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大空间建筑暖通空调设计与节能问题探讨蔡方雄

发表时间：2021/4/6 来源：《建筑科技》2021年1月上作者：蔡方雄

[导读] 近年来，随着我社会经济的不断发展，居民生活质量越来越高，在大空间建筑内部设计上，也出现了很多新型技术，以此来满足人们的生活需求。本文对大空间建筑暖通空调设计思想进行总结，并从冷热源选型、风系统选型、水系统选型、变频系统的应用四方面，论述了大空间建筑暖通空调设计与节能方法。

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摘要：近年来，随着我社会经济的不断发展，居民生活质量越来越高，在大空间建筑内部设计上，也出现了很多新型技术，以此来满足人们的生活需求。本文对大空间建筑暖通空调设计思想进行总结，并从冷热源选型、风系统选型、水系统选型、变频系统的应用四方面，论述了大空间建筑暖通空调设计与节能方法。
关键词：大空间建筑；暖通空调设计；节能
        引言
        我国大空间建筑数量的增多，为暖通空调设计提供了大量的运用机会，尤其是南方在没有普及暖气的情况下，对暖通空调的需求急速增长。由于大空间建筑的空间面积较大，暖通空调在工作时会消耗大量的电能，如果设计不合理，将造成大量的能耗浪费，同时对暖调空调的运转效率也有一定的影响。因此，如何降低其在工作时的电能消耗以达到节能的目的，是暖调空调设计的重点内容。所以，相关设计人员必须对暖调空调的设计难点仔细分析，并提出具有针对性的解决措施。
        1大空间建筑特点分析
        相较于传统建筑，大空间建筑有着如下特点，一是大空间建室内高度一般都比较高，室内占地面积也非常大，甚至能够在建筑室内空间内形成一定的温度差异梯度，外界自然环境变化，比如温度、风速等，也会对室内温度、空气流通带来一定的影响。二是大空间建筑使用时间较为集中，人流较为密集，实际生活中典型的大空间建筑有体育场馆、音乐厅、剧院等，这些建筑所面向的服务人员众多，并且都是在特定时间内人流量较为密集，因此建筑运行负荷较为集中，需要结合实际需求进行集中制冷、供暖乃至通风，这些都对大空间建筑暖通空调设计提出了更高的要求，需要加强设计，从而确保建筑冷热负荷均衡，通风效果良好，为人们提供一个更加舒适安全的内部空间环境。三是大空间建筑不同功能区域，对于暖通系统要求也具有一定的差异性，例如剧院外墙一般外窗数量相对较少，为保障良好的通风，需要通过加强暖通空调设计，做好新风的集中供应，新风一般在0.4左右。
        2大空间建筑暖通空调设计存在的难点
        在进行大空间建筑暖通空调设计时，需要考虑多方面的因素，主要是为了能够满足人们的居住和使用功能，大空间建筑的供暖供热功能是必须考虑的，那么就需要通过采取独立的热源来满足人们多方面的需求。同时，由于大空间建筑的空间布置的都比较紧张，需要在大空间建筑的屋顶或地下室中建设专门的锅炉房，系统地考虑建筑空间中的热源布置问题。一般情况下，大空间建筑在高度布置方面要求比较高，这也就加大了暖通空调系统在垂直方向布置的难度，由于整个暖通空调系统并不同于多层的建筑形式，其水静压更大，这就需要重新对室外的管网进行施工设计，从根源上增大了设计的难度。大空间建筑的空间都比较大，尤其是室内上下的温度和湿度差异比较大，应该结合大空间建筑的布局形式对送风方式进行合理化的设计，通常都是通过调节暖通空调的送风量和风速来实现对室内温度和湿度的控制。此外，大空间建筑在冬季时主要是通过外墙、地面和屋顶等围护结构传热作用来避免冷风或者是冷空气的侵入，在建筑施工时就需全面考虑暖通空调的布置的最优化，只有这样才能够从根本上优化设计方案，降低投资成本，实现最大的经济效益。
        3大空间建筑暖通空调设计与节能方法
        3.1冷热源选型
        在实际暖通空调系统设计过程中，实际的冷热源选型主要是根据大空间建筑自身结构和所处位置来确定。尤其是在大型建筑设计上，冷热源一般是使用燃气压缩性和电力型制冷机，确保吸收式或者是直燃式冷热水系统的全面设计。

