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现代大空间建筑暖通空调的设计与节能探讨

发表时间：2021/4/20 来源：《基层建设》2020年第32期作者：庾健强

[导读] 摘要：在现如今这个高速发展的社会，大空间建筑暖通空调的出现为人们的生活和工作提供了很多的便利，但是不仅大空间建筑暖通空间的建造工程非常的巨大，同时还要注重对其性能、效率以及节能等多个方面的把控。

        广东启源建筑工程设计院有限公司广东省佛山市 528200
        摘要：在现如今这个高速发展的社会，大空间建筑暖通空调的出现为人们的生活和工作提供了很多的便利，但是不仅大空间建筑暖通空间的建造工程非常的巨大，同时还要注重对其性能、效率以及节能等多个方面的把控。本篇文章主要对现代大空间建筑暖通空间的设计和节能展开了探究，并就其相关问题提出了一些应用策略，希望可以为该工程的建设提供一些有用的帮助。
        关键词：大空间建筑；暖通空调；设计；节能
        引言：现阶段建筑领域发展速度的加快，逐渐扩大了不同类型的建筑建设规模。实践中为了使现代大空间建筑暖通空调能够处于良好的应用状态，满足节能降耗要求，优化其工作性能，则需要对这类空调设计与节能进行深入思考，找出相应的措施予以应对，确保暖通空调应用有效性，从而实现大空间建筑建设事业的长效发展，避免暖通空调利用价值、运行效果等受到不利影响，更好地适应低碳经济时代的形势变化。
        1、大空间建筑概述
        大空间建筑具有空间面积广的特征，为满足人们的工作、生活和娱乐需求，大空间建筑的建设不断加快。暖通空调系统作为大空间建筑的重要组成部分，相应的设计要求也变得更高。而且由于大空间建筑的空间面积广，容易导致室内温度会不不均衡，特别是高低位置的温差存在明显差异，因此如何有效保证空调效果，是大空间建筑暖通空调设计的重点。这将需要相应设计工作者结合多角度因素实施暖通空调设计。
        在大空间建筑暖通设计中，优化设计与节能分析是重要内容，良好的舒适感是大空间建筑的明显优势，然而空间结构的特殊性使得暖通设备自身的作用效果不尽理想，加之相应的设计要求较为严格，从而导致暖通空调设计以及节能技术应用的难度大幅增加。在大空间建筑快速建设发展的大形势下，建筑设计部门需要加大分析研究力度，解决设计难点问题并提出优化改善措施，以提高设计水平，提升节能效果。
        2、现代大空间建筑暖通空调的设计难点
        2.1冷热负荷的计算复杂
        大空间建筑除了要考虑建筑结构如外墙、屋顶、地面等围护结构的传热作用，还需要考虑建筑内部冷风侵入的作用，其建筑内部空间的冷热负荷计算相较于普通建筑较为复杂。在计算建筑空间内部总体冷负荷是，需要仔细研究围护结构的传热机制，还有人的行为与设备运行带来的冷负荷改变，因此在大空间暖通设计时需要考虑人群的分布与设备的布置。
        2.2暖通空调系统分区复杂
        大空间建筑的暖通空调系统一般都比较大，并且所需冷量、热量和风量也比较大，为提高系统运行安全性、缩小各类管道和风道规格尺寸、降低运行压力，需要对系统进行合理分区。暖通空调系统分区既要与建筑功能分区相结合，又要考虑各区流量、压力的均衡性，还要考虑运行维护的便利性，每个分区系统不应过大而达不到分区效果，也不能因过小过细造成投资浪费、运行调节复杂。
        2.3暖通空调设备的选型和布设复杂
        在对暖通空调设备的型号的布设位置进行选择的情况下，需要根据建筑丙部的实际情况和功能来进行确定，保证暖通空调设备的选择满足建筑功能的需求，还需要对设备的颜色、外形与室内整体环境的协调性进行考虑，也就是在考虑实用性的情况下考虑建筑内部的美观需求，这就对暖通空调设备的选型和布设进行更多的考虑。
        3、现代大空间建筑暖通空调的设计优化与节能策略
        3.1大空间建筑暖通空调的设计优化
        首先，空调系统在运行时会产生大量的热量，为保证系统的正常运行，必须将其排出室外，而有些设备又存在热源需求。从节能角度考虑，二者之间存在相互结合统筹设计的可能性。此外，空调系统主要分开式系统和闭式系统两种。设计人员可以采取有效的措施，将这两种系统结合起来，各取其优势，设计出全新的空调系统。

