大空间暖通空调系统设计探讨

大空间暖通空调系统设计探讨

陈校

中冶南方工程技术有限公司深圳分公司

摘要：大空间空调设计对于暖通设计领域是较为重要的一项内容。笔者作为广大暖通空调设计人中的一员，结合自身多年的工程设计经验，对大空间暖通空调系统设计进行了分析探讨。

关键词：大空间；暖通空调；设计

经济的发展对建筑行业有了新的需求，大空间建筑物的建设不断增多，以适应经济发展的需要，由此而使得大空间建筑物的暖通空调系统的设计范围日益扩大。建筑行业本就属于一个能耗巨大的行业，所以现代建筑中的节能化理念同样贯彻在暖通空调的设计之中，设计者在设计过程中应当将节能设计贯彻进去，使其既能满足人们对大空间建筑物中空气质量和空气舒适度的要求，又能起到环保节能的效果，提高大空间建筑物本身的品质。

一、大空间

（一）大空间概述

随着我国现代化进程的不断深入，建筑领域发展迅速，其中的大空间建筑更是得到了空前的发展。在工业建筑中的高大厂房、公用民用建筑中的影剧院、音乐厅、展览馆、体育馆等类大空间建筑的设计上已经积累了很丰富的经验，足以供新的高大空间建筑设计借鉴。但随着现代建筑设计思想的发展，设计手段也应该不断的进步，利用先进的计算机模拟技术对建筑设计进行计算机模拟，例如通过室内送回风气流分布模拟、室内温湿度场模拟，将不可预知的内容通过科学的手段表述出来，并据此对暖通空调设计进行优化，使暖通空调设计水平达到新的高度。

（二）大空间建筑特征分析

大空间建筑的特征之一是高度高，比如剧场、体育馆建筑高度一般为10—30m，有些高层建筑中庭高度甚至达百米以上，较大的建筑高差造成了室内的温度和湿度呈现出一个梯度变化的状态。其次，大空间建筑墙地面积比较大，有些大空间可能为1比1，在此情况下室内空间的自然对流将对室内温度环境产生较大影响，尤其是冬季易在室内空间四周产生下降冷空气。再次，大空间建筑使用面积大，室内长时间停留人员较多，人员密度大，对室内空气卫生条件、防火防烟设施也有较高要求。

二、大空间暖通空调设计的特点

（一）大空间建筑物一般都是一个整体，所以在进行暖通空调的设计时，要考虑有独立的热源，这样才能为采暖系统、空调系统提供充足的热量。对于一般的建筑物来说，锅炉的设计一般都是在地面上，但是大空间建筑物本身的特殊性，再加上一些外界因素，再将锅炉安装在地面上就会占用更大的空间，也影响建筑物整体的美观效果。因此，对于大空间建筑物中的锅炉一般都设计在地下室或屋顶，这就使得设计的难度增加，同时锅炉运行的系统的复杂性也会提高。

（二）由于大空间建筑物的高度一般都较高，暖空气一般都会聚集在较上部的位置，所以就加大了对采暖系统的温度平衡调节的难度，使之易出现垂向失调的现象。并且采暖系统的水静压力相对比较大，会影响到气流组织，由此会造成室内的温度梯度变化大。所以，在设计大空间建筑的暖通空调系统时，要特别注意其送风方式，要保证其设计的合理与科学，使温度梯度有效减缓。一般的送风方式分为上送下回式和侧送下回式。上送下回方式为从顶棚送风下部回风，合理，减缓温度梯度。侧送下回方式的选择应该要根据大空间建筑的装修设计布置来确定风口的位置，并且要精确的计算空调气流，既能保证建筑物的使用功能，又能使建筑物的整体美观不受影响。

三、大空间暖通空调设计的要点

（一）全面了解建筑的实际情况

设计人员在对大空间建筑物进行暖通空调系统进行设计时，要先对建筑物整体进行整体考察，有一个宏观的了解，做到心中有数。一方面要对建筑物的外在形式进行了解，包括建筑物的位置、高度等性质；另一方面要对建筑物的内部构造进行了解，包括内部空间的大小、楼梯设置、楼层分布等，除此之外，还要对建筑物的使用功能、人员留居、使用时间等进行了解，然后再经过科学计算之后设计出符合实际的暖通空调系统。

