摘要：暖通空调系统的节能占建筑节能的主要部分，进行暖通空调的节能设计对降低建筑物的能耗有着重要作用。此外还关系到国家能源安全、资源消耗和环境污染是关系国计民生和国家可持续发展的重要行业，因此，暖通空调设计的从业人员应给予足够重视。一个优秀的暖通空调工程设计方案，应对设计方案涉及的各种因素进行全面考虑，使其综合效益最高。
关键词：大空间；暖通空调设计
引言
暖通空调的节能能否实现对降低建筑物的能耗的作用非常大。随着我国经济的快速增长、城市化进程的加快，高层建筑逐渐增多，高大的民用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。而大型建筑物内的空气需要保持一定的温度湿度、清洁度。所以对大型建筑物内通风、空调设备的设置要求较高。本文就大空间暖通设计方面进行简要分析。
一、大空间暖通空调设计的特点
（1）大空间暖通空调通常都放置在大空间建筑中，而大空间建筑一般是完整建筑，需要设计独立热源，以此来保证建筑中空调及采暖系统具有足够热力，来建筑整个建筑的热力需求。根据传统的暖通设计方法，只需要将锅炉安装在地面即可，但因该建筑属于大空间建筑，该种类型的建筑往往具有特别功能，另外还需考虑到建筑普遍存在的功能，建筑中往往没有多余的地面空间来设计安装锅炉，设计人员通常将锅炉设计在屋顶或者其他位置，虽然这不占用地面空间，但增加了锅炉运行难度，为保证锅炉正常运行，需要设计人员制定出合理方案。
（2）大空间类型的建筑都有一定高度，而暖空气主要是在建筑上层流通，设计人员需解决采暖系统温度平稳问题，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。因为采暖系统具有一定的水静压力，该压力的存在将会影响到建筑室内的气流组织，影响建筑室内温度，在水静压力的影响，室内温度会呈现出梯度变化的规律，使建筑室内温度处于失衡状态。为保证建筑室内空间一直处于平衡状态，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，尽可能减轻水静压力对温度产生的影响。传统的设计方法是上送下回，就是从顶棚送从下方回，当前工程通常选用能够调节风量大小和距离的风口，用来提升寒冷季节送风速度；侧方送下方回的形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，另外还应当对气流组织进行精准计算。但因大空间建设的独特性，其内部构造及外部环境等与普通的建筑有所不同，要依照具体情况来决定是否应用这种送风方式。
二、节能空调系统设计思路
2.1蒸发冷却技术
蒸发冷却空调技术是一种绿色仿生空调技术，包括间接蒸发冷却（IEC）和直接蒸发冷却（DEC）。该系统采用水作为制冷剂，实现空调运行对环境无污染，蒸发冷却系统的COP值比机械制冷大得多，且其制冷不消耗压缩功能，是一种节能环保型绿色空调技术。
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2.2方案设计
在低能耗，高室内环境品质的前提下，风量可调的置换式送风系统、冷辐射吊顶系统、结合冰蓄冷的低温送风系统及去湿空调系统。为平衡高层办公楼中设备、照明等主要热源形成的辐射热量采用辐射形式供冷。冷辐射吊项应结合置换式送风，将新风采用下送风方式送入室内，既保证室内空气品质，又保证良好的室内热环境。采用空调去湿方案首先可以保证室内空气品质；其次采用去湿保证了绿色建筑对室内湿度控制在60%以下的要求。
2.3 具备良好的通风系统
新风的作用某些建筑由于装修材料含有挥发性有害物质造成室内空气污染。绿色建筑中的暖通空调应具备良好的通风系统，实现合理的自然通风，因为新风在室内的流动对健康必不可少。
2.4 免费供冷空调系统
免费供冷技术通过水系统来利用自然冷源，也称冷却塔供冷，是一种节能降耗的系统形式。免费供冷的实现方式是：当室外空气湿度温度下降到某值以下时关闭冷水机组，以流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统供冷，提供建筑空调所需要的冷负荷。在空调系统中，冷水机组的能耗占有极高比例，如用冷却塔供冷技术可少开或不开冷水机组，其节能效率显著。
2.5 地源热泵空调系统
地源热泵空调系统是利用土壤、地下水或江河湖水作为冷热源的一种高效空调方式。土壤是一种很适宜的热源，其温度适宜稳定，蓄热性能好。地源热泵全年运行工况稳定，不需要其他辅助热源及冷却设备即可实现冬季供热夏季供冷。地源热泵的COP值可达4.0以上。对采用深井回灌方式的水源热泵，由于地下水抽出后经过换热器回灌至地下，属全封闭方式。因此不使用任何水资源，也不会污染地下水源。
2.6 冷热源及空调水系统
常规的冷热源，电力型或热力型的压缩式制冷机、吸收式制冷机、直燃式冷热水机组均可用于大空间建筑。从供冷供热的角度出发应该考虑：当所在地区已有足够规模的区域供冷供热设施时，可利用其装置提供冷热量；在供冷供热的基本方式上应尽可能采用热泵和蓄冷蓄热技术。
三、空调自动控制系统
3.1 空气调节系统
自动检测各机组回风口温度，各机组盘管回水管上的回水温度，实现防冻保护：各机组防火阀的状态，并实现与送风机连锁：各机组送风机前后压差状态，实现风机故障报警。根据送风温度及设定值，自动调节各机组管回水阀开度，以保证房间温度达到设定值。
3.2 制冷机房控制
自动检测冷却水供回水温度：自动检测制冷机、冷却塔的运行状态、故障报警并根据测量值计算系统冷负荷，以实现制冷机运行台数的最优控制。根据冷水供回水压力，自动调节冷水供回水管间旁通阀的开度，以保证管网的压差和流量平衡。
四、水管固定支架的受力计算
从热源出来的空调冷热水总环管直径大、长度长，局部区域的水平长度达到100m，故需考虑补偿措施，通过计算，在该直管道上需设置补偿量为70mm的波纹补偿器，并在其两端设置固定支架和导向支架。由于总环管均需安装在地下室梁下，需详细计算固定支架受力，然后提交给结构专业，对安装固定支架的梁进行校核。固定支架所受水平荷载中，仅内压产生的推力就相当大，在此工程中，系统工作压力为1.0MPa，以DN60的水平干管为例，经计算内压所产生的推力为441026N，再加上活动支架的摩擦反力、补偿器的弹性反力，固定支架总受力约为531000N。
结束语：我国大空间建筑的兴起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。大空间的环境营造比小空间建筑要花费更多精力，只有良好的暖通空调环境营造才能符合大空间建筑自身的价值。暖通空调设计随时代发展在不断更新变化，为此，要关注局势变化，吸收新设计理念，与时俱进，提高设计水平。
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.
论文作者:陈国坚
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/30
标签：建筑论文; 空间论文; 热源论文; 温度论文; 暖通空调论文; 回水论文; 支架论文; 《建筑学研究前沿》2017年第25期论文;