高大空间建筑应用分层空调技术具有显著节能效益和经济效益。与日俱增的高大工业厂房正在成为分层空调技术应用的一个重要场所。本学位论文首先通过检索、查阅大量相关科技文献和工程调研分析，摸清国内外高大空间分层空调技术应用的历史、现状、发展动向与存在问题，选择具有代表性的一类高大机械厂房作为研究对象，对分层空调技术在这类厂房中的各种应用问题进行研究，这对推进分层空调技术应用是十分必要的，其研究成果也将具有重要的工程应用价值。本论文借助国内大空间建筑分层空调研究已有的实用成果，对研究对象厂房夏季分层空调的节能效益及技术应用可行性进行理论分析，表明这类厂房中夏季分层空调技术应用可望达到38.7%的节能率。在理论分析基础上，根据相似理论针对所选对象建立实验模型并制定实验计划。模型实验中采用阿基米德数Ar作为相似准则，按照1/3.5的几何比例尺以及其他制约条件设计并制作物理模型，同时完成测试仪器选配和测试辅助设备装置的建立。模型实验研究分夏季、过渡季和冬季三个季节进行，主要目的在于考察所选高大厂房内气流流动特性与空间内尤其是工作区的空气分布特性，判明分层空调效果及其影响因素，寻求既满足工作区空调参数要求，又能最大限度节约空调能耗的最佳设计方案和各季节的最佳运行方案。在夏季分层空调实验中，就分层高度、风口间距对分层空调效果和空间内气流分布特性的影响，以及其他一些因素（其中包括送风温度、送风速度、送风口直径及送风方式等）对室内空气分布特性的影响进行了测试和分析，模型实验结果及其分析研究表明，送风速度和送风口直径对工作区空气分布特性有明显的影响。夏季供冷工况，应选择6.5m/s的送风速度和19oC的送风温度，风口直径应较大。在过渡季分层空调实验中，就不同运行条件对过渡季节室内空气参数的影响作了测试与分析，模型实验表明，可以使用未经处理的室外新风，送风速度可保持在6.5m/s或以上，风口直径可减小。 以夏季分层空调模型实验为基础，针对冬季采用横向热风幕供暖工况进行模型实验，通过对空间（尤其是工作区）空气分布特性的实验研究，对这类高大厂房冬季供暖工况下分层空调技术应用的可行性及其一般规律进行必要的探讨。结果表明，冬季采用横向热风幕可以有效地抑制热气流上浮，达到屏蔽作用，实现<WP=5>分层供暖。冬季供暖工况下应选择6.5m/s的送风速度和28oC的送风温度，风口直径应减小。在本论文的模型实验研究中，通过一元线性回归方法将实验数据整理成以各影响因素为自变量，工作区平均温度为因变量的一元线性回归函数关系式，这些关系式能够推广到一般的高大空间建筑，从而为同类工程建设提供助益。通过对模型实验结果的研究与分析，综合考虑三个季节的运行工况，应采用200mm直径的圆形喷口作为该分层空调模型的送风口，才能既满足空调效果，又达到节能的目的。