（二）空调机房的布置与设计

在设计空调机房的布置方案时，要综合考虑管道布置是否经济合理，施工安装是否方便，后期的运营及维护管理是否方便等因素。空调机房作为空调系统的核心部分，其位置设计的合理性与面积的大小都会对整个空调系统后期的使用产生影响，一般而言，空调机房所承担的空调系统面积不宜过大，控制在500m2左右，由此可避免系统风量过大，管理起来更方便。选择位置时，应该尽量远离振动，尽量靠近空调房间，这样有利于风口的布置。机房的高度需要依据空调机组的高度来决定，既要考虑到其实际的使用效用，又要考虑到以后的安装及维修。

（三）设计参数的合理选取要达到节能的要求

大空间建筑物的室内温度和湿度要按照节能的标准来进行确定。建筑物的结构和室外气象会影响到建筑暖通空调系统的能耗，同时室内的温度和湿度标准对空调的负荷也会产生影响。在不影响舒适度的前提下，夏季，室内的空气每降低1度，都会使热负荷增加11.390，湿度每提高10个百分点，就可能节省至少1590的能量消耗。所以，在对暖通空调系统设计时要依据节能的标准来设计，既能减少资金投入，还可以达到节能的效果。

（四）应尽量使用配有能量回收装置的空调器

在一些大的工业建筑内，在有些特殊用途的房建中由于工艺的需要，将暖通空调系统设计成直流系统，例如在制药厂中的厂房设计，就会使室外风与室内排风之间的温差变大，而排风中会有一些污染物，为不能让其进入空调系统，就需要对排风进行显热回收。设计时，可以设计两个新风入口，在空调器排风出口的位置设置一个温度传感器，可以通过调节新风入口位置的电动开关阀，用以保证排风系统出口处的温度的适宜，一般不低于50℃。如果设计不周，就会导致显热回收器的排风侧出现结冰现象，造成危险，影响系统的正常运行工作。这种带有能量回收装置的空调器也可以用在一些排风量相对较大的空调系统中，在排风没有交叉污染的情况下。就可以将其中的显热回收器用转轮式的全热回收器来代替，以此来提高系统的功能回收率。

四、大空间暖通空调设计实例

此建筑物为一级建筑，等级为甲等。建筑物中主要包括的有：档案陈列厅、档案阅览厅、会议室、报告厅、休息室、办公室、档案库房等不同用途的房建。需要进行暖通设计的总面积为21799m2，建筑物总高度为36.0m，此外还有机房层和其他楼层。此大空间建筑物在冬季和夏季时需采用空调系统。

（一）空调室内设计参数

见下表：

（二）冷热源设计

1.热源由市政府网供热，供水温度一般在110℃，回水温度在70℃左右。市政热源采用支埋敷设的管道方式来使一次供回水疏通，并且直接与冷热源机房连接，连接方式采用间接连接。

2.冷源

夏季冷源空调系统的设计，其计算的冷负荷为4202Kw（包括新风负荷），冷负荷指标为206W/m2，冷水供回水温度为7℃—12℃，冷却水供回水温度为32℃—37℃。

（三）供暖系统

本建筑工程中的供暖系统采用一次泵变流量系统，大空间建筑工程主要以下供下回双管同程式系统为主，在大空间建筑工程供暖系统中散热器供暖系统和低温地板辐射系统分别设计换热机组，系统定压补水装置和换热机组应该集中设置在供暖系统的的冷热源机房里，工程供暖系统采用低位闭式膨胀定压罐自动补水定压，供暖系统中的补水定压一般为0.25MPa。散热器一般采用装饰型内防腐钢制散热器，其承压位1.0MPa，管道一般采用镀锌光管，管径≤32mm，管道连接采用螺纹连接，管径≥32mm。在大空间建筑物的供暖系统中，低温地板辐射供暖管道一般使用PB聚丁烯管材，在建筑工程暖通系统的管道施工中，避免埋地管道有接头出现，管道在穿过非采暖房间的供暖系统管道及另外的不需要保温的管道时，大都采用外包铝箔保护层的离心玻璃棉作为保温材料。此外，在大空间建筑物的暖通系统及其附件上要注意标明使用规范，其承受的压力大于等于1.0MPa。具体的具体管道直径与管道连接方式见下表：

管径和管道连接方式的关系

管道直径（mm）连接方式

≤32螺纹连接

＞32焊接或法兰连接

五、结束语

大空间建筑物的大量建设，使得人们对其暖通空调系统的要求不断提高。大空间建筑物要求舒适、环保、节能，所以在设计时要注意其合理性。因为暖通空调的设计是否合理在很大程度上决定了建筑物的使用目标。因此，设计人员在进行设计时，要对整个暖通空调系统综合分析考虑，使其满足建筑物所要达到的经济效益和社会效益。

参考文献

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