基于大空間建筑暖通空調(diào)設(shè)計的探析

孫地

摘要：隨著社會的進(jìn)步，人民對生活質(zhì)量的追求使得大空間建筑越來越多，對于這些大空間建筑的環(huán)境設(shè)備也要求在健康、舒適，以及能源有效利用等方面更趨合理，并不斷完善。因此，暖通空調(diào)設(shè)備如何適應(yīng)這種需要也是現(xiàn)代大空間建筑暖通空調(diào)設(shè)計中值得注意和探討的問題。此外，由于暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能占建筑節(jié)能的主要部分，所以進(jìn)行暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計對于降低建筑物的能耗有著重要的作用。此外這還關(guān)系到國家能源安全、資源消耗和環(huán)境污染是關(guān)系國計民生和國家可持續(xù)發(fā)展的重要行業(yè)，因此，暖通空調(diào)設(shè)計的從業(yè)人員應(yīng)給予足夠的重視。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)：建筑：大空間：設(shè)計

1.大空間暖通空調(diào)系統(tǒng)概述

1.1暖通空調(diào)概念

暖通空調(diào)是目前建筑領(lǐng)域研究最多的話題之一，是基于傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上形成的一種集采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)為一體的新型空調(diào)系統(tǒng)，這種空調(diào)系統(tǒng)在應(yīng)用中最大的特點在于能夠創(chuàng)造出一個優(yōu)雅、舒適、高質(zhì)的室內(nèi)環(huán)境，而一般的空調(diào)系統(tǒng)則主要的解決室內(nèi)的冷暖問題，而無法對空氣進(jìn)行處理。

1.2大空間暖通空調(diào)要求

高大建筑結(jié)構(gòu)建設(shè)中，不僅需要建筑本身能夠發(fā)揮出美觀、大方的外在優(yōu)勢，還需要內(nèi)部各項基礎(chǔ)設(shè)施布置齊全，能夠滿足人們舒適、衛(wèi)生、溫馨的環(huán)境需要。近年來，人們生活質(zhì)量的提高使得大空間建筑結(jié)構(gòu)越來越多，對于這些大空間建筑結(jié)構(gòu)的環(huán)境設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施、輔助器械也提出了新的要求和工作要點。在現(xiàn)代化的高大建筑結(jié)構(gòu)中，各種基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用不僅需要形成一個健康、環(huán)保的室內(nèi)空間，還能夠形成系統(tǒng)、完善的基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用模式。在這種建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，暖通空調(diào)的應(yīng)用尤為廣泛，在工作中是基礎(chǔ)傳統(tǒng)的主結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上形成的一套系統(tǒng)、綜合、全面的管理策略，也是現(xiàn)代化管理工作中備受關(guān)注的環(huán)節(jié)。

2.大空間暖通空調(diào)設(shè)計要點

在大空間建筑物暖通空調(diào)設(shè)計中，由于建筑結(jié)構(gòu)本身存在著防火難度大、采暖和通風(fēng)設(shè)計要求高的特點，這就造成了在設(shè)計工作中存在著眾多的困難，就需要我們在工作中根據(jù)預(yù)計工作標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計流程進(jìn)行優(yōu)化和完善，從而提出科學(xué)的設(shè)計工作標(biāo)準(zhǔn)。

2.1冷熱源控制

在大空間建筑結(jié)構(gòu)暖通設(shè)計工作中，由于建筑結(jié)構(gòu)本身存在的相關(guān)特點，使得我們在設(shè)計工作中對于熱源選用往往都是采用單獨的熱源為主。這種熱源的存在對于滿足空調(diào)、采暖、供水、制冷和空氣處理方面的需求有著極為良好的作用。但是，由于在設(shè)計工作中受到用地緊張、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的影響，很多的大空間建筑結(jié)構(gòu)需要在地下室或者屋頂上設(shè)置一定的鍋爐房，這就給大空間熱源設(shè)計帶來了新的難題，造成設(shè)計工作的更加復(fù)雜和繁瑣。

