中铁合肥建筑市政工程设计研究院 安徽合肥 230041
摘要：近年来，随着人们生活水平的不断提高，很多公用建筑的规模也日益扩大，社会上大且高的建筑越来越多。这些高大空间建筑满足了人们生活的诸多需要，但同时这些高大空间建筑要想发挥出最大的功能，也需要其内部各系统的协同作用。为了保证高大空间建筑的功能完美发挥，为人们创造更为优美的室内环境，就需要设计出最为合适的暖通空调系统，从而实现高大空间建筑内部环境的改善。本文主要分析了高大空间暖通空调系统，并在此基础上探讨了暖通空调系统的设计工作。
关键词：高大空间、暖通空调、通风系统、设计
现今社会上形式更为多样化、功能更为复杂化的各种高大空间建筑不断出现，给暖通空调通风也提出了新的要求。设计人员在设计高大空间的暖通空调通风系统时需要根据实际环境，依据建筑物的实际布局、使用功能及室内环境的要求进行系统设计，从而保证高大空间建筑功能的良好发挥。
一、高大空间暖通空调通风系统分析
现今社会上的高大空间建筑的一个最为显著的特点就是建筑的室内高度较高，体积很大[1]。如剧场、影院这类高大空间的室内高度一般为10m，而一些体育场馆高度一般超过30m。高大空间相较于普通建筑的特点主要有：（1）建筑物高度很高，在室内空间中会形成高度不同的温度差异梯度，这是与一般类型建筑存在显著差异的地方。大空间建筑的外墙面积与地面面积有着较大比值，室内环境的气流组织很容易受到来自外界环境的影响。（2）高大空间公共建筑人员较多，使用时间十分集中，尤其就剧院、影院或会议中心这类对舒适度有着很高要求的场地来说，空调冷热负荷若分布不够均匀的话，将会导致高峰负荷与低谷负荷之间产生的差距较大[2]。这些都会空调暖通系统设计有着较高要求。（3）高达空间的建筑物内部功能区域较多，都要求暖通空调系统可以对不同功能区的环境要求进行满足，空调具有的负荷特性具有很大差异。如影院的影厅外墙窗户很少，夏季围护结构产生的冷负荷较小，影厅内人员密度较高，产生的新风量很大，新风比约为0.4，导致影厅内部的新风冷负荷较大。而剧场内的舞台区人员相对较少，冷负荷多由电气设备、灯光等组成。剧场的办公区及休息区的空调负荷特点与一般建筑物的差异不大，可以利用普通建筑的空调系统。又比如体育场内的人员十分密集，人员及设备等产生的散热量占据总冷负荷很大比重，约有70%左右，新风产生的冷负荷比约为20%，其与的冷负荷均为围护结构冷负荷[3]。在实际设计工作中，应该依据功能不同的高大空间建筑物，按照实际功能的差异，对各区域的空调负荷分别计算，从而计算得出合理的空调系统形式。
二、冷热源选择
由于高大空间的特征明显，其空调通风系统也需要尤其自己的特征，因此需要对其冷热源独立设置。如果区域内部设置了区域供冷站或供热站时，为了使得资源被更合理利用，就需要对区域的供冷供热站多加使用。在选择冷热源时，可以采用常规类型的电动压缩式制冷机组以及溴化锂直燃式制冷机组或可以利用风冷热泵机组作为系统的辅助热源。近年来，一些经济较为发达的地区也开始使用新型技术实现能源节省、环境保护，如地源、水源热泵系统等等[4]。
三、高大空间暖通空调通风系统设计
（一）上送下回全空气空调系统
在这个系统中，上方网架空间或顶棚中都会安装有送风口，在侧墙部位设置回风口，可从上方将气流输送至人员区域，并从回风系统中将气流排出。机械集中的排风系统应该在舞台空间顶部安装。在设计系统时，需要注意系统的冷热源高度，一般距离地面约2m。气流平均速度应设置为0.4m/s，且送风口的风速不能高于10m/s[5]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆旋转风口的主要特点是风量较大、且送风时噪音很低，风速可控制、阻力稳定等，因此很多高大空间建筑都会选用旋流风口，这项风口不仅可以在会议室等一些层数很低的楼层中安装，并且也可以在厂房、体育馆、机场等层高较高的地方。处理完空气后会将其送入送风系统，并运送至各地方，从而满足区域不同需求。但是需要注意的是，这套系统消耗的资源相较于其他系统来说更多，且热空气的进入导致区域空间内空气质量很差，不利于空间内人员健康。因而在设计过程中不仅需要考虑到环境需要，还需要选择性价比较高的系统。
