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摘要：高大的民用建筑不但要求建筑本身的体型美观大方，各种设施齐全，而且还要舒适卫生的环境。人民对生活质量的追求使得大空间建筑越来越多，对于这些大空间建筑的环境设备也要求在健康、舒适，以及能源有效利用等方面更趋合理，并不断完善。因此，我们要加强对大空间建筑暖通空调的设计与节能的研究。
关键词：大空间；暖通空调设计；节能
1.大空间建筑概述
近年来，我国大型建筑随着社会化进程的加快而不断发展，也加快了自身建造速度。在这种时代背景下，大型建筑结构为了实现大空间空气的流通和保证室内温度、湿度和清洁度，许多的建筑内需要设置较为完善的通风、空调设备，从而为室内空间的温馨、舒适提供扎实基础。
1.1大空间建筑概念
所谓的大空间建筑结构主要指的是是高度高、体型大、室内场地面积大的一种建筑结构体系。这种建筑结构一般高度都为 10~20m 之间，甚至有些建筑工程中其高度高达百米以上。这种室内高度的存在就造成了室内的温度和适度呈现出一个梯度变化的状态，也为目前大空间建筑暖通设计提出了新的难题。
1.2大空间建筑使用特点
在目前的建筑工程领域中，大空间建筑结构除了常见的音乐厅、大剧院等娱乐场所和有限的功能之外，其对于其他辅助功能也提出了新的要求。如体育馆、歌剧院等大空间场所在布置中，除了具备室内大空间之外，还需要搭设临时的舞台、运动设施、活动座椅等设备，这就给暖通工程的开展带来了新的难题。这种使用功能的存在不仅对空调的设置带来了新的环境要求，而且这些设备的存在也极容易影响到空调系统的安装和设置。
2.大空间暖通空调设计重点分析
2.1大空间建筑设计往往需要有单独的热源，以满足空调、采暖、制冷、热水供应等方面的需求。由于用地紧张和其他一些原因，很多大空间建筑需要在地下室或屋顶上设置锅炉房，这使得大空间建筑的热源设计变得更为复杂。
2.2大空间建筑往往高度较高，这也加重了采暖系统的垂向失调，同时由于系统水静压力较大，直接影响到室外管网的水力工况，其系统的形式及与室外管网的连接与多层建筑有较大差异。
2.3大空间建筑的空调设计气流组织因温度梯度较大，需采用合理的送风方式。上送下回方式为从顶棚送风下部回风，现工程多采用可调节风量和射程的风口，提高冬季的送风风速；侧送下回方式送风口高度大多在3m左右，需要结合建筑装修设计布置风口位置以达到室内美观，同时需要精确的空调气流组织计算。
3.大空间建筑的暖通空调设计要点
3.1冷源与热源方案
对于冷热源，我们需要根据建筑的地理位置以及建筑本身特点，采用合适的冷热源。常规冷热源，电力型或者热力型（如燃气）压缩式的制冷机（或热泵）、吸收式的制冷机和直燃式的冷热水机组都可用在大空间建筑中。从供冷和供热角度出发，应该注意以下问题：当所在地区已经有足够规模区域拥有供冷供热设施时，可以利用该设施提供冷热量；在供冷与供热基本方式上适宜采用热泵与蓄冷蓄热的技术；在某些场合燃气机热泵同样是科学合理的能源方式。冷热源方案的确定还需要结合建筑物本身的特点，从经济性和安全性等各个方面进行论证。对于小规模建筑，由于受到建筑面积限制，没有设备用房位置时，宜采用风冷式的冷水机组或者风冷热泵式的冷（热）水机组。对于规模较大的建筑，宜采用水冷式的机组。
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3.2空调水系统
3.2.1 水系统的分区
空调水系统的分区通常有两种方式，即按水系统承受的压力来分区和按承担空即按水系统承受的压力来分区。对于按承压能力分区的空调水系统，水系统的竖向要不要分区，应根据制冷和空调设备，管道及附件等的承载能力来确定。分区的目的是为了避免因压力过大造成系统泄漏，如果制冷空调设备管道及附件等的承压能力处在允许范围内就不应分区，以免造成浪费。
3.2.2 采用变频技术
在空调系统耗能中，水泵的耗能占据了很大的比重，几乎占全部用电的20%以上，因而，空调系统中水泵的节能是十分可观的。采用变频技术，使系统按照动态负荷变化规律进行变水量适时调节，便可以大大降低水泵的能耗。
3.3空调风系统
3.3.1空调服务内外分区
在冬季，空调分区系统中内外区的冷、热负荷一般不同步。在这种情况下，需要选择合适的空调方式，把空调的服务区域划分为内区与周边区，并分别采取供冷和供热的方式，充分利用室外天然的冷源给内区供冷。这样无疑能够有效节约能源，减少运行的费用。
3.3.2采用变频风机
采用变频风机节能效果明显。由于完全开启了风门，降低了实际运行转速，因此将节约大量的电能，减少相应的电费支出。降低电动机实际转速，减少起动时对设备的冲击，降低维修费用及空调运行的成本。空调机组对于风机等设备要求有较高的稳定性，减少对设备的冲击及降速运行带来的隐性好处是非常大的。
3.3.3过渡季节采用全新风系统
采用独立送新风系统，在过渡季节充分利用自然资源，能够减少能源消耗，减少环境污染，有效保证空调区域的空调效果并显著提升空调区域的空气品质。新风自然冷却可减少制冷主机运行时间，延长机组和相关设备寿命，降低机组维修保养费用，提高经济性。通过自控系统，在过渡季节，制冷主机不开启情况下，调节风阀，控制新风量，控制加湿量使用户得到舒适的环境，降低过渡季节空调系统运行费用。
3.3.4采用热回收主机
在暖通空调节能设计的过程中，有时需要将空调系统设计成直流系统，这种系统在冬夏季节会在排风与室外新风之间产生巨大温差，这部分的排风往往会带有一些污染物，因此不能把这部分排风直接送入相应的空调系统，此时就应对排风进行湿热回收。
①制冷机冷凝热回收的过程。蒸汽压缩式的制冷机组或空气源热泵在工作的过程中产生冷凝热的热量能够达到机组制冷量的1.15―1.3倍，因此大量电能只制取了空调的用冷量，大量的热能就会释放到空气中，会造成大气的热污染及热岛效应等对大气的危害，如果把这个过程加以利用制取生活热水，只需2年就能够回收相应的设备费用。
②空气热回收的过程。对于排风系统风量大于1000，新风比大于40%的空调系统，如果新风和排风之间的温度差大于或等于8，需要进行独立的新风与排风系统设置。
结束语
总之，随着大空间建筑的发展，其中很多大空间建筑内的空气需要保持一定的温度湿度、清洁度，许多大空间建筑内需要设置较为完善的通风、空调设备。此外，由于暖通空调系统的节能占建筑节能的主要部分，所以进行暖通空调的节能设计对于降低建筑物的能耗有着重要的作用。这就要求相关设计人员在做好暖通空调设计的同时还要重视其节能技术的应用，为人们提供一个舒适、健康的室内环境。
参考文献
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[2]张凯.大空间建筑暖通空调设计的探讨[J].城市建设理论研究.2014.
[3]曹原.概述大空间建筑暖通空调设计与节能[J].城市建设理论研究.2015.
论文作者:胡国杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/5
标签：建筑论文; 空间论文; 空调论文; 系统论文; 热源论文; 分区论文; 暖通空调论文; 《建筑学研究前沿》2017年第31期论文;