武汉地大建筑设计有限公司 湖北省武汉市 430070
摘要：大空间建筑是指建筑内部的空间比较广的建筑。其室内空间高度以及位置不同，温度也表现出一定差异性，需要以此为依据，提供不同的空调供暖以及通风设置。针对大空间建筑，需要从暖通空调设计入手，做好节能设计分析，从而保证室内温度的稳定性，降低建筑的能耗，在节约建筑运行成本的同时，更好地保护自然生态环境。
关键词：大空间建筑；暖通空调设计；节能
引言
大空间建筑具备的空间面积较大，优化设计和节能分析属于其中的重点内容，可以将舒适感特点呈现出来。但由于很多大空间建筑的空间结构十分特殊，即使应用暖通设备，也很难将作用效果更好地呈现出来，导致其节能设计工作难以正常开展。为此，相关工作人员需要根据具体的设计难点问题，提出针对性的解决策略，让主体设计水平得到全面保障。
1大空间建筑特点
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原则
2.1舒适原则
现代大空间建筑中的暖通空调的主要作用是为建筑室内调节温度，以使室内冬暖夏凉，让人们感到更加舒适，所以它的本质是一种服务于人的工具。而作为一种服务于人的工具，首先必须要遵循健康舒适原则，即通过使用一些对人类身体健康无害的，环保的材料，并进行合理的设计，以给人们创造出一个宜居的建筑空间。
2.2减排原则
众所周知，地球中的各类资源和能源都是有限的，在人类社会的发展中，不能以对自然资源和能源的肆意浪费为代价，否则会严重破坏我们的地球家园。据相关研究表明，在现代大空间建筑中，暖通空调的能耗约占到建筑总能耗的30%，这足以说明其能耗之大。而为了响应我国可持续发展战略的要求及实现建设节约型社会的目标，在现代大空间建筑暖通空调的设计中必须要遵循节能减排原则，一方面通过对各类资源和能源进行优化分配及合理使用来尽可能地降低能耗，另一方面尽量减少废气排放以减轻环境污染。
3大空间建筑暖通空调节能设计策略
本文选择某大学体育馆为研究对象，体育馆总建筑面积约为18753m2，共有6000个座位，其中固定座位有4680个，活动座位有1320个。体育馆平面可以视为一个圆形，能够举办篮球、乒乓球、排球等体育赛事。体育馆赛事大厅共设置有两层看台。在第一层看台，主要起到的功能作用是后勤管理所需以及运动员更衣所用。在第二层看台，则是体育场馆观众休息以及休闲娱乐的场所。
3.1冷源与热源方案
首先，在冷源方案上，采用了2台离心式冷水机组，制冷量为2000kW。
除此之外，还配置有1台螺杆式冷水机组，制冷量为850kW。因此对后续管理有较高要求，尽量避免出现因故障停机问题。在冷源系统设计中，冷水机组需要采用了两种运行方式：①定流量形式；②变流量形式。后者形式更加简单，实际控制也并不复杂，只需要采用两通阀，实现对各末端冷水量需求的自动化控制。相比其他系统，该系统有更强的节能潜力与节能效果，不仅如此，这种系统设计成本更低，占用面积更小，因此非常适合进行推广应用。在实际进行系统设计时，需要着重考虑以下两点：①对于冷水机组的设计，应注意加强变水量范围控制，与此同时，做好水量变化速率的控制也非常重要；②在进行设备控制时，伴随着冷水机组容量的调节，还应注重考虑水泵随之变速问题。上述二者运行应注重彰显协调性，明确其中的控制逻辑，才能充分发挥系统节能降耗的效果。
另一方面，在热源方案上，供热源选择市政供热，供水温度为120℃，回水温度有所降低，具体降低数值为40℃。在市政热源中，采用一次水供回水管道，由于该管道回路采用直埋敷设的施工形式，能够直接连接至冷热源机房。而对空调和供暖系统来说，则采用间接连接方式与市政热网相连，在运行过程中，需要先经热机组完成换热，才能作为供暖热水使用。当在体育场馆中举办体育赛事时，设计的标准总热负荷为4250kW，这些负荷中包含新风负荷，而热负荷指标为204W/m2。在没有比赛的情况下，只需要满足值班供暖，此时总热负荷设计为760kW，热负荷指标为36W/m2。在空调及供暖系统补水中，一般为经过处理的软水，否则会提高故障发生概率。
3.2水系统设计
由于在暖通空调系统当中，水泵的消耗占到了总能耗的30%以上，因此，采用变频技术将会显著地降低系统的能源消耗，进一步地降低暖通空调系统的整体耗能，从而达到系统节约能源的根本目的。水系统选型的第一步便是对其进行分区，主要的分区方式有两种，分别是根据水系统所能承受的压力划分以及实际承受的压力来划分。在进行分区工作时，要避免系统超出其承受能力而造成泄露的情况发生，为减少该类情况的发生，可以结合制冷设备以及管道的承载能力来合理进行分区工作。此外，想要确保系统的合理性，控制暖通空调的能耗，可以在了解负荷变化规律的基础上，同时借助新型变频技术来实现能耗的有效降低。工作人员还可以优化围护结构，降低暖通空调与外部环境的热量交换律，从而达到节能的目的。
3.3空调风系统设计
针对体育场馆空调风系统设计，可以引入一次回风全空气定风量空调系统，这种系统不仅有更大的进风面积，而且提供的新风量也比较充足。在此基础上，出于能源节约的考量，在冬夏温度比较极端的季节，可以将新风量控制在最小。在春秋两季，由于举办的赛事相对较多，可以结合体育场馆运行实际，适当增加新风量，在这一过程中，还应注意控制好最大新风比，一般为70%左右即可。针对体育馆办公用房，在风系统设计方面，还可以采用多联机分体式空调系统+新风热回收空调系统进行设计，运行相互协调，既能够保证通风需求，又能够节约能源。
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。
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