淺談大空間暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)方案

【摘 要】隨著人類生活質(zhì)量的提高，人們的生活內(nèi)容越來越豐富，各種體育、休閑設(shè)施等公共建筑應(yīng)運(yùn)而生，這類建筑大都體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能靈活（建筑功能多樣化），如何進(jìn)行暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行及管理既能滿足人們對(duì)大空間建筑的舒適要求又能節(jié)約能源，是一個(gè)非常值得探索的研究方向。本文主要談?wù)劥罂臻g空調(diào)設(shè)計(jì)及如何節(jié)能，并對(duì)大空間的防排煙設(shè)計(jì)及難點(diǎn)和重點(diǎn)進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】大空間；暖通空調(diào)設(shè)計(jì)；節(jié)能；防排煙設(shè)計(jì)

1 大空間暖通空調(diào)設(shè)計(jì)

大空間暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

1）大空間建筑設(shè)計(jì)往往需要有單獨(dú)的熱源，以滿足空調(diào)、采暖、制冷、熱水供應(yīng)等方面的需求。由于用地緊張和其他一些原因，很多大空間建筑需要在地下室或屋頂上設(shè)置鍋爐房，這使得大空間建筑的熱源設(shè)計(jì)變得更為復(fù)雜。

2）大空間建筑往往高度較高，這也加重了采暖系統(tǒng)的垂向失調(diào)，同時(shí)由于系統(tǒng)水靜壓力較大，直接影響到室外管網(wǎng)的水力工況，其系統(tǒng)的形式及與室外管網(wǎng)的連接與多層建筑有較大差異。

3）大空間建筑的空調(diào)設(shè)計(jì)氣流組織因溫度梯度較大，需采用合理的送風(fēng)方式。上送下回方式為從頂棚送風(fēng)下部回風(fēng)，現(xiàn)工程多采用可調(diào)節(jié)風(fēng)量和射程的風(fēng)口，提高冬季的送風(fēng)風(fēng)速；側(cè)送下回方式送風(fēng)口高度大多在3m左右，需要結(jié)合建筑裝修設(shè)計(jì)布置風(fēng)口位置以達(dá)到室內(nèi)美觀，同時(shí)需要精確的空調(diào)氣流組織計(jì)算。

2 大空間空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)

2.1 合理選取設(shè)計(jì)參數(shù)是基礎(chǔ)

空調(diào)室內(nèi)計(jì)算溫、濕度的確定應(yīng)取合理值，不能過低（夏季）或過高（冬季）。新風(fēng)量的計(jì)算與取值，在保證衛(wèi)生要求、生產(chǎn)工藝要求、符合規(guī)范要求的前提下盡量節(jié)省。

1）室內(nèi)溫、濕度從節(jié)能的角度來確定其標(biāo)準(zhǔn)是節(jié)能的重要因素。空調(diào)系統(tǒng)能耗大小除與當(dāng)?shù)厥彝鈿庀髤?shù)、建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)及室內(nèi)發(fā)熱散濕量有關(guān)外，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫、濕度標(biāo)準(zhǔn)也是直接影響負(fù)荷大小的重要因素。在保證生產(chǎn)工藝和人體健康的條件下，夏季將室內(nèi)空氣的設(shè)計(jì)溫度每提高1℃，約可減少熱負(fù)荷11.2%，節(jié)省量是極為可觀的。同樣，在夏季如將室內(nèi)空氣濕度由60%提高到70%，則可節(jié)約能量17%左右。據(jù)資料測算，僅僅將夏季室內(nèi)空氣的設(shè)計(jì)溫度提高1℃，就可使空調(diào)初投資總額減低約6%，運(yùn)行費(fèi)用減少8%左右。

2）新風(fēng)量新風(fēng)負(fù)荷占空調(diào)總負(fù)荷的20%～40%，對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)值高低的取舍，與節(jié)能關(guān)系重大，不可忽視。引進(jìn)新風(fēng)主要是為了滿足人員的衛(wèi)生需求及部分工藝空調(diào)所需維持的室內(nèi)外壓差。而新風(fēng)量的多少直接影響空調(diào)的負(fù)載，從而影響空調(diào)系統(tǒng)的主機(jī)、冷卻塔、水泵、風(fēng)機(jī)盤管等的耗電。

