简述大空间建筑暖通空调设计与节能

边川

摘    要：现如今，我国大空间建筑飞速发展，其显著提高了建筑的舒适性，但大空间建筑内部通常设有先进的通风或空调系统，其需要消耗大量的能源。为此，本文就主要分析了大空间建筑暖通空调设计与节能问题，以供参考。

关键词：大空间建筑;暖通空调;设计与节能

1  引言

现代大空间建筑的出现充分满足了人们生活和生产的需求，而建筑节能也日渐受到人们的关注，因此，在大空间建筑暖通设计中也应高度重视节能设计问题，进而减少能源的能耗，提高建筑的舒适度，并有力推动我国建筑业的可持续发展。

2  大空间建筑概述

大空间建筑规模较大，室内面积较大，故而该建筑的建设要求也与一般建筑的要求有所不同，其在采暖、通风和空气调节设计上难度较大。近年来，暖通空调的发展提高了大空间建筑采暖通风及空气调节设计的综合水平，但其节能问题一直未能得到全面解决，故而对大空间建筑暖通空调设计与节能问题进行研究尤为必要。

3  大空间建筑暖通空调的设计难点与策略

3.1  设计难点

3.1.1  冷热负荷计算难度较大

外墙、屋顶和地面等围护结构传热及冷风侵入产生的负荷，是设计人员应高度重视的因素。在确定总冷负荷时，需考虑维护结构传热过程中所产生的冷负荷，注重人类活动和设备运行过程中传入的冷负荷，从而准确统计余热量及余湿量，而且在设计中还要考虑人的运动与设备运行之间的协调问题。

3.1.2  暖通空调系统分区复杂度较高

大空间建筑暖通空调体积较大，其在运行的过程中需要更多的冷量、热量和风量。为了保证系统运行的安全性，应结合系统类型做好系统分区。暖通空调系统分区需考虑建筑的功能分区，及不同区域流量和压力的平衡度，严格控制分区系统的尺寸，进而在保证分区效果的同时，减少成本投入。

3.1.3  暖通空调设备选型和布置是重要难点

大空间公共建筑对室内装饰的要求相对较高，而且暖通设备选型和布设环节不仅要满足其在功能上的基本要求，也应科学选择设备的造型及颜色。并且要将设备隐藏在装饰墙和背景墙当中。如需要在室内中央悬挂，可结合其使用功能预留装饰的空间，从而保证设备安装的美观性。

3.2  设计优化

空调系统运行的过程中会发热，为了确保系统运行的性能，需及时将热量排出室外，但是一些设备在运行中本身需要热源的支撑，因此，在设计中要将二者充分结合。同时，空调系统主要有两种形式，一种是分开式系统，另一种是闭式系统，相关人员需采取有效措施促进二者的有机结合，进而建立新型的空调系统。

大空间建筑供暖通常不会单独应用对流散热器，但鉴于散热器供暖方式具有安装形式简单、运行和维护中无需投入较高的成本，且具有良好的舒适性特点，所以工作人员可充分结合建筑的使用功能，选择散热器供暖或散热器保暖，确保基本的值班温度，或者还可应用其他的供暖方式确保室内有舒适的温度。针对冬季供暖，夏季制冷的大空间建筑，需根据技术、经济和空间的适应性，合理分析供热与制冷的过程中是否可共用末端设备，以此减少设备运行中的费用支出。

在大空间建筑通风与排烟系统设计中，注意积极采取有效的设计优化措施。通风的过程中需考虑到建筑的自然通风，若自然通风无法满足建筑舒适性的要求，则可利用机械通风或自然通风亦或是二者相结合的方式实现通风。这里要求复合通风系统的工况转换功能应相对完善。以自然通风为首选，若控制参数无法满足要求，则可使用机械通风。对于应用空调系统的空间，若通风系统无法满足系统设计的基本要求，可及时启动空调系统。

4  节能设计分析

4.1  合理选择冷热源

在选择冷热源时，要充分满足空间结构的整体规范及要求，从而充分展现出暖通的积极作用。由于冷热源类型较多，如直燃型、电力型、燃气型和吸收型等。故而在选择冷热源时，必须坚持全面协调的原则，仔细分析空间结构的地理位置，积极协调冷热源，同时合理确定冷热源的数量，确保暖通空调系统的安全性。

