高大空間暖通空調通風系統的設計

喬廷樂

摘要：新時期高大空間公共建筑建設規模的擴大，對與之相關的基礎設施性能提出了更高的要求。在此背景下，為了提高暖通空調通風系統在高大空間建筑方面的利用效率，保持其應用中良好的功能特性，則需要加強這類系統設計，明確相應的設計要點，促使高大空間暖通空調通風系統能夠處于穩定、高效的運行狀態，不斷完善與之相關的設計方案。 基于此，本文將對高大空間暖通空調通風系統設計進行系統闡述。

關鍵詞：高大空間；暖通空調；通風系統；設計

近年來，隨著生活水平的提高，公用建筑的規模趨于龐大，大而高的建筑越來越多。為了使這些建筑的功能完美發揮，創造更加優美的室內環境，設計更合適的暖通空調系統，改善建筑內部環境具有重要的現實意義。

1.高大空間暖通空調系統

現在很多大型的建筑一般具有高度高、體積大等顯著特點。一般的大型建筑高度都在10m以上，有一些體育場館的高度更高，達到30m以上。這些大型建筑具有如下特點：（1）高度較高，在空間上形成溫差梯度。建筑外墻面積與地面面積比差異大，室內氣流易受外界影響。（2）人員聚集，使用時間集中，諸如影劇院、多功能會議中心等對舒適度提出了較高要求，空調冷、熱負荷分布不均勻。（3）具有多個功能區域，對于不同功能區域的環境空調負荷要求不一。例如，劇場舞臺外墻上外窗少，夏季圍護結構的冷負荷相對小，觀眾廳密集，新風量大，導致冷負荷較大；而舞臺區域人相對不多，冷負荷主要來自電氣設備發熱、燈光照明；劇場辦公、休息區域等與一般辦公樓一樣，采用一般的空調系統即可。又如，體育場館人員、燈光照明、設備等散熱量占總冷負荷約70%，新風冷負荷約20%，其余為圍護結構。設計時應根據功能不同劃分不同區域，分別計算其制冷負荷，選擇更加合理的空調系統。

2.高大空間公共建筑暖通空調系統設計

2.1上送下回的全空氣空調系統

高大空間公共建筑中有一部分可以采用一種特殊的空調系統，我們稱之為上送下回的全空氣空調系統。這種系統的典型建筑模式為體育館和展覽館，原因在于這些地方均具有人員較為集中、送風量大和間斷性使用的特點，針對這種情況，普遍采用具有大口徑風道的全空氣系統。該系統的送風口一般放置在屋頂，而回風口的位置一般在觀眾座椅附近，也有一些是安置在側墻上的。空氣由上端的送風口進入，直接流通到下方的人員區，再由人員區附近的回風系統導出。這種空調系統有其獨特的優點，就是送來的處理過的空氣到各個部位時都是均勻的，這更符合各個區域對于環境的需求。但不可否認的是，其也有部分不足之處，最典型的就是，其將人員上方這些多余的空間，也劃入了處理區，這就需要消耗更多的能量。這顯然與節能環保的設計理念嚴重不符，故而設計者應該進行綜合比較，選出最佳的空調系統。

2.2輔助房間內系統的設計

在許多大型的公共建筑內部，通常會有一部分輔助房間，如會議室、貴賓休息室、機房、器材室等。這些輔助房間的功能、構造、部位、環境、使用條件與主體部位不一樣，所以對輔助房間的空調系統要單獨設置節約能源。輔助房間的系統有加新風系統、恒溫恒濕系統、多聯機系統等可以選擇。選擇好之后，要按照房間的使用時間和功能的不同來區分控制，同時也要與主系統區分，以節約能源，達到最好的效果。

2.3采暖系統

現在的高大空間公共建筑使用的次數一般較少，大部分時間都在閑置中。相對來說，更為寒冷的北方的大型建筑在冬季一般會采用以空調采暖為主、地暖或者散熱器等其他采暖方式為輔的采暖方式。建造時，幾種不同的采暖系統不能設計在一起。建筑在平時不使用時，關閉主系統，只使用輔助取暖，輔助取暖的溫度一般為5～10℃。開始使用后，同時開啟兩種系統共同采暖。地暖也就是地板輻射采暖的原理是利用熱輻射來達到采暖的目的，相對比較舒適。所以，在一些需要高溫度的場所采用地暖系統更為合適。地暖系統中，供回水的溫度不高，約45～55℃。地暖在建造時，為了達到最好的效果，從中間到外圍應該逐漸增大管道的距離。2.4高大空間公共建筑的下送風空調系統。對于大型影劇院來說，它們的觀眾區人員密集，故而對噪聲控制有一定的標準，這就決定該區域將會采取下送上回的低風速全空氣空調系統。這種系統的送風口普遍放置在靠椅之下，而回風口的位置一般在觀眾廳上部的屋頂。其次，基于人性化設計，必須要考慮到觀眾的舒適度體驗，這就決定送風的溫度差不能高于4℃。送風道安置在座椅下方，也就是在地表以下挖通一個空間進行送風，同時也要考慮到送風道的防護與后續維修問題。這種空調系統優點明顯，溫度變化較為平緩，溫度和濕度都較為穩定且不會有大的波動，均勻平緩流動的氣流會給人以十分舒適的感覺，此外由于系統負荷和送風量比較低，故而在進行設備選型時不用考慮太多因素，總之，這種下送風空調系統很適合影劇院使用。

2.5輔助房間的空調系統。高大空間公共建筑一般不會單一的出現，它通常會配備一些會議室和休息室等輔助房間。這些輔助房間屬于小型空間，它在使用上和高大空間主體都是不一樣的，因此，設計人員要單獨考慮這些房間的空調通風系統。在控制方面，這些輔助房間要與主體分開控制，劃分標準則是根據使用功能和使用時間來判定的，目的在于達到最佳的空調效果。

總結：

隨著人們對空調系統越來越高的要求，空調系統設計時要充分結合建筑工程實際情況，準確計算各項指標，以高經濟性、低能耗為主要設計原則，通過多方對比選擇最優化的設計方案。此外，對于較高且空間較大的建筑結構，供暖空調系統在設計時需充分結合水源熱泵技術、分層空調系統及消防聯動控制系統等，確保方案的有效性、安全性及環保性，以達到最佳的設計要求。

參考文獻：

[1]楊富榮.高大空間暖通空調通風系統的設計[J].建材與裝飾，2019（26）：83-84.

[2]曹利明，邱曉楓，姜新豐.高大空間公共建筑暖通空調系統設計分析[J].中華建設，2019（07）：112-113.

[3]吳慧，劉穎慧.高大空間公共建筑暖通空調系統設計要點[J].建材與裝飾，2019（02）：107-108.

[4]劉瑞軍.高大空間公共建筑暖通空調系統設計分析[J].山西建筑，2017，43（32）：108-109.