2.2垂直設(shè)計分析

由于大空間建筑結(jié)構(gòu)高度往往都很高，這無疑加重了采暖系統(tǒng)垂直控制難度，造成設(shè)計失調(diào)現(xiàn)象的普遍出現(xiàn)。同時，在設(shè)計的過程中由于受到系統(tǒng)靜壓水壓力的影響，使得整個室外管道的水工狀況出現(xiàn)了一定的影響，這就形成系統(tǒng)管道中室內(nèi)外連接存在著一定的差異情況。

2.3溫度調(diào)節(jié)

在大空間建筑結(jié)構(gòu)中，由于溫度因為氣壓、高度的影響而存在著梯度變化，這就需要在設(shè)計中合理的選擇送風(fēng)口和送風(fēng)方式。目前的大空間建筑空調(diào)設(shè)計中，溫度調(diào)節(jié)通常都是采用上送下回的方式來進(jìn)行溫度和室內(nèi)氣流調(diào)節(jié)的，這對于提高冬季送風(fēng)風(fēng)速、增加夏季室內(nèi)涼爽度有著重要的意義。

2.4空調(diào)節(jié)能設(shè)計

大空間建筑結(jié)構(gòu)中，由于自身空間大、高度高、室內(nèi)設(shè)施復(fù)雜，這就給空調(diào)調(diào)節(jié)帶來了嚴(yán)重的影響，甚至是造成節(jié)能設(shè)計的不達(dá)標(biāo)、不科學(xué)。

（1）合理選取設(shè)計參數(shù)是基礎(chǔ)

對暖通空調(diào)的設(shè)計必須保證其設(shè)計參數(shù)選取的合理。只有合理的參數(shù)才能確定準(zhǔn)確的供暖系統(tǒng)，做到耗能低、環(huán)保的要求。其中，溫度、濕度的選取應(yīng)當(dāng)取合理的，不能出現(xiàn)冬季過高、夏季過低的情況：

第一，在空調(diào)總負(fù)荷中，新風(fēng)量新風(fēng)負(fù)荷占到整個負(fù)荷的20～40%?？梢妼π嘛L(fēng)量新風(fēng)負(fù)荷設(shè)計直接決定了整個節(jié)能環(huán)節(jié)的成敗。在整個系統(tǒng)中之所以引進(jìn)新風(fēng)主要是為了滿足人們對生活的需要和部分工藝空調(diào)所需維持的室內(nèi)外壓差。

第二，溫度、濕度標(biāo)準(zhǔn)的確定在很大程度上決定了節(jié)能的成敗。空調(diào)系統(tǒng)能耗的數(shù)目主要取決于當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、室內(nèi)濕度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、室內(nèi)溫度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以及室內(nèi)發(fā)熱散濕量等。在保證人體生活需要和生產(chǎn)工藝的條件下。我們發(fā)現(xiàn)夏季改變設(shè)計溫度和節(jié)能有如表3。通過計算我們發(fā)現(xiàn)：若是在夏季將室內(nèi)空氣的設(shè)計溫度提高1℃，整個工程的運行費用可減為初始的92%，空調(diào)的初始投資也可減為原來的94%。

（2）應(yīng)盡量使用配有能量回收裝置的空調(diào)器

我國各大行業(yè)建筑物的用途有所差異，因此，它們的工藝要求導(dǎo)致有時需要將房間內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計成直流系統(tǒng)（如制藥廠此類房間很多）。在冬季和夏季，該系統(tǒng)的室外新風(fēng)和排風(fēng)之間的溫差較大。這部分排風(fēng)自身帶有一些污染物。因此，不可讓其直接進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)。此時，需要對排風(fēng)進(jìn)行回收。室內(nèi)回風(fēng)在排出室外前，其仍然還有一部分熱能。為了做到節(jié)能的目的，在室內(nèi)回風(fēng)排除前讓其和室外進(jìn)入的新風(fēng)在顯熱回收器處進(jìn)行顯熱交換，交換結(jié)束后方可排出室外。同時，經(jīng)過顯熱回收器顯熱交換的新風(fēng)夏季溫度降低，冬季溫度升高，而達(dá)到能量回收目的。

