖通設計也比較復雜，設計者要預先熟悉建筑內部布局，結合室內外環境條件來完善暖通設計工作，確保暖通系統的安全性與實用性，隨著高寒區域環境發生改變，室內暖通設計工作需隨之改變。

參考文獻

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