大空间建筑暖通空调设计探讨

彭丽娟

摘 要：本文从大空间建筑设计的难点出发，主要针对大空间暖通空调的设计中注意问题进行了总结与分析，从中结合工程实例加以详细论述，仅供参考。

关键词：大空间；暖通空调；冷热源设计；负荷设计；设备选择

引言

暖通空调作为大空间建筑建设的重要组成部分，随着大空间建筑的不断增加，大空间暖通空调的设计要求也不断地提高。现代建筑都朝着节能化的方向发展，对暖通空调的设计也将节能减排贯彻于设计理念中。如何对大空间暖通空调进行合理的设计，使其满足人们对室内空气质量的要求，提高人们的空气舒适度，而且符合节能的要求具有重要的意义。

1 大空间建筑空调的要求及特点

大空间建筑由于其空间大，所以空调负荷的有效区域空间在整个建筑空间当中的比例就显得很低了；大空间建筑的外墙面积与地板面积的比值较大；由此造成的影响便是外界界面对室内空间自然对流有着较大的影响作用，这样在大空间建筑在冬季会在建筑物的四周形成相应的下降冷气流；大空间建筑一般都有多功能的要求，会设置临时舞台、活动座椅等装备，在进行空调系统设计时，必须考虑空调系统的控制的灵活性，在空调系统负荷的分配以及冷热源的配置方面作相应考虑。

2 大空间暖通空调设计中注意问题

2.1 充分掌握建筑的实际情况

暖通空调的设计人员在着手进行空调系统的设计时，首先要对建筑的内部结构和使用功能进行全方位的了解，了解建筑物的性质，清楚楼层分布，建筑内部的人员分布，空调系统的使用时间，合理布置新风口和排风口位置。

2.2 设计单独的热源

为满足空调、采暖、制冷、热水供应等方面的需求，高大空间建筑设计需要有单独的热源，因此在设计中还要考虑大空间建筑锅炉房的位置，需要在地下室内或屋顶上设置锅炉。

2.3 采暖系统的垂向失调问题

大空间建筑的特点决定了其采暖系统垂向严重失调问题的存在，空调系统有较大的水静压力，会对室外空调系统的管网的水力造成直接的影响，同普遍的多层建筑相比，大空间建筑的暖风空调系统的形式和空调室外管网的连接布置有很大的区别。

2.4 选择合理的送风方式

大空间建筑的高度高的特点导致了其具有较大的温度梯度，应采用合理的气流组织。一般采用顶棚送风下部回风的上送下回的送风方式，采用可调节风量和射程的喷口，冬季提高的送风风速和改变送风角度。并对气流组织进行精确的计算，确定风口位置设置的合理性。风口的布置还应结合建筑装修，以达到室内美观。

3 实例分析

3.1 项目简介

江苏启东某会议中心建筑面积37117平方米，空调面积26147平方米。地下一层，地上3层，总建筑高度18米。

3.2 设计参数及空调冷热负荷

夏季空调逐时冷负荷：空调逐时综合最大值为3627kW，指标为138W/m2；冬季采暖热负荷为2038kW，指标为78W/m2。

3.3 空调冷热源设计及设备选择

根据当地的能源现状、工程用地的实际情况以及建设方的资金要求，对各种不同的空调方案进行了比较和分析后，该工程采用电制冷冷水机组及锅炉提供热源的冷热源方案。 考虑会议中心同时满负荷运行的几率非常小，制冷主机选用500RT的离心式冷水机组2台。制冷机组制冷量量可在20%～100%的范围能进行无级调节，满足不同的部分负荷要求。生产7～12℃冷冻水，供空调系统使用，配套2台横流式方形冷却塔设在屋面。

3.4工程技术创新及计算分析

3.4.1 会议中心空调负荷计算分析

工程设计中，对会议中心的冷负荷计算中的各种主要因素做了具体分析，提出合理的空调系统设计参数，以便配置经济可行的空调系统，达到节约能源的目的。

（1）人员密度对空调冷负荷的影响。通过对会议中心等的逐时空调冷负荷的计算结果仔细分析后可以看出，对会议中心总冷负荷影响最大的是新风冷负荷，约占总冷负荷的35%， 其次是人员散热冷负荷，约占总冷负荷的30%；而围护结构带来的冷负荷，也占了较大的比 例，但不到新风冷负荷的一半。针对该工程会议中心逐时负荷计算中将人员密度每平方米0.5人调整为每平方米0.3人，新风冷负荷、人员散热冷负荷合计减少约15%。

（2）室内设计参数对空调冷负荷的影响。合理确定夏季空调室内设计参数也是降低空调系统高能耗的重要手段之一。在人员短暂停留、密集度大、潜热值大的大堂和过厅，舒适性要求可适当降低，与室外环境亦可留有一定的过渡空间。

3.5 大空间空调送风系统

（1）大堂层高14m，热空气往上运动的特性形成了热空气自下而上递升的温度梯度。大堂送风选用喷口侧送风，其送风只需要保证人员活动2m以下区域内的空调效果就可以了。在上部空间里，与屋顶的对流换热、与照明设备的对流换热以及与上部外围护结构的对流换热等，其中一部分得热量，将从送风口上方释放出来。其中与屋顶的对流换热大概占屋顶总冷负荷的25%（其余为辐射热），照明负荷中的对流换热约占20%（白炽灯），外墙总冷负荷中的40%为对流换热。总计这部分得热量中仍有20%被诱导至空调送风中去。

在高大空间采用分层送风，下部回风并配合顶部排风的气流组织方式是一种比较节能与合理的措施。

（2）国际会议厅，多功能厅，宴会厅多为高大空间，传统的散流器风口无法达到送风效果，采用VDL旋流风口，可调式导流叶片可送出横向，斜向或垂直方向的旋轉气流，无论在供冷或供热时均能通过调节送风角度达到最佳送风效果。国际会议厅、多功能厅，将两侧空调机房放置在地下1层，并采用地下回风管道。此种设计证明：既不影响地上部分使用空间，又避免了噪声污染，又保证了良好的气流组织，是最佳的设计方案。

（3）舞台高大空间采用全空气空调系统，竖向分区空调，以降低空调制冷负荷，减少送风量，缩小风道截面尺寸，降低工程造价。舞台两侧采用AJA筒形喷口，喷筒可上下30°范围内调整角度，达到远距离任意角度送冷风和热风的效果。舞台设独立的送回风系统，以便调节压力。

（4）360人圆形阶梯会议厅采用座椅送风柱下送风，座椅下设大空间的送风静压箱，采用A级不燃材料进行保温，为避免冷热量散失，设计采用了二次回风，使送风温度更接近室温、减少了观众的不舒适感，具有显著的节能效果。为达到噪声设计要求，控制管道与风口的风速，送风、回风、新风、排风管道均设置多种消声器及消声静压箱，空调机组隔振基础，吊装的空调末端设备设弹性吊钩等措施有效控制噪声，达到了很好的使用效果。

4 结束语

综上所述，在大空间建筑中进行暖通空调设计需要充分考虑到大空间格局与普通建筑格局之间的区别，并从大空间的特点出发，采取节能措施来实现暖通空调系统的节能效果。另外还要保证大空间的排烟设计，做好安全防护，要舒适、正常使用。

参考文献

[1]王涛.浅析暖通空调设计方案[J].装备制造，2009，9（4）：90-92.

[2]杨维娜.建筑工程暖通空调设计[J].江西建材，2012，8（1）：67-68.