论文部分内容阅读
摘要：本文主要对高大空间公共建筑暖通空调系统的设计工作进行介绍，空调系统在实际对冷热源进行选择时的方法可在这一过程中得以确定，新风热回收系统、冬季辅助采暖系统、分层空调系统等的不同使用条件也是本文章探究的主要内容，这对高大空间公共建筑暖通空调系统设计工作的顺利开展有极大的促进作用。
关键词：高大空间；暖通空调；通风系统；设计研究
现阶段我国居民的生活质量以及生活水平都得到不同程度上的提升，公用建筑的规模也在此种背景之下呈现出逐年上升的趋势。为在真正意义上促使上述建筑功能实现最大限度的发挥必须实现对高大空间公共建筑暖通空调系统的合理设计，这也是创造更加优美室内环境的基础与前提，这对建筑内部环境的改善具有较强的现实意义。
一、高大空间暖通空调系统
高度较高以及体积较大是现代大型建筑的显著特征，一般大型建筑最低高度为10m，部分体育场馆的高度甚至可以达到30m以上，我们主要将上述大型建筑的特点总结为以下两点。
1.具有较高的高度，尤其是从空间角度来说可形成一定的温差梯度，建筑外墙面积与地面面积之间存在相当大差异，因此在外界因素的影响之下室内气流极易发生改变。
2.人员较为聚集，同时在使用时间上也呈现出较为集中的特性，影院以及多功能会议中心可对上述观点进行直观体现。在提出越来越高舒适度要求的基础之上必须对空调冷热的分布均匀性进行保证。
3.冷热源的选择
具有一定的特殊性是高大空间公共建筑暖通空调系统的明显特征，也是在这种特殊性的影响之下需要对冷、热源进行独立设置。部分区域可能存在区域供冷以及供热站设置，为在真正意义上实现对资源的合理利用必须实现对区域供冷、供热站最大限度的利用。
在实际选择冷热源的过程中我们需要得到常规的电动压缩式制冷机组、直燃式制冷制热机组、集中式换热站和锅炉房的支撑，需要注意的是在实际使用风冷热泵机组的过程中也可将其作为辅助热源。现阶段多数经济较为发达的地区为实现节省能源保护环境的目标开始实现对新型技术的使用，对冰蓄冷空调系统、地源以及水源热泵系统的使用可对其进行充分说明。
二、分析现状
1.上送下回全空气空调系统
在这套系统内，在上方的网架空间内或在顶棚安装有送风口，在侧墙或者下方座椅旁边设置回风口，可以从上到下把气流输送到人员区域内，并由回风系统将其排出。机械集中的排风系统应放置在舞台空间的顶部或上部。
2.辅助房间内系统的设计
在许多大型的公共建筑内部，通常会有一部分辅助房间，如会议室、贵宾休息室、机房、器材室等。这些辅助房间的功能、构造、部位、环境、使用条件与主体部位不一样，所以对辅助房间的空调系统要单独设置节约能源。
辅助房間的系统有加新风系统、恒温恒湿系统、多联机系统等可以选择。选择好之后，要按照房间的使用时间和功能的不同来区分控制，同时也要与主系统区分，以节约能源，达到最好的效果。
3.采暖系统
现在的高大空间公共建筑使用的次数一般较少，大部分时间都在闲置中。相对来说，更为寒冷的北方的大型建筑在冬季一般会采用以空调采暖为主、地暖或者散热器等其他采暖方式为辅的采暖方式。建造时，几种不同的采暖系统不能设计在一起。建筑在平时不使用时，关闭主系统，只使用辅助取暖，辅助取暖的温度一般为5～10℃。
开始使用后，同时开启两种系统共同采暖。地暖也就是地板辐射采暖的原理是利用热辐射来达到采暖的目的，相对比较舒适。所以，在一些需要高温度的场所采用地暖系统更为合适。地暖系统中，供回水的温度不高，约45～55℃。地暖在建造时，为了达到最好的效果，从中间到外围应该逐渐增大管道的距离。
4.下送风空调系统
在大型建筑的大厅内，因为使用频率低、空间大且人多，对噪声的要求很严格。这种类型的大厅一般要使用下送风空调系统。送风口建造在座椅下面，顶棚会建造回风口。为了使使用者更加舒服，送风口送的风温差小于5℃，以4℃为宜。在送风口旁另设送风道，并有一定的防火措施和降低噪音的措施等。采用该系统，大厅温度会从下到上逐渐提高，各方面的指标都很好，非常适合电影院的观众厅。
5.分层空调系统
特点：该系统是利用更为合适的气流对建筑的工作区域、非工作区域除外，进行适当的处理，在空间的中部设置高速喷口来作为工作区和非工作区的分界线。该系统的回风口在送风口的一侧靠下位置，比其他系统更加节省能源，降低了20%～40%的能耗。