4.2  对空调水系统进行科学分区

空调系统运行的质量与空调水系统分区有着紧密的联系。水系统的承载力是分区操作的依据，设计人员应全面分析空调设备，尤其要重视管道承压力等因素。此外，在空调系统设计阶段，还要合理使用变频技术，从而有效降低设备运行中的能耗，提高资源利用率。

4.3  优选外部能源

建筑工程的外部资源具有差异性，这是由工程所处地理位置和具体的工程特性所决定的。故而相关人员要仔细研究外部资源的选择问题，通过相应的经济可行性和技术可行性对比，提高资源选择的科学性，保证资源节约效果。若项目位于江河湖的周围，则可结合工程的特点和资源配置选择水源热泵技术，并且合理应用太阳能、风能等清洁的可再生能源。

4.4  保证水力平衡计算的准确性

室内外采暖空调设计中，需以分区的形式保证水力平衡计算的准确性。根据工程供暖系统和水力平衡的要求完善水力装置配置，从而保证其压力可满足规定的要求，避免局部冷水机组、水泵等在运行中产生较大的能源消耗。如局部的压力无法充分满足要求，则应适度增加加压泵。

4.5  积极应用节能设备

大空间建筑暖通空调系统设备主要由风机、水泵、冷水机组和空调器构成，应用时，需高度关注设备的环保节能性，进而更好的实现节能环保的基本目标。在设计的过程中，要严格控制设备运行过程中所消耗的能源。且在系统设计期间合理应用空气余热回收装置及低温热泵机组，以增大热源的利用率。

4.6  合理设计控制方式和设备运行方式

暖通空调系统若要提高其运行效率，就必须保证设备之间的协调效果，如水泵和空调机组设备的设计中应以其供热及制冷性能为主要内容，且结合实际确定设备配置的数量，全面分析负荷的要求，对运行方式加以控制和调整，减少能源消耗。全空气空调运行阶段，要考虑余湿和余热的处理效果，合理应用冷热源，从而有效降低空调运行中的能耗。

5  工程实例

某厂房选用钢结构组合库的方式，其建筑总面积为24.15萬平方米，单跨长300m，宽20m～31m，高15.54m，所有空间均设设置供暖和通风系统，部分车间设有空调系统。电热站提供热源，换热站为汽水型换热站，采用二级供热，热水温度应在70°C～90°C，且实行集中供热，同时应用溴化锂余热回收机为蒸汽凝水降温，将其温度控制在30°C后回送。室内主要采用沿墙壁敷设的暖气片供暖，且在室内适度设置屋顶暖风机供暖系统。

针对轴承车间，为其设置了独立的空调系统。厂房外门两侧设有室内风幕系统。冬季外门开启时，风幕系统先开启，其对室外的冷风有较强的抑制和阻挡作用，有效降低了供暖过程中的能源消耗。屋顶设有开启量调节防雨通风天窗，保证了室内的通风质量。切削和喷漆等生产流程中所产生的油漆异味及粉尘设有专业的除尘净化设备。再者，针对熔焊过程中产生的有毒烟雾和其他有害气体，需让其从吸风口进入到焊烟净化设备当中，处理后方可排出室外。非供暖季节，生产作业的过程中应适度开启外墙门窗，利用空气对流促进室内的通风换气，有效减少设备运行中的能源消耗。

6  结语

现阶段，大空间建筑得到了较为广泛的应用，而为了加强大空间建筑室内空间的舒适性，就必须高度重视其暖通空调设计工作，设计人员应在保证设计质量的同时，尽可能的减少建筑的能耗，这样才能实现节能减排，健康环保的发展目标。

参考文献：

[1] 张建东.大空间建筑暖通空调设计与节能探讨[J].四川水泥，2017（12）.

[2] 李钉.高大空间公共建筑暖通空调系统设计的要点综述[J].建材与装饰，2017（15）.

[3] 刘锋.关于大空间建筑暖通空调设计与节能的分析[J].科技与企业，2015（23）.