3.節(jié)能設(shè)計措施

3.1合理選取設(shè)計參數(shù)是基礎(chǔ)

對暖通空調(diào)的設(shè)計必須保證其設(shè)計參數(shù)選取的合理。只有合理的參數(shù)才能確定準(zhǔn)確的供暖系統(tǒng)，做到耗能低、環(huán)保的要求。其中，溫度、濕度的選取應(yīng)當(dāng)取合理的，不能出現(xiàn)冬季過高、夏季過低的情況。

（1）在空調(diào)總負(fù)荷中，新風(fēng)量新風(fēng)負(fù)荷占到整個負(fù)荷的20～40%?？梢妼π嘛L(fēng)量新風(fēng)負(fù)荷設(shè)計直接決定了整個節(jié)能環(huán)節(jié)的成敗。在整個系統(tǒng)中之所以引進(jìn)新風(fēng)主要是為了滿足人們對生活的需要和部分工藝空調(diào)所需維持的室內(nèi)外壓差。

（2）溫度、濕度標(biāo)準(zhǔn)的確定在很大程度上決定了節(jié)能的成敗?？照{(diào)系統(tǒng)能耗的數(shù)目主要取決于當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、室內(nèi)濕度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、室內(nèi)溫度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以及室內(nèi)發(fā)熱散濕量等。在保證人體生活需要和生產(chǎn)工藝的條件下。我們發(fā)現(xiàn)夏季改變設(shè)計溫度和節(jié)能有如表3。通過計算我們發(fā)現(xiàn)：若是在夏季將室內(nèi)空氣的設(shè)計溫度提高1℃，整個工程的運行費用可減為初始的92%，空調(diào)的初始投資也可減為原來的94%。

3.2應(yīng)盡量使用配有能量回收裝置的空調(diào)器

我國各大行業(yè)建筑物的用途有所差異。因此，它們的工藝要求導(dǎo)致有時需要將房間內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計成直流系統(tǒng)（如制藥廠此類房間很多）。在冬季和夏季，該系統(tǒng)的室外新風(fēng)和排風(fēng)之間的溫差較大。這部分排風(fēng)自身帶有一些污染物。因此，不可讓其直接進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)。此時，需要對排風(fēng)進(jìn)行回收。

室內(nèi)回風(fēng)在排出室外前，其仍然還有一部分熱能。為了做到節(jié)能的目的，在室內(nèi)回風(fēng)排除前讓其和室外進(jìn)入的新風(fēng)在顯熱回收器處進(jìn)行顯熱交換，交換結(jié)束后方可排出室外。同時，經(jīng)過顯熱回收器顯熱交換的新風(fēng)夏季溫度降低，冬季溫度升高，而達(dá)到能量回收目的。

我國北方地區(qū)冬季天氣較為寒冷，顯熱回收器使用需要注意防凍問題。新風(fēng)應(yīng)有2個入口，并在空調(diào)器排風(fēng)出口處設(shè)置溫度傳感器，調(diào)節(jié)新風(fēng)入口處的電動閥開度，以保證排風(fēng)出口處的溫度高于5℃。否則顯熱回收器排風(fēng)側(cè)有結(jié)冰的危險，影響系統(tǒng)正常工作。一般來講，顯熱回收器最大能回收50%左右的能量，而全熱回收器則最大能回收80%左右的能量。

4.結(jié)語

總之，隨著大空間建筑的發(fā)展，其中很多大空間建筑內(nèi)的空氣需要保持一定的溫度濕度、清潔度，許多大空間建筑內(nèi)需要設(shè)置較為完善的通風(fēng)、空調(diào)設(shè)備。暖通系統(tǒng)的節(jié)能性能在很大程度上決定了建筑節(jié)能目標(biāo)的實現(xiàn)情況。因此，設(shè)計人員需要加大對暖通設(shè)計的重視。合理的暖通空調(diào)設(shè)計不僅可以創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益，也可以帶來良好的社會效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn).中國建筑工業(yè)出版社，2011，5.

[2]陸耀慶.HVAC暖通空調(diào)設(shè)計指南.中國建筑工業(yè)出版社，2012.