该系统的气流组织：恻送下回是使用最多的方式。在建筑周围的墙上设置送风口，按照一定角度开始送风，初始风速为6～12m/s、送风温差为8～12℃。当射流落下时，低速通过工作区域，此时风速为0.2～0.5m/s左右。为避免其他的物体档风，应在4m之上的高度设置送风口。
设计时的注意要点：
（1）因为送风口的设置点比工作区域高得多，喷口喷出的气流正常情况不可能到达工作区域。为了使回流风到达工作区域，需要在喷口的同一侧面设置回风口，使系统能够达到使用的需要。
（2）由于高大空间建筑的空间跨度较大，应该使用两侧送风回风或者单侧送风回风等形式进行设计。
（3）计算冷负荷时，一定要注意到非工作区域对工作区域的热对流以及热辐射所产生的冷负荷，并采用分层计算的方法计算冷负荷。分界层的高度越高，下层的空调区域就越大，所以冷负荷就会越大。对热负荷进行计算时，应该使用全空间计算的方法。
6.新风热回收系统
对于人员密集、设备散热量高的大型场所，如体育馆、剧院、礼堂等，新风热回收系统的应用效果非常明显。冬夏季节空调系统的运行主要是启动空调机组、关闭排风机，以确保室外新风可以先在空气热交换机组内和室内排风系统中得到充分的热交换处理。后经过空调机组处理运输至观众厅，使室内排风系统的余热量充分利用，有效降低空调机组能耗。
春秋季空调系统的运行主要是启动排风机、关闭空调机组，室外新风直达观众厅，开启全新风模式可提高室内新风量，改善人体的舒适感，降低空调系统能耗。该系统提高了空调系统余热量的利用率，降低了系统能耗。设计时要严格防止冬季设备使用时被冻坏，严格控制排风温度不低于5℃。
结语：
空调系统设计要充分结合建筑工程实际情况，准确计算各项指标，以高经济性、低能耗为主要设计原则，通过多方对比选择最优化的设计方案。此外，对于较高且空间较大的建筑结构，供暖空调系统在设计时需充分结合水源热泵技术、分层空调系统及消防联动控制系统等，确保方案的有效性、安全性及环保性，以达到最佳的设计要求。
参考文献：
[1]刘瑞军.高大空间公共建筑暖通空调系统设计分析[J].山西建筑，2017，43（32）.
[2]李跃虎.高大空间公共建筑暖通空调系统设计的要点分析[J].山西建筑，2016，42（23）：130-132.
关键词：高大空间；暖通空调；通风系统；设计研究
现阶段我国居民的生活质量以及生活水平都得到不同程度上的提升，公用建筑的规模也在此种背景之下呈现出逐年上升的趋势。为在真正意义上促使上述建筑功能实现最大限度的发挥必须实现对高大空间公共建筑暖通空调系统的合理设计，这也是创造更加优美室内环境的基础与前提，这对建筑内部环境的改善具有较强的现实意义。
一、高大空间暖通空调系统
高度较高以及体积较大是现代大型建筑的显著特征，一般大型建筑最低高度为10m，部分体育场馆的高度甚至可以达到30m以上，我们主要将上述大型建筑的特点总结为以下两点。
1.具有较高的高度，尤其是从空间角度来说可形成一定的温差梯度，建筑外墙面积与地面面积之间存在相当大差异，因此在外界因素的影响之下室内气流极易发生改变。
2.人员较为聚集，同时在使用时间上也呈现出较为集中的特性，影院以及多功能会议中心可对上述观点进行直观体现。在提出越来越高舒适度要求的基础之上必须对空调冷热的分布均匀性进行保证。
3.冷热源的选择
具有一定的特殊性是高大空间公共建筑暖通空调系统的明显特征，也是在这种特殊性的影响之下需要对冷、热源进行独立设置。部分区域可能存在区域供冷以及供热站设置，为在真正意义上实现对资源的合理利用必须实现对区域供冷、供热站最大限度的利用。
在实际选择冷热源的过程中我们需要得到常规的电动压缩式制冷机组、直燃式制冷制热机组、集中式换热站和锅炉房的支撑，需要注意的是在实际使用风冷热泵机组的过程中也可将其作为辅助热源。现阶段多数经济较为发达的地区为实现节省能源保护环境的目标开始实现对新型技术的使用，对冰蓄冷空调系统、地源以及水源热泵系统的使用可对其进行充分说明。
二、分析现状
1.上送下回全空气空调系统
在这套系统内，在上方的网架空间内或在顶棚安装有送风口，在侧墙或者下方座椅旁边设置回风口，可以从上到下把气流输送到人员区域内，并由回风系统将其排出。机械集中的排风系统应放置在舞台空间的顶部或上部。