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站在具体冷热源设计角度来说，需要对大空间建筑所处环境进行充分考虑，如果在大空间建筑区域之中设立了足够的供热和制冷设备，应该实现对投资力度的全面控制，让其建筑经济性得到更好展示。除此之外，设计人员也应该根据具体的大空间建筑自身设计特点，避免冷热源建设对建筑整体性产生危害，强化其安全性特点。但如果整个建筑物的建设规模较小，冷热源的设计形式也会发生相应变化，以风冷热泵式冷水机组应用为主，确保建筑物中制冷和供暖效果不会受到任何影响。
        3.2风系统选型
        对于冬季或者是建筑外部气温较低时，建筑在暖通空调的调节下，会出现内外分区温度差较大的情况，这会对暖通空调的正常使用造成一定的影响。为了很好的应对这类问题，工作人员除了划分暖通空调的服务区域，来增加其合理性外，还可以利用外部低温的环境条件，改善制冷与制热功能，实现其在功能上的融合，这样不仅能够降低暖通空调系统运作时消耗的能源，还能进一步降低维护成本。除此之外，还能通过有效利用暖通空调的风系统来控制能源消耗以及降低设备的主体冲击力，这需要合理使用变频性风机，在经过改善后，具有明显的节能效果。并且变频风机的有效利用还能促进系统的稳定性，大大降低后期维护成本，是一项不错的改善措施。
        3.3水系统选型
        整个水系统选型工作的开展，首先要做的就是对水系统进行分区操作，最为常见的分区方式包括以下两种：第一，根据水系统能够承受的压力进行全面划分，第二，根据实际承压分区，实现对水系统的全面划分。在水系统分区过程中，人们可以借助于暖通空调系统中的制冷设备，以及管道附件的承载能力，避免系统所承受的压力超过实际范围，这也是对泄露事件的全面预防。除此之外，为了实现具体空调系统能源消耗的全面控制，各个企业可以引进更多的变频技术类型，掌握其中的动态负荷变化规律。从实际能耗数据中可以看出，整个暖通空调系统的能耗总量，主要是由冷热负荷和具体配置所决定的，此种情况之下，想要确保暖通空调系统节能设计的合理性，空调负荷的确定显得极为重要。各个管理人员还需要对周围的围护结构热工性能进行全面优化，将暖通空调的作用效果集中在建筑内部，做到节约能源，延长建筑物的使用时限。
        3.4变频系统的应用
        变频技术的应用解决了暖通空调系统中存在的诸多问题，比如它能够对空调系统进行有效改善，在降低其能源消耗的同时，提高其运行效率，已经成为空调系统设计中必不可少的技术之一。在变频技术还未加入空调系统时，空调往往会因为外界气温的变化，让负荷对空调的影响变大，此外，若空调处于额定功率工作状态，将会出现大量能源被消耗的情况，造成能源的浪费。变频技术的加入有效的改善了上述情况，它能使空调的输出功率随负荷的变化而变化，节省电能的同时又延长了空调的使用寿命。
        结语
        综上所述，随着我国国家综合实力的不断增强，人们的生活质量显著地提高，对于大空间建筑的需求越来越多，大空间建筑在为人们带来历史机遇的同时，还给人们带来了设计上的挑战，因此，大空间建筑设计应该以舒适、环保、健康为出发点，这样才能够优化暖通空调系统，通过对其进行合理化的布置，进而显著地降低投资成本和运行费用。
参考文献
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