（二）辅助房间内系统设计
在一些大型建筑内部一般会有一些辅助房间，如器材室、会议室及休息室等。这些房间的功能、环境及使用条件与高大空间的主体部位功能很不一样，因此对辅助房间的空调系统需要独立设置，从而节省能源消耗。一般来说，在辅助房间内设置的系统有恒温恒湿系统、多联机系统等[6]。选择好需要的系统后，按照房间的实际使用时间及功能情况区别控制，同时也需要与高大空间的主系统进行区分，实现能源消耗降低的目标，达到辅助房间最好的使用效果。
（三）采暖系统
社会上存在的高大空间建筑的使用次数普遍较少，多数高大空间都处于闲置状态。相比较来说，北方的高大空间建筑冬季主要以空调采暖为主，以地暖等其他采暖方式为辅的采暖方式。因此，在建造时不同的采暖系统不能将其设计在一起。当建筑物不使用时，应对主系统进行关闭，只采用辅助取暖的方式，辅助取暖温度多设置在8℃左右。在开始使用后，应对两种系统同时开启，地暖也就是利用地板辐射采暖的而远离实现采暖，因而较为舒适。因此，在一些需要高温的场所应采用地暖系统供暖。地暖系统中供回水温度不宜设置过高，一般设置在50摄氏度左右。地暖在进行建造时，为了实现最好效果，应从空间至外围对管道的距离逐渐增大。
（四）下送风空调系统
在大型建筑中，由于使用频率不高，因而对噪声有着很严格要求。一般大型建筑物的大厅使用的是下送风空调系统。送风口应设置在座椅下，顶棚会建造回风口。为了保证使用者的舒适度，送风口的温差应低于5℃。在送风口旁还需要另外设置送风道，并设置一定防火措施及降噪措施。利用该系统大厅温度从下至上会逐渐升高，各指标都良好，适合影院的观影厅。需要注意的是，送风口距离观众距离应保持在1m内，从观众舒适度方向考虑，需要对观众所在区域的温度及空气流速严格控制，只有这样，观众才能拥有良好的体验。
结语：
随着人们生活水平的不断提高，人们对空调系统有着越来越高的要求。并且，现今社会上的高大空间建筑物数量也在逐年增长。在满足人们使用需求的同时，将高大空间暖通空调通风系统设计问题也放在人们眼前，需求最佳的设计方案。空调的系统设计中需要与建筑工程的实际情况保持一致，对其中涉及到的各项指标准确计算，以低能耗、高经济性为设计主要原则，通过多方对比工作选择出最优设计方案。另外，对于一些高大空间建筑物来说，暖通空调系统设计时还需要与水源热泵技术及消防联动控制系统及分层空调系统等进行充分结合，保证方案的可靠性及可执行性、安全性等，实现最佳设计效果。
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,2017,4332:108-109.
[2]南联建.大空间建筑暖通空调设计与节能问题分析[J].中国新技术新产品,2015,05:117-118.
[3]曹志勇,徐伟.株洲神农大剧院暖通空调系统设计[J].工程建设与设计,2015,06:79-81.
[4]林忠.对大空间暖通空调设计的探讨[J].黑龙江科技信息,2011,10:302.
[5]张曦,董文辉,龚溥.建筑通风系统与风管火灾探测器的工程应用[J].品牌与标准化,2011,16:34-35.
[6]刘沛,赵煜,鲁冬阳.中国园林博物馆暖通空调设计[J].暖通空调,2017,4701:80-85.
论文作者:袁飞飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/20
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