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        其次，大空间建筑供暖一般不单独采用对流散热器，但鉴于散热器供暖方式具有安装形式简单、运行及维护费用低、舒适型好的特点，应根据建筑物的使用性质，优先使用散热器供暖或者使用散热器供暖保证基本的值班温度，再用其他供暖方式达到室温要求。对于冬季供暖夏季供冷的大空间建筑，可从技术、经济与空间适应性等方面论证供暖与供冷共用末端设备的可行性，以达到综合费用的节省。
        此外，大空间建筑内部通风与防排烟也是需要着重进行设计优化的环节。通风时优先考虑自然通风，当自然通风不能满足要求时，应采用机械通风或自然通风和机械通风相结合的复合方式通风。复合通风系统应具备工况转换功能，应优先使用自然通风，当控制参数不能满足要求时，启用机械通风；对设置空调系统的房间，当复合通风系统不能满足要求时，关闭复合通风系统，启动空调系统。
        3.2合理选择外部能源
        设计人员在设计之初就要认真调研，根据工程所在地资源和能源供给情况，进行技术经济比选，选择合理的外部能源，做到既经济合理，又技术可行，并且节约自然资源。例如当存在市政集中供热管网时，就要考虑单独设立锅炉房设施的必要性；当靠近大型江河或湖泊时，可考虑应用水源热泵技术采集水中的热能或冷能来替代传统石化能源的可行性。此外还要考虑能否应用浅层地能、风能、太阳能等新型绿色能源来替代或补充传统能源。
        3.3合理进行暖通空调系统的分区设计
        在大空间建筑的暖通空调设计中其系统是比较复杂、庞大的，而且人们对于暖通空调的风量、冷热量等也有着非常高的要求，所以要想暖通空调系统得以正常运行，相关工作人员就应当对管饭配置进行合理的优化，同时也要对系统进行合理的分区设计。相关设计人员在对暖通空调系统进行实际分区是需要充分考虑到建筑工程的真正功能需求，同时还要精确的计算好不同分区的运行压力、冷热量以及风量。除此之外，在设计时还应当考虑到后续对暖通空调的维修和保养，要保证其以后的维修、保养操作是便捷的。
        3.4合理设计设备运行及控制方式
        在进行空调机组、换热器、水泵等设备选型时，合理搭配设备制冷或供热能力及设备台数，能根据负荷情况适时倒换运行设备或调整运行台数，在确保随时有效调节的基础上，节约能源消耗。以消除余热、余湿为主的全空气空调系统，宜可变新风比，过渡季节全新风方式运行，充分利用室外自然冷源，降低空调能耗。所有热车间都充分利用有组织的自然通风排除余热，仅在必须的时候才使用机械通风或设局部降温设备。
        3.5加强热泵及蓄能空调技术的应用
        为了提升暖通空调节能水平，提高现代大空间建筑室内环境的舒适度，则需要对热泵及蓄能空调技术使用进行更多考虑。在此期间，应做到：
        在热泵技术的支持下，可减少暖通空调运行中的热能损耗，并在压缩机的配合作用下，实现对热能的科学处理，从而达到暖通空调节能水平提升的目的，更好地体现出其在大空间建筑建设及发展中的应用价值；
        蓄能空调技术实际作用的发挥，可将高峰电负荷转移到低谷，从而提高暖通空调中能源的利用要求，满足其节能需求。
        结束语：
        大空间结构建筑发展须考虑结构设计和暖通空调设计。为满足人们对于大空间建筑的舒适、环保、节能需求，需从多方面考虑进行暖通空调系统设计，运用先进的设计理念和技术，提高暖通空调系统的能源利用效率，实现大空间建筑的节能环保目标，促进建筑的可持续运行。
        参考文献：
        [1]宋伟.现代大空间建筑暖通空调的设计与节能分析[J].魅力中国，2020.
        [2]高俊峰.现代大空间建筑暖通空调的设计与节能措施[J].建筑•建材•装饰，2020.
        [3]马超.现代大空间建筑暖通空调的设计与节能探讨[J].建筑工程技术与设计，2020.
        [4]金智勇.大空间建筑暖通空调设计与节能问题分析[J].建筑工程技术与设计，2018.