关于高大空间公共建筑暖通空调系统设计

关于高大空间公共建筑暖通空调系统设计

陈威

广东博意建筑设计院有限公司528311

摘要：现阶段，在各类大型公共建筑的建设中，暖通空调已经成为大型公共建筑工程中不可缺少的项目；在空调系统的设计中不仅要满足人们的基本使用需求，还要具备节能功能，对设计的关键点要进行优化。基于此，笔者展开了以下概述。

关键词：高大空间；公共建筑；暖通空调系统设计

一、高大空间公共建筑空调系统的冷热源选择

基于高大空间公共建筑空调系统相对普通建筑物空调系统的特殊性，其冷、热源一般独立设置。若区域内设置有足够能力的区域供冷、供热站时，尽可能利用区域供冷、供热站作为冷、热源，以利于能源的集约使用。

对冷热源种类的采用，可以选用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，也可以选用全年用风冷热泵机组作为辅助冷热源。近些年，在有条件的地区，水源/地源热泵系统和冰蓄冷空调系统等新型节能环保技术越来越多地运用于大空间建筑的空调系统中。水源/地源热泵系统充分利用自然界的浅层水资源（地下土壤资源）所具备的热稳定性，夏季制冷，冬天制热，全年使用，能效比高，能够节约能源，减少运行成本。冰蓄冷空调系统可实现电力负荷的移峰填谷，利用用电高峰、低谷不同时段的电价差异，平衡电力负荷，大幅降低空调系统的运行费用。

设计时，应根据建筑物功能、负荷特征、自然条件等因素，因地制宜，科学论证，优先选择国家政策推广的新型冷、热源技术。

二、高大空间公共建筑暖通空调系统设计的要点

1.暖通空调系统自动化设计

暖通空调设计的基本要求是保障整个暖通空调系统的安全可靠的运行，对于大型建筑当中的应用来说更为重要。由于大型共建空调系统的复杂性及系统运行的难度增大，在这种情况下，如果系统只运行人员来监视和使用，不仅劳动力难，而且难以胜任，而且容易受到误用而造成事故。为此，必须使用自动控制系统来完成整个空调系统的所有操作条件和自动操作，使各种重要的操作参数不超过安全值，保证建筑物内的空气环境状态参数达到设计值。因此，暖通空调系统自动化设计为了确保设备运行处于安全状态，为了保证设备和设备的自动启动和停机状况良好，当出现异常的运行状态或者发生事故，能够发出警报并能够给予适当的处理，以防止事故的发生和扩大。暖通空调系统是为人类生活和生产活动进行服务，确保人类生活具有一定的舒适度，确保正常生产活动和科学工作。然而，随着外部条件的变化，控制参数的暖通空调控制系统将发生变化，确保受控参数始终保持在所需的范围内，设备必须配备智能暖通空调系统。

暖通空调能源消耗占建筑物能耗的一半以上，如何提高暖通空调系统经济运行，能源消耗最大化，节能建设具有很大的意义。空调系统根据室内冷热负荷情况进行实时监测，随时调整系统供冷量和供热量，使之与负荷变化重合，最大限度地节省节约能源。

2.新风热回收系统

对于人员比较密集的礼堂、体育馆、剧院、电影院来说，新风热回收系统的应用能够确保室内空气的流通，并且还具有显著的节能效果。在夏天和冬天两季开启该系统，将排风机关掉之后，外面的新风就会进入热气交换机组与室内排风交换，在通过空调机组吹入演播厅，排出室内的热气，使室内空气流通，让人置身其中有舒适感。在这里值得了解的是，该方法的节能方式利用了空间内的剩余热量，减少了空调机组的消耗。

当到了春天和秋天这两季时，新风热回收系统一般处于闲置状态，此时只需要将排风机打开，让室外空气进入演播厅，通过不断的输送新风来控制室内热量，新风输送的越多，人们时舒适感也就越发增强，从而消耗的能量就会减少。在这里重点是要注意这种方法在极其寒冷的地方使用时要做好防冻，当排风温度处于5℃的时候，就要进行加热，这样做可以有效避免霜冻影响系统工作。

3.高大空间公共建筑的下送风空调系统

在大型影院、剧院的观众区，观众厅空间高大，人员集中，间歇使用，对噪声控制要求较高，因此观众厅可以采用下送上回的低风速全空气空调系统。一般在座椅下设置送风口送风，回风口设置于观众厅上部的顶棚，座椅下的小送风口可以均匀设于小送风柱上。考虑到观众的人体舒适度要求，送风温差不宜大于5℃，一般为4℃左右。座椅下方的地面下设置夹层作为送风道并采取防火降噪措施。采用下送风空调系统，温度梯度自下向上缓慢升高，观众区温度和湿度稳定，气流分布均匀，噪声小，人体感觉舒适，同时空调负荷和送风量较小，进行空调设备选型时不需要附加过多的附加系数，特别适用于影剧院的观众厅。

设计中要注意的是，座椅下送风口距离观众的腿脚部位很近，且后排送风口距离前排观众的手臂关节处不足1m，为了保证人员的舒适度，必须要对观众区的气流速度和温度梯度进行严格控制。①控制空调送风温差在4℃左右；②送风口的出风速度不大于1.8m/s，这样在距离送风口300mm左右处的腿脚部位的实际风速小于0．2m/s，从而满足人体舒适感要求和噪声控制的要求，如图1所示。

图1座椅下空调送风系统示意图

4.新风热回收系统

在体育馆、礼堂、剧院等人员较为密集，设备散热量较大的建筑内，设置新风热回收系统，会具有显著的节能效果。夏季、冬季空调系统运行时空调机组开启，排风机关闭，室外新风先进入空气热交换机组与室内排风进行充分热交换后，再进入空调机组处理，最后送入观众厅内，充分利用了室内排风中所含的余热量，减少了空调机组的能耗。春、秋季过渡季节时，关闭空气热交换机组，开启排风机，室外新风直接送入观众厅，加大送风量即全新风模式，可以增加室内的新风量，提高人体舒适感，同时节约了空调系统的能耗。

5.噪声控制措施

礼堂、大型报告厅等对噪声要求高，空调设计要考虑相应措施，比如针对送风系统噪音处理，可在排风设备的安装中，根据有关规范标准和建筑物的实际使用需求科学那幢消音弯头及消音器，若条件允许的话，还可在设备排风口进行消音处理；加强对设备运转风速的调控，以实现降噪目的，进而确保环境条件符合使用要求。

6.冬季辅助采暖系统。

在当前社会中，凡是高大空间公共建筑几乎都有一个共性，那就是使用不会很频繁，也就是说一般都会放置很长时间，实际使用时间远小于闲置时间。在温度普遍很低的北方，冬天采暖的形式一般为，空调制热与地板辐射相协调来产生温度，共同维持寒冬中的高大空间建筑的适宜温度。在进行空间布置时，两种系统是隔离开的。在建筑处于非工作状态时，就仅使用地板辐射进行少量的温度制造，据调研看来，空闲时最佳的采暖温度在5℃～10℃左右。当然，在此高大空间建筑进行使用时，则是两种产热形式配合工作。

结语：

现代生活中各种形式变化多样、功能复杂的建筑层出不穷，这也给暖通空调系统设计提出了更多的专业要求。要求设计者活学知识，不可生搬硬套，要根据实际情况的不同进行科学的调整，选择最适合的方案，进行优化设计，这样做才能够满足人们的使用要求与空间安全要求，同时还能够达到节能环保目的。

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（8）

[2]陈望超.高大空间暖通空调通风系统的设计[J].现代制造技术与装备，2017（2）