2.2 應(yīng)盡量使用配有能量回收裝置的空調(diào)器

工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)常由于空調(diào)房間某些工藝要求將空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成直流系統(tǒng)（如制藥廠此類房間很多），其排風(fēng)和室外新風(fēng)之間的溫差在冬夏季很大，而這部分排風(fēng)又帶有一些污染物，所以不能直接進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)，此時(shí)應(yīng)對(duì)排風(fēng)進(jìn)行顯熱回收。

室內(nèi)回風(fēng)在排至室外以前，先和室外進(jìn)入的新風(fēng)經(jīng)顯熱回收器進(jìn)行顯熱交換，經(jīng)能量回收后再排到室外。而室外進(jìn)入的新風(fēng)則經(jīng)過顯熱回收器后夏季溫度降低，冬季溫度升高，而達(dá)到能量回收目的。新風(fēng)應(yīng)有二個(gè)入口，并在空調(diào)器排風(fēng)出口處設(shè)一溫度傳感器，調(diào)節(jié)二新風(fēng)入口處的電動(dòng)閥開度，以保證排風(fēng)出口處的溫度高于50C。否則顯熱回收器排風(fēng)側(cè)有結(jié)冰的危險(xiǎn)，影響系統(tǒng)正常工作。帶能量回收裝置的空調(diào)器在其他排風(fēng)量較大的空調(diào)系統(tǒng)也適用，如果排風(fēng)無交叉污染問題，則可以用轉(zhuǎn)輪式的全熱回收器代替顯熱回收器，這樣能量回收效率則更高。一般來講，顯熱回收器最大能回收50%左右的能量，而全熱回收器則最大能回收80%左右的能量。

2.3 從節(jié)能角度總體審核設(shè)計(jì)方案

1）考慮逐時(shí)系數(shù)和同時(shí)使用系數(shù)。采用全空氣系統(tǒng)時(shí)，空調(diào)機(jī)組應(yīng)按負(fù)擔(dān)房間的情況考慮各朝向房間的逐時(shí)系數(shù)（定風(fēng)量系統(tǒng)為各房間逐時(shí)最大值之和，變風(fēng)量系統(tǒng)為各房間逐時(shí)之和的最大值），對(duì)水系統(tǒng)而言，還應(yīng)考慮各風(fēng)系統(tǒng)的同時(shí)使用系數(shù)。

2）根據(jù)建筑物的功能劃分，對(duì)空調(diào)區(qū)域采取不同的空調(diào)方案在設(shè)計(jì)時(shí)將功能相近的各功能區(qū)采用一套空調(diào)系統(tǒng)，這樣可以在提高系統(tǒng)的同時(shí)使用系數(shù)和空調(diào)負(fù)載率，有利于空調(diào)設(shè)備的高效運(yùn)行。

3 大空間的防排煙設(shè)計(jì)及難點(diǎn)和重點(diǎn)

隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，建筑占地面積也是越來越大，很多大空間建筑的面積均已超過1萬平方米。在這類建筑物中很多情況下都涉及經(jīng)營餐飲、服裝等小鋪面，可燃物多，人員流動(dòng)密度大，一旦發(fā)生火災(zāi)極易引起大量群傷群死的惡性事件。在實(shí)際工程中，大部分省市的消防部門要求這類建筑必須要有防排煙設(shè)施；眾所周知在火災(zāi)事故中，濃煙對(duì)人的危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于明火，只有將濃煙排除或是隔離才能實(shí)施人員疏散和安全滅火，因此必須加大落實(shí)防排煙設(shè)計(jì)在大空間建筑中的實(shí)際應(yīng)用。

3.1 大空間建筑防煙設(shè)計(jì)難點(diǎn)

由于建筑結(