浅谈大空间建筑暖通空调节能设计

浅谈大空间建筑暖通空调节能设计

发表时间：2018-02-06T15:38:35.450Z 来源：《防护工程》2017年第28期作者：李星[导读] 大空间建筑的兴起，大大促进了建筑技术的发展，同进也为采暖、通风空调系统的设计提出了新的课题。

山东省人民防空办公室人防工程管理中心山东济南 250013 摘要：大空间建筑的兴起，大大促进了建筑技术的发展，同进也为采暖、通风空调系统的设计提出了新的课题。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。关键词：暖通空调：建筑：大空间：设计

1.大空间建筑概述

大空间建筑相比较一般建筑而言最大的不同之处就在于它的空间较广，多为大型场所。目前，随着我国经济建设的发展，大型建筑的建设规模迅速扩大，工作和娱乐的需求推动了大空间建筑的建设速度。但是这也给暖通空调的设计水平提出了更高的要求。

大空间建筑受到占用空间面积较大的影响，使得空间内的温度存在着不均衡的现象，尤其是高处与低处温差比较大。因此，暖通空调设计的主要课题就是如何通过有效的设计方案确保地面及地表的空调效果，这就要求设计人员在进行暖通空调设计的过程中必须综合考虑多方面的因素，才能够保障暖通空调的设计水平。

大空间建筑暖通空调设计与节能问题是制约大空间建筑未来发展的重要因素，大空间建筑可以给使用者带来极大的舒适度，但是同样对于建筑设计要求较高。由于其空间的特殊性导致了诸如供暖设施等设备运行效果并不理想，对于专业技术和设备以及设计要求较为严格。因此也给我国目前大空间建筑暖通空调设计和节能工作带来了一定的压力和阻碍，而大空间建筑是未来建筑发展的重要趋势。

2.大空间暖通空调设计的难点 2.1大空间建筑设计往往需要有单独的热源，以满足空调、采暖、制冷、热水供应等方面的需求。由于用地紧张和其他一些原因，很多大空问建筑需要在地下室或屋顶上设置锅炉房，这使得大空间建筑的热源设计变得更为复杂。

2.2大空间建筑往往高度较高，这也加重了采暖系统的垂向失调，同时由于系统水静压力较大，直接影响到室外管网的水力工况，其系统的形式及与室外管网的连接与多层建筑有较大差异。

2.3大空间建筑的空调设计气流组织因温度梯度较大，需采用合理的送风方式。上送下回方式为从顶棚送风下部回风，现工程多采用可调节风量和射程的风口，提高冬季的送风风速；侧送下回方式送风口高度大多在3m左右，需要结合建筑装修设计布置风口位置以达到室内美观，同时需要精确的空调气流组织计算。

3.大空间建筑暖通空调节能设计 3.1 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以及去湿空调系统。为了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。而采用空调去湿方案，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。

3.2合理选取室内温、湿度设计参数

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。在保证生产工艺和人体健康的条件下，夏季将室内空气的设计温度每提高一度，约可减少热负荷百分之十，节省量是极为可观的。

3.3系统设计

体育馆、礼堂等属于人员密集、设备散热量大的场所，过渡季节仍然需要空调降温。因此采用全空气低速风道双风机系统较为合理。室外进入的新风和部分回风混合后，经过滤、冷却或加热处理后送入比赛大厅。空调机组新风口、回风口、排风口分别配带电动风阀，根据室外新风焓值，调节3个阀门的开度，实现过渡季节全新风运行，以达到节能和改善室内空气品质的目的。

3.4热源及空调水系统 3.

4.1 热源

某体育馆冬季采用市政热网供热，供水温度为110℃，回水温度为70℃，市政热源一次水供回水管道采用直埋敷设，直接接至冷热源机房。空调和供暖系统与市政热网均采用间接连接，分别经换热机组换热后提供空调和供暖系统用热水；空调系统热水供水温度为60℃，回水温度为50℃；散热器供暖系统热水供水温度为85℃，回水温度为60℃；低温地板辐射供暖系统热水供水温度为55℃，回水温度为45℃。有比赛时的设计计算总热负荷为 4146 kW（包括新风负荷）；热负荷指标为 203W/m2；无比赛时和满足值班供暖的设计计算总热负荷为 761kW，热负荷指标为 37W/m2。空调及供暖系统补水为市政自来水经全自动软水器处理后的软化水，由低位闭式膨胀定压罐自动补给。

3.4.2 冷源

夏季集中空调系统设计计算冷负荷为4202kW（包括新风负荷），冷负荷指标为 206W/m2。选用3台1410kW水冷螺杆式冷水机组，冷水供回水温度为 7℃/12℃，冷却水供回水温度为32℃/37℃，制冷机房独立设置于体育馆西北侧。

3.4.3 空调水系统

由于体育馆使用的间歇性，在比赛与非比赛期间房间使用负荷差异较大，故选用3台水冷螺杆式冷水机组，空调水系统设计采用一次泵变流量系统，在系统供回水总管处设压差旁通阀进行负荷侧流量调节。空调水系统分为两部分：一部分为风机盘管水系统；另一部分为空调机组水系统。系统定压补水采用低位闭式膨胀定压罐，定压点压力为0.25MPa，位于系统回水总管处。

3.5免费供冷空调系统

免费供冷（FREE COOLING）技术通过水系统来利用自然冷源。它也称冷却塔供冷，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的比例，如用冷却塔供冷技术可少开或不开冷水机组，其节能效率将会是显著的。

3.6应尽量使用配有能量回收装置的空调器

工程设计中，经常由于空调房间某些工艺要求将空调系统设计成直流系统（如制药厂此类房间很多），其排风和室外新风之间的温差在冬夏季很大，而这部分排风又带有一些污染物，所以不能直接进入空调系统，此时应对排风进行显热回收。

室内回风在排至室外以前，先和室外进入的新风经显热回收器进行显热交换，经能量回收后再排到室外。而室外进入的新风则经过显热回收器后夏季温度降低，冬季温度升高，而达到能量回收目的。使用显热回收器在北方寒冷地区应注意防冻问题。新风应有二个入口，并在空调器排风出口处设一温度传感器，调节二新风入口处的电动阀开度，以保证排风出口处的温度高于5℃。否则显热回收器排风侧有结冰的危险，影响系统正常工作。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，如果排风无交叉污染问题，则可以用转轮式的全热回收器代替显热回收器，这样能量回收效率则更高。一般来讲，显热回收器最大能回收50% 左右的能量，而全热回收器则最大能回收 80% 左右的能量。

结语

大空间建筑是目前我国建筑行业发展的重要趋势，因此暖通空调的研究和发展势在必行，虽然现阶段我国暖通空调在设计和节能问题上都存在着很多缺陷，但是通过生产厂家和有关机构的重视，必然可以有效地解决大空间建筑暖通空调设计和节能领域的难题，有效地提高暖通空调的运行效率，增强使用效果。

参考文献：

[1]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，2015，23（05）：117-118.