南聯(lián)建（中國核電工程有限公司鄭州分公司，河南 鄭州 450052）

大空間建筑暖通空調設計與節(jié)能問題分析

南聯(lián)建
（中國核電工程有限公司鄭州分公司，河南 鄭州 450052）

摘 要：大空間建筑的發(fā)展，給人們的生活帶來舒適體驗。但是由于大空間建筑內(nèi)的一般裝有較為完善的通風或空調系統(tǒng)，以保持空氣的濕度和溫度。其中暖通空調系統(tǒng)的應用在實現(xiàn)大空間建筑供熱供冷的要求同時，會帶來較大的能源損耗。本文從大空間建筑概念以及大空間暖通空調設計的難點入手，對大空間建筑暖通空調設計與節(jié)能措施進行了探究，具有較高的指導意義。

關鍵詞：大空間建筑；暖通空調；節(jié)能

一、大空間建筑概念

1 大空間建筑分析。相對于普通建筑，大空間建筑具有高度跨度大、面積寬闊等特點。常見的大空間建筑包括體育場館、影院、劇院、教堂以及大型倉庫等。由于大空間建筑室內(nèi)空氣上下溫度存在明顯差異，需要對其采暖通風問題進行具體設計。

2 大空間使用特點分析。根據(jù)建筑工程設計需求的不同，大空間建筑結構提供不同的功能。對于影院、劇院等場所提供視覺享受、音樂欣賞的功能，而對于體育場館則需要以運動員和觀眾的需求為主，提供場地及觀眾臺。同時在大空間建筑，還要根據(jù)需要搭建臨時舞臺、活動桌椅等設備。建筑室內(nèi)空調采暖設計與這些設備的布局有很大關系，需要根據(jù)場館結構和設備布局對空調進行合理設置和安裝。若沒有合理安排設備布局，將會給采暖設計帶來很大的困難。

二、大空間暖通空調設計的難點

大空間暖通空調設計需要考慮多方面的影響因素，其主要的技術難點如下：

1 在建筑居住環(huán)境中，供暖供熱等方面的需求是必不可少，因此必須采用單獨的熱源來滿足多方面的需求。同時，由于空間分配緊張，需要在屋頂或者地下室中建設鍋爐房，這樣就需要仔細考慮建筑環(huán)境中熱源的布局問題。

2 通常情況下，大空間建筑對高度要求較高，這也加大了供暖體系在縱向上的設計難度。并且整個供暖系統(tǒng)不同于多層建筑的設計方式，系統(tǒng)的水靜壓力更大，需要重新部署室外管網(wǎng)的施工設計，加大了設計難度。

3 由于大空間建筑空間高大，室內(nèi)空氣上下溫度差別較大，應結合建筑的裝修布局方式對送風方式進行合理設計，通過調節(jié)空調風速和送風量，確保室內(nèi)溫度適宜。

三、空調系統(tǒng)優(yōu)化設計

近年來，隨著經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，大面積高層建筑的需求越來越大，而對建筑中空調系統(tǒng)的優(yōu)化設計也越來越重要?？照{系統(tǒng)產(chǎn)熱能力高，如果無法及時將產(chǎn)生的熱量排出到建筑外，就會嚴重影響到空調系統(tǒng)的運行。因此應對空調系統(tǒng)進行合理設計，通常的做法是利用水環(huán)熱泵空氣調節(jié)系統(tǒng)將熱量轉移，這種方法成本低且散熱效果好。此外，空調系統(tǒng)分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)兩種，開式系統(tǒng)中水與外界環(huán)境有接觸，容易造成熱量流失，并且造價費用高；閉式系統(tǒng)不與外界空氣接觸，不會讓外界釋放能量，在設計空調系統(tǒng)時充分考慮二者的利弊與自身需求，選擇合適的系統(tǒng)。并且，由于大空間建筑面積大，空調系統(tǒng)的覆蓋面積也相應增大，對空調系統(tǒng)管徑回路的設計直接決定了運行成本，因此可以采用雙級泵系統(tǒng)降低系統(tǒng)成本。

四、大空間建筑暖通空調設計與節(jié)能

在節(jié)能型建筑中，空調的自身耗能在建筑耗能中的比例是比較大的，使空調的自身能耗降低是建筑暖通設計中重要的環(huán)節(jié)。由于在較大面積的建筑主體中，空調和空調系統(tǒng)的服務半徑相對較大，因此，減少空調自身能耗對于節(jié)能的作用是十分大的。由于空調系統(tǒng)可以分為冷熱源、空調風系統(tǒng)和水系統(tǒng)三個方面。因此，空調的節(jié)能降耗可以從這三個方面入手。

