摘要：为促进建筑暖通空调的设计合理性更强，符合更多场景需求的同时，节约更多的能源，本文对大空间建筑暖通空调设计进行分析。首先，对大空间建筑暖通设计的原则进行列举，如安全原则、节能环保原则、经济性原则等，而后对采用设计实例的方式对大空间建筑暖通空调系统设计进行要点解析，空调室内设计参数、冷热源以及空调系统设计、空调自动控制系统与比赛大厅的气流组织、供暖系统设计等。
关键词：大空间建筑；暖通空调；设计要点
引言
城市发展进程的不断加速，致使城市内的大型建筑数量越来越多，空间面积也在不断扩大，在这种情况下，建筑的能源消耗势必增加，如何在最少的开支内获得最好的供暖与供冷效果，需要得到专业设计人员的科学规划，以实际场景需求、形式、空间分布等指标需求为准，获得最佳的设计方案。
1大空间建筑暖通设计原则
1.1安全原则
安全性原则在众多大空间建筑暖通设计原则中位列第一。原因是此原则直接与建筑用户的生命财产安全息息相关。因此在方案设计开始之前，相关工作人员就必须对各个部分的暖通设备位置、功能划分、规划细节等进行整体上的把控，如对内部燃气的位置、电源、通信管道等规划进行合理性、科学性探讨，防止与其他工种出现不必要的纠纷。同时，设计人员还必须对暖通空调的使用功能发挥与使用体现是否良好进行考虑，防止建筑用户在对其进行启动时出现不方便操作或是安全问题等情况，因此必须要按照规定使用计算机对暖通过程进行模拟仿真测试，让问题可以被及时排查出来，及时解决。通常情况下，暖通空调设计方案较为复杂且系统，因此会涵盖大量的内容，设计人员必须结合而自身的经验、专业知识进行科学的设计与规划，让暖通空调的设计、安装、使用等各个步骤的使用都具备较强的安全性。
1.2节能环保原则
社会经济发展与环境保护问题的逐渐突出，各个行业的发展中都加入了生态发展理念，并注重环保、绿色、节能工作的落实。建筑的暖通空调设计工作同样要基于绿色节能理念，打造绿色节能暖通空调系统，建造绿色建筑。同时，工作人员还要对暖通空调中产生的废气、废水循环利用，保证节约资源的同时也做到资源价值最大化使用。
1.3经济性原则
通常情况下，大空间建筑的暖通空调设计工作量大、系统性强，因此在工作落实中会出现很多问题或是障碍，但是这类大型工程对竣工的时间要求又极为严格，因此设计人员必须在最少的预算下获得最佳的施工效果，同时还要按时竣工。这给经济预算与核算工作提出了较大的挑战，此时，设计人员必须要对大空间建筑进行环境、基础条件等方面的考察，做好信息收集工作，然后辅助先进的技术与软件等，对数据进行分析，配置最为适宜且经济的施工方法与技术，最大限度的节约建设、安装成本。同时积极对采购、人力资源等方面的成本把控，防止经费占用超过预算。
2大空间建筑暖通空调系统设计实例
2.1工程基础概况
现以某市的一座大型单体体育馆作为实例进行设计讲解，此建筑的地上建筑主体为一层，建筑面积接近20000㎡，此体育馆建筑平面为半径55m的圆形，用作比赛场地的大厅为半径42m的圆形。大厅中设有2层看台，1层的台下空间功能是给运动员、管理人员、贵宾、服务人员、志愿者等人员的使用房间，2层为观众的看台，还有一些为观众提供服务的休息室、卫生间等。
2.2空调室内设计参数
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注释：兵乓球、羽毛球比赛的风速需控制在0.2m/s以内
2.3冷热源以及空调系统设计
2.3.1热源
市政热网在冬季对体育馆进行供暖，管道供热的供水温度为110°，回水温度为75°，市政热源的供水回水管道的敷设方式是直埋，可以与热源机房进行连接。需要注意的一点是，空调系统、供暖系统与市政热网之间的连接都是间接方式连接的，也就是需要经过换热机组获得空调与供暖系统的热水；一般情况下，空调系统内的热水供水温度会保持在65℃左右，而回水温度则为55℃左右；散热器系统供水温度为80℃左右，回水温度也为55℃左右；低温地板辐射供暖系统中的供水温度为50℃左右，回水温度为40℃左右。体育场内有比赛举办时，设计计算总热负荷4100kW，热负荷指标则为200W/㎡；没有比赛举办时，直接满足值班工的需求即可，设计计算总热负荷则为750kW，热负荷指标是40W/㎡。市政自来水需经过全自动软水器处理，并将得到的软化水作为体育馆的空调及供暖系统补水，通过低位闭式膨胀定压罐进行自动补给。
2.3.2冷源
夏季来临时，体育馆内的集中空调系统设计计算冷负荷会达到4200kW，冷负荷指标为205W/㎡，因此，为了让室内的温度得到更为精确的控制，给观众与赛场上运动员提供一个更好的温度环境，可以配合三台额定规格为1400kW的冷螺杆式冷水机组，并将冷水供回水温度设置在7℃/12℃，冷却水供回水温度为32℃/37℃；需注意的一点是要将制冷房独立的设置在体育馆内的适宜位置。
2.3.3空调水系统
