高大空间暖通空调通风系统的设计

乔廷乐

摘要：新时期高大空间公共建筑建设规模的扩大，对与之相关的基础设施性能提出了更高的要求。在此背景下，为了提高暖通空调通风系统在高大空间建筑方面的利用效率，保持其应用中良好的功能特性，则需要加强这类系统设计，明确相应的设计要点，促使高大空间暖通空调通风系统能够处于稳定、高效的运行状态，不断完善与之相关的设计方案。 基于此，本文将对高大空间暖通空调通风系统设计进行系统阐述。

关键词：高大空间；暖通空调；通风系统；设计

近年来，随着生活水平的提高，公用建筑的规模趋于庞大，大而高的建筑越来越多。为了使这些建筑的功能完美发挥，创造更加优美的室内环境，设计更合适的暖通空调系统，改善建筑内部环境具有重要的现实意义。

1.高大空间暖通空调系统

现在很多大型的建筑一般具有高度高、体积大等显著特点。一般的大型建筑高度都在10m以上，有一些体育场馆的高度更高，达到30m以上。这些大型建筑具有如下特点：（1）高度较高，在空间上形成温差梯度。建筑外墙面积与地面面积比差异大，室内气流易受外界影响。（2）人员聚集，使用时间集中，诸如影剧院、多功能会议中心等对舒适度提出了较高要求，空调冷、热负荷分布不均匀。（3）具有多个功能区域，对于不同功能区域的环境空调负荷要求不一。例如，剧场舞台外墙上外窗少，夏季围护结构的冷负荷相对小，观众厅密集，新风量大，导致冷负荷较大；而舞台区域人相对不多，冷负荷主要来自电气设备发热、灯光照明；剧场办公、休息区域等与一般办公楼一样，采用一般的空调系统即可。又如，体育场馆人员、灯光照明、设备等散热量占总冷负荷约70%，新风冷负荷约20%，其余为围护结构。设计时应根据功能不同划分不同区域，分别计算其制冷负荷，选择更加合理的空调系统。

2.高大空间公共建筑暖通空调系统设计

2.1上送下回的全空气空调系统

高大空间公共建筑中有一部分可以采用一种特殊的空调系统，我们称之为上送下回的全空气空调系统。这种系统的典型建筑模式为体育馆和展览馆，原因在于这些地方均具有人员较为集中、送风量大和间断性使用的特点，针对这种情况，普遍采用具有大口径风道的全空气系统。该系统的送风口一般放置在屋顶，而回风口的位置一般在观众座椅附近，也有一些是安置在侧墙上的。空气由上端的送风口进入，直接流通到下方的人员区，再由人员区附近的回风系统导出。这种空调系统有其独特的优点，就是送来的处理过的空气到各个部位时都是均匀的，这更符合各个区域对于环境的需求。但不可否认的是，其也有部分不足之处，最典型的就是，其将人员上方这些多余的空间，也划入了处理区，这就需要消耗更多的能量。这显然与节能环保的设计理念严重不符，故而设计者应该进行综合比较，选出最佳的空调系统。

2.2辅助房间内系统的设计

在许多大型的公共建筑内部，通常会有一部分辅助房间，如会议室、贵宾休息室、机房、器材室等。这些辅助房间的功能、构造、部位、环境、使用条件与主体部位不一样，所以对辅助房间的空调系统要单独设置节约能源。辅助房间的系统有加新风系统、恒温恒湿系统、多联机系统等可以选择。选择好之后，要按照房间的使用时间和功能的不同来区分控制，同时也要与主系统区分，以节约能源，达到最好的效果。

2.3采暖系統

现在的高大空间公共建筑使用的次数一般较少，大部分时间都在闲置中。相对来说，更为寒冷的北方的大型建筑在冬季一般会采用以空调采暖为主、地暖或者散热器等其他采暖方式为辅的采暖方式。建造时，几种不同的采暖系统不能设计在一起。建筑在平时不使用时，关闭主系统，只使用辅助取暖，辅助取暖的温度一般为5～10℃。开始使用后，同时开启两种系统共同采暖。地暖也就是地板辐射采暖的原理是利用热辐射来达到采暖的目的，相对比较舒适。所以，在一些需要高温度的场所采用地暖系统更为合适。地暖系统中，供回水的温度不高，约45～55℃。地暖在建造时，为了达到最好的效果，从中间到外围应该逐渐增大管道的距离。2.4高大空间公共建筑的下送风空调系统。对于大型影剧院来说，它们的观众区人员密集，故而对噪声控制有一定的标准，这就决定该区域将会采取下送上回的低风速全空气空调系统。这种系统的送风口普遍放置在靠椅之下，而回风口的位置一般在观众厅上部的屋顶。其次，基于人性化设计，必须要考虑到观众的舒适度体验，这就决定送风的温度差不能高于4℃。送风道安置在座椅下方，也就是在地表以下挖通一个空间进行送风，同时也要考虑到送风道的防护与后续维修问题。这种空调系统优点明显，温度变化较为平缓，温度和湿度都较为稳定且不会有大的波动，均匀平缓流动的气流会给人以十分舒适的感觉，此外由于系统负荷和送风量比较低，故而在进行设备选型时不用考虑太多因素，总之，这种下送风空调系统很适合影剧院使用。

2.5辅助房间的空调系统。高大空间公共建筑一般不会单一的出现，它通常会配备一些会议室和休息室等辅助房间。这些辅助房间属于小型空间，它在使用上和高大空间主体都是不一样的，因此，设计人员要单独考虑这些房间的空调通风系统。在控制方面，这些辅助房间要与主体分开控制，划分标准则是根据使用功能和使用时间来判定的，目的在于达到最佳的空调效果。

总结：

随着人们对空调系统越来越高的要求，空调系统设计时要充分结合建筑工程实际情况，准确计算各项指标，以高经济性、低能耗为主要设计原则，通过多方对比选择最优化的设计方案。此外，对于较高且空间较大的建筑结构，供暖空调系统在设计时需充分结合水源热泵技术、分层空调系统及消防联动控制系统等，确保方案的有效性、安全性及环保性，以达到最佳的设计要求。

参考文献：

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