1 冷源和熱源方案。在空調系統(tǒng)中，冷熱源的選取主要是根據(jù)建筑的自身結構和所處的地理位置來確定的。在大型空間的建筑中，冷熱源一般采用電力型或是燃氣型壓縮式的制冷機，或者是吸收式以及直燃式冷熱水機組。對冷熱源方案進行確定時，需要充分考慮建筑周圍的環(huán)境，若建筑所在的地區(qū)已經(jīng)有足夠多的供冷或供熱設施時，就需要相應的減少冷熱源的建設數(shù)量，保證冷熱源建設的經(jīng)濟性。此外，還需要對建筑自身的結構特點進行分析，保使冷熱源的建設不會對建筑的整體造成損害，保證冷熱源方案的安全性。而對于空間較小的建筑，冷熱源一般采用風冷式或是風冷熱泵式的冷水機組，以保證在建筑面積較小的情況下，獲得較好的供冷或供暖質量。

2 空調風系統(tǒng)。由于在冬季，空調服務內(nèi)外分區(qū)的冷熱溫度一般差別較大，針對此問題，可以將空調的服務區(qū)域劃分為供冷的內(nèi)區(qū)和進行供熱的周邊區(qū)兩個區(qū)域。充分利用冬天室外溫度較低，可以很好地作為冷源來給內(nèi)區(qū)供冷，在保證空調供冷效果的同時，節(jié)省了空調的運行費用和能源消耗。另一方面，針對空調風系統(tǒng)的特點，可以采用變頻風機來減少電能的損耗。通過變頻風機將風門完全開啟，使空調的運行轉速降低，減少運轉速度過快對設備的沖擊。從而在減少電費支出的同時，可以減少空調的損耗和維修費用。同時變頻風機的應用還可以很好地滿足空調機組對于風機高穩(wěn)定性和安全性的要求，增強空調使用的安全性和持久性?？照{系統(tǒng)的優(yōu)化和節(jié)能除了上述兩個方面以外，還可以采用獨立送新風系統(tǒng)，在過渡季節(jié)對自然風進行充分的利用。由于自然風具有較高的空氣品質，同時自然風送風系統(tǒng)的應用還可以減少空調主機運行時間，延長空調壽命。在過渡季節(jié)，制冷主機不開啟情況下，調節(jié)風閥，控制新風量，控制加濕量使用戶得到舒適的環(huán)境，降低過渡季節(jié)空調系統(tǒng)運行費用。

3 空調水系統(tǒng)。針對空調水系統(tǒng)，首先要將水系統(tǒng)進行分區(qū)，一般情況下分區(qū)的方式有兩種，一種是根據(jù)水系統(tǒng)承受的壓力來分區(qū)，另一種是按照按承壓能力分區(qū)來進行的水系統(tǒng)分區(qū)。在對水系統(tǒng)進行分區(qū)時，需要綜合考慮空調制冷設備以及管道和附件的承載能力，避免系統(tǒng)壓力超過了承載范圍，而導致系統(tǒng)泄漏現(xiàn)象的發(fā)生。此外，為了進一步減少空調自身耗能，可以采用變頻技術，使空調水系統(tǒng)根據(jù)動態(tài)負荷變化規(guī)律來對水量進行調節(jié)。由于在空調系統(tǒng)中，水泵的耗能占到了總耗能的百分之二十，因此，采取變頻技術可以大大降低水泵的耗能，從而減少空調的整體耗能，達到節(jié)約資源的目的。

4 其他措施。由于暖通空調的能耗中有很大的比例是由空調冷熱負荷以及系統(tǒng)配置所決定的，因此，對空調的負荷進行確定是暖通空調節(jié)能的關鍵環(huán)節(jié)。針對此問題，需要在大空間建筑中對建筑的位置以及內(nèi)部的墻面、門窗等進行良好的布置，包括建筑材料等。同時對建筑圍護結構熱工相關的性能進行提升，將建筑物和周圍環(huán)境作為一個整體進行綜合考慮。在空調系統(tǒng)線路設計方面要做到簡便科學，在保證空調系統(tǒng)性能的同時，盡量的減少材料損耗，以達到節(jié)約能源的目的。

結語

近年來，隨著大空間建筑的廣泛發(fā)展，暖通空調系統(tǒng)對于大空間建筑中空氣質量的提升具有重要的意義。同時，暖通空調系統(tǒng)的節(jié)能設計對于整個大空間建筑的節(jié)能效果都有重要的作用。在對暖通空調系統(tǒng)進行節(jié)能設計的時候需要充分考慮建筑的綜合情況，通過對冷熱源、水系統(tǒng)和風系統(tǒng)等進行優(yōu)化和節(jié)能設計，實現(xiàn)真正的能源節(jié)約。在保證大空間建筑暖通空調系統(tǒng)工作質量的前提下，實現(xiàn)節(jié)約能源的目的。

參考文獻

[1]朱文思.暖通設計中常見問題分析[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2008，18（16）：202-203.

中圖分類號：TE08

文獻標識碼：A