体院馆在实际应用过程中，如果没有比赛就会闲置，因此闲置期间是不需要进行供暖或是制冷的。针对这种使用功能上的间歇性，比赛与非比赛期间的房间使用负荷会产生巨大的差异，因此直接配置3台冷螺杆式冷水机组进行制冷降温即可，完全可以满足制冷需求。空调水系统设计采用一次泵变流量系统，在系统的供回水管处进行压差旁通阀，可让负荷侧流量得到更加科学、精确的控制。需要注意的一点是，空调的水系统一般由两个部分组成：一个是风机盘管水系统；另一部分是空调机组水系统，系统定压补水采用低位闭式膨胀定压罐，需要将压点压力进行科学设置，一般为0.25Pa。
2.4空调自动控制系统与比赛大厅的气流组织
2.4.1制冷机房控制
对于自动检测冷却水供回水温度的保证与调节，主要由自动检测制冷机、故障报警系统、冷却塔等系统进行控制，保障制冷机的运行可以达到最佳状态，满足体育馆的温度调节需要。与此同时，依据冷水供回水压力系统需求，还可以对冷水供回水管间的旁通阀开度进行有效调节，让管网的压差和流量满足平衡需求。
2.4.2空气调节系统
对各个机组的回风口进行温度、机组盘管回水管回水温度等进行自动检测，可让系统得到更为全面的冷冻保护。同时，各个机组的防火阀状态也可被随时检测到，让送风机连锁需求得到实现。每个机组的送风温度与设定数值都需要得到检测，然后系统可以做出反应，对各个机组管回水阀的开合度进行调节，让功能区温度被调整到适宜的数值范围内。
2.4.3观众区的送、回风方式
在对建筑的使用功能与节能要求进行科学考量后，体育馆的比赛大厅观众区被划分出八个空调送风系统，同时将送风方式设计为座椅下送风、屋架顶部回风与排风、空调机组机房内送风等几种方式。这些科学有效的送风、排风方式，不仅能够让比赛与观众大厅的空气得到有效流通与更换，还能防止灯光负荷、屋顶吸热产生的空调负荷进入到观众区内。这缩减了空调承担的负荷，不仅节能效果非常明显，也让人们所在的空间环境得到了更加科学、舒适的营造。
2.4.4比赛区送、回风方式设计
由于场地面积较大、功能空间区域划分复杂，因此为了让比赛与观众流动得到更为科学的组织，体育场将比赛场地与活动座位的观众区划分为了4个空调风系统，同时在风系统中配置了喷口上送风、看台下侧回风的送风、回风方式，这种设计方式不仅可让比赛场地、观众区所需适宜的体感温度、空气流通要求等得到满足，还让比赛区域内的特殊赛事项目的需求得到满足，因为一些比赛，如羽毛球、乒乓球等比赛，对风速的要求较为精细，因此赛场上的风速最大不可超过0.2m/s。
2.5供暖系统设计
2.5供暖方式
建筑出入口的2层观众休息大厅，因考虑到建筑空间高度、使用功能、装修要求等因素，如果选择散热器供暖系统，无法让使用要求得到满足，因此设计独立的低温地板辐射供暖系统的话，可让大空间的供暖需求得到全面满足的同时，还可以获得较好的效果与使用美观度。训练厅与其他辅助用房由于功能上有一般的空间不同，尤其是其中的空调运行、值班温度供暖层面的需要，所以配置了双管散热器供暖系统，同时还设置了温度控制阀门，这不仅可以满足使用功能需要，还能让能源得到高效节约。
2.5.2供暖系统设计
本工程选用的系统设计形式是一次泵变流量系统，此系统主要以供下回双管同程式系统为主。散热器供暖系统与低温地板敷设供暖系统上都进行了换热机组、系统定压补水装置等安装，同时，这些必要的辅助设备被安装在了冷热源机房内，同时，系统采用的是低位闭式膨胀定压罐自动补水定压，定压压力为0.25MPa，系统定压点位置被设计在了循环水泵吸入口处，同时选用的散热器为装饰型内防腐钢制散热器，这种散热器的使用功能发挥较为稳定，同时具备较高的承压能力，可达1.0MPa。系统的管道材质是镀锌钢管，管径为32mm，同时使用螺纹方式进行连接；而大于32mm管径的管道则选择的焊接或是法兰连接方式，保证连接处的密封效果与稳定达到标准要求。低温地板辐射供暖管道的管材为PB聚丁烯材料。埋地管道不可设置接头，而那些需要经过非采暖房间的供暖管道与其他需要保温的供暖管道使用的保温材料为外包箔保护层离心玻璃棉。供暖系统设备与附件的使用材料如果没有进行特殊要求，那么其承压必须不能低于1.0Pa。
2.5.3供暖系统运行调节
想要体育管内的室内温度更加适宜，同时还可节约更多的能源，满足环保要求。冬季比赛过程中，要使用空调系统与散热器供暖系统联合供暖的运行模式；并在冬季非比赛的时段使用，同时，仅启动散热器供暖系统满足供暖需求，这也让值班的供暖温度需要得到了全面满足。换热机组的一次水进口处会有电动调节阀门的设计，因此可以直接根据二次水的出水温度进行一次水的出水量控制，让节能效果更好，节约更多的水资源与热能。
结语
大空间的建筑暖通空调设计层面需要考虑的重点很多，同时系统性强，因此如果想要获得更好的效果，必须对设计方案进行不断完善。设计工作开展时，设计人员必须注重空间需求与能源占用上的协调，促进建筑行业的可持续性发展，也节约更多的能源，减少浪费。
参考文献
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