中机国际工程设计研究院有限责任公司 410007
摘要：随着城市化进程的加快以及生活质量的提高，大空间建筑的增长速度相应加快，整个建筑的环境要舒适健康，怎样合理利用能源方面还要不断进行完善。由于暖通空调系统是否节能在很大程度上决定整个建筑是否节能，因此暖通空调的节能能否实现对降低建筑物的能耗起着重大作用。
关键词：大空间公共建筑；暖通空调设计
引言
随着城市化进程的加快，大空间公共建筑逐渐增多，大空间公共建筑不但要求建筑本身的体型美观大方，各种设施齐全，还要舒适卫生的环境，因此对大空间公共建筑通风、空调设备的设计选用要求较高。本文就大空间暖通设计方面进行简要分析。
一、大空间公共建筑暖通空调设计的特点
1.通常情况下大空间公共建筑是一个完整的建筑，且暖通空调设备运行时间相对较短，因此设计独立冷热源对降低运行费用有较为积极的作用。冷热源设计需要设计人员根据项目规模、所在地能源情况、项目实际情况等等进行技术经济比较，从而选择合适的冷热源方式。通常情况下，严寒地区和寒冷地区应尽量利用当地热网作为热源，当无热网时可选用锅炉，选择水冷式机组或风冷式机组（项目规模较小，项目所在地干湿球温度相差较大时可考虑）作为冷源；夏热冬冷（暖）地区等可选择锅炉+水冷机组、风冷热泵或者土壤源热泵等形式。需要注意的是，大空间公共建筑中往往没有多余的地面空间来安置锅炉以及冷水机组等。在此种情况下，设计人员通常会将冷热源主机设在屋面或附近的附属建筑物内。
2.大空间类型的建筑都有一定的高度，而暖空气的特性决定了它主要是在建筑上层流通，在这种情况下，设计人员需解决采暖空调系统温度平稳问题，不能使上下层温度处于失调状态，否则建筑室内的人员将产生不舒服的感觉，而且能耗较大，不利于节能。
为了保证建筑室内空间一直处于平衡的状态，设计人员需格外注意送风方式的设计选择，根据大空间建筑的具体要求，来选择合理的送风方式，尽可能减少温度梯度的影响。
设计中可根据建筑物使用情况选择气流组织的形式，常见的气流组织有：（1）上送下回，即经空调进行冷（热）处理的风从顶棚送出，从下方返回，当前工程通常选用能调节风量大小和距离的风口，用来提升寒冷季节送风速度；（2）侧方送下方回或者分层送风，此种方式送风口通常设置在三米上下，应当结合建筑设计和布局来选择风口位置，保障室内美观，还应对气流组织进行精准计算；（3）下送下回，此种方式送回风口均设在建筑物下部，目前影剧院等常采用的座椅送风即此种气流组织的一种应用。
因为大空间建筑的独特性，其内部构造及外部环境等与普通的建筑有所不同，因此要依照具体情况来决定应用何种送风方式。
二、设计方案注意问题
在进行整个系统的方案设计时注意要根据当地资源的不同特点，不同方面的问题都要考虑进去。如果建筑的规模相对较小，并没有设备用房的一个专用位置，就使用风冷热泵式冷（热）水机组。如果建筑规模较大，则可以使用水冷机组。大空间建筑是人员在一段时间内密集，因此对外营业场所、办公等面积占整个建筑面积的比例是较小的一部分，而大部分的空调冷负荷都是一些设备、灯光、新风等负荷，因此在机组台数选择时，为了机组台数满足负荷的变化要求，考虑的主要因素有：（1）在没有活动的时候，只有必要的位置进行供冷或供热；（2）由于场地的人员数量是随着活动的不同会发生变化，因此新风负荷会发生很大变化。
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三、暖通空调系统设计
1.根据建筑物的结构来进行空调设计
大空间建筑物以轻型结构为主，外围护的结构以玻璃幕墙为主。因此从节能和满足卫生要求的两个角度出发，暖通专业给大空间建筑的建筑师们提出经济的传热阻。在整个建筑进行设计时进行热风幕系统的设计，玻璃幕墙的表面进行加热。在气流组织选择方面要根据建筑物的不同状况来进行选择。
2.大空间建筑使用状况与暖通空调系统设计之间的关系