2.辅助房间内系统的设计
在许多大型的公共建筑内部，通常会有一部分辅助房间，如会议室、贵宾休息室、机房、器材室等。这些辅助房间的功能、构造、部位、环境、使用条件与主体部位不一样，所以对辅助房间的空调系统要单独设置节约能源。
辅助房間的系统有加新风系统、恒温恒湿系统、多联机系统等可以选择。选择好之后，要按照房间的使用时间和功能的不同来区分控制，同时也要与主系统区分，以节约能源，达到最好的效果。
3.采暖系统
现在的高大空间公共建筑使用的次数一般较少，大部分时间都在闲置中。相对来说，更为寒冷的北方的大型建筑在冬季一般会采用以空调采暖为主、地暖或者散热器等其他采暖方式为辅的采暖方式。建造时，几种不同的采暖系统不能设计在一起。建筑在平时不使用时，关闭主系统，只使用辅助取暖，辅助取暖的温度一般为5～10℃。
开始使用后，同时开启两种系统共同采暖。地暖也就是地板辐射采暖的原理是利用热辐射来达到采暖的目的，相对比较舒适。所以，在一些需要高温度的场所采用地暖系统更为合适。地暖系统中，供回水的温度不高，约45～55℃。地暖在建造时，为了达到最好的效果，从中间到外围应该逐渐增大管道的距离。
4.下送风空调系统
在大型建筑的大厅内，因为使用频率低、空间大且人多，对噪声的要求很严格。这种类型的大厅一般要使用下送风空调系统。送风口建造在座椅下面，顶棚会建造回风口。为了使使用者更加舒服，送风口送的风温差小于5℃，以4℃为宜。在送风口旁另设送风道，并有一定的防火措施和降低噪音的措施等。采用该系统，大厅温度会从下到上逐渐提高，各方面的指标都很好，非常适合电影院的观众厅。
5.分层空调系统
特点：该系统是利用更为合适的气流对建筑的工作区域、非工作区域除外，进行适当的处理，在空间的中部设置高速喷口来作为工作区和非工作区的分界线。该系统的回风口在送风口的一侧靠下位置，比其他系统更加节省能源，降低了20%～40%的能耗。
该系统的气流组织：恻送下回是使用最多的方式。在建筑周围的墙上设置送风口，按照一定角度开始送风，初始风速为6～12m/s、送风温差为8～12℃。当射流落下时，低速通过工作区域，此时风速为0.2～0.5m/s左右。为避免其他的物体档风，应在4m之上的高度设置送风口。
设计时的注意要点：
（1）因为送风口的设置点比工作区域高得多，喷口喷出的气流正常情况不可能到达工作区域。为了使回流风到达工作区域，需要在喷口的同一侧面设置回风口，使系统能够达到使用的需要。
（2）由于高大空间建筑的空间跨度较大，应该使用两侧送风回风或者单侧送风回风等形式进行设计。
（3）计算冷负荷时，一定要注意到非工作区域对工作区域的热对流以及热辐射所产生的冷负荷，并采用分层计算的方法计算冷负荷。分界层的高度越高，下层的空调区域就越大，所以冷负荷就会越大。对热负荷进行计算时，应该使用全空间计算的方法。
6.新风热回收系统
对于人员密集、设备散热量高的大型场所，如体育馆、剧院、礼堂等，新风热回收系统的应用效果非常明显。冬夏季节空调系统的运行主要是启动空调机组、关闭排风机，以确保室外新风可以先在空气热交换机组内和室内排风系统中得到充分的热交换处理。后经过空调机组处理运输至观众厅，使室内排风系统的余热量充分利用，有效降低空调机组能耗。
春秋季空调系统的运行主要是启动排风机、关闭空调机组，室外新风直达观众厅，开启全新风模式可提高室内新风量，改善人体的舒适感，降低空调系统能耗。该系统提高了空调系统余热量的利用率，降低了系统能耗。设计时要严格防止冬季设备使用时被冻坏，严格控制排风温度不低于5℃。
结语：
空调系统设计要充分结合建筑工程实际情况，准确计算各项指标，以高经济性、低能耗为主要设计原则，通过多方对比选择最优化的设计方案。此外，对于较高且空间较大的建筑结构，供暖空调系统在设计时需充分结合水源热泵技术、分层空调系统及消防联动控制系统等，确保方案的有效性、安全性及环保性，以达到最佳的设计要求。
参考文献：
[1]刘瑞军.高大空间公共建筑暖通空调系统设计分析[J].山西建筑，2017，43（32）.
[2]李跃虎.高大空间公共建筑暖通空调系统设计的要点分析[J].山西建筑，2016，42（23）：130-132.