大空间建筑大部分属于人员密集、设备散热量大的一个公共场所，因此采用全空气低速风道的双风机系统来进行整个建筑的暖通空调的系统。从室外进入的新风同回风当中的部分风经过混合、过滤、冷却（加热）处理后后送入建筑内。空调机组的各风口可根据室外新风状况，运用电动风阀来进行调节，既可以改善改善室内的空气质量还可以环保。在北方，考虑到节能应采用空调和散热器相结合的方式进行采暖。如果没有活动时，可利用散热器进行温度的维持，举办活动时再由空调进行热量补充。
3.空调机房的布置与设计
空调机房的布置方案要考虑施工安装是否方便、管道布置经济合理，以后的维护管理方便几个方面的因素。作为空调系统的核心部分，机房位置是否合理、面积的大小都将影响整个空调系统日后的使用。空调机房所承担的空调系统面积要适中，一般宜控制在五百平方米以下，以免系统风量过大且管理更合理。在位置选择上尽量靠近空调房间，远离对振动、噪声要求高的房间。机房的高度要根据空调机组的高度及实际情况来确定，既要考虑空调的实际使用效果，又要考虑日后的安装和维修。
四、大空间公共建筑暖通空调的节能设计
1.合理选取设计参数是基础
空调室内计算温、湿度的确定应取合理值，夏天不能过低，冬天不应过高。新风量的计算与取值，在保证卫生要求、生产工艺要求、符合规范要求的前提下尽量节省。空调系统能耗大小除与当地室外气象参数、建筑物的外围护结构及室内发热散湿量有关外，室内设计温、湿度标准也是直接影响负荷大小的重要因素。新风量新风负荷占空调总负荷的20%～40%，对其标准值高低的取舍，与节能关系重大，不可忽视。引进新风主要是为了满足人员的卫生需求及部分工艺空调所需维持的室内外压差。而新风量的多少直接影响空调的负载，从而影响空调系统的主机、水泵、冷却塔、末端等耗电。
2.采用合理的冷热源形式
正如前文所说，冷热源形式并不是固化的、一成不变的，需要设计人员根据项目情况，如项目所在地、建筑规模以及用途、项目所在地能源结构、价格等进行综合论证来确定。通常情况下，在有可供利用的废热或工业余热区域，应优先选用废热及工业余热；在有区域热网时，热源应优先选用区域热网；优先选用可再生能源；一般不得采用电直接加热设备作为暖通空调的热源。
3.应尽量使用配有能量回收装置的空调器
工程设计中，由于空调房间的某些要求会设置集中排风系统或将空调系统设计成直流系统，其排风和室外新风之间的温差（焓差）在冬夏季比较大，而这部分排风又带有一些污染物，因此不能直接进入空调系统，此时应根据项目所在地的气候条件对排风热回收进行复核，根据计算情况选择是否进行热量回收以及采用显热回收或者全热回收的方式。当采用常见的板式显热换热器时，应对新风进风温度进行控制，通常进风温度不宜低于-10℃，否则排风侧会出现结霜，影响系统正常工作；当新风温度低于-10℃时，应在换热器之前设置新风预热器。带能量回收装置的空调器在其他排风量较大的空调系统也适用，除板式显热换热器外，还可根据项目实际情况选择转轮全热换热器、中间热媒式换热器等等。在严寒地区采用能量回收装置时，均需对能量回收装置的排风侧是否出现结霜或结露现象进行核算，以便确定是否采取预热等保温防冻措施。
五、结束语
随着我国大空间建筑的兴起，大大促进了建筑技术的发展，也为采暖、通风空调系统的设计提出了新课题。暖通空调设备如何适应这种需要也是现代大空间建筑暖通空调设计中值得注意和探讨的问题。
参考文献
[1]刘宇刚.建筑工程大空间暖通空调设计的几点方案[J].文摘版：自然科学，2015（3）：49-49.
[2]陈信东.体育场馆等大空间暖通空调设计难点及对策分析[J].城市建筑，2014（27）：91-91.
[3]陆耀庆.实用供热空调设计手册
[4]国家标准.公共建筑节能设计标准
论文作者:侯国庆
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/5
标签：建筑论文; 空间论文; 空调论文; 热源论文; 空调系统论文; 新风论文; 机组论文; 《建筑学研究前沿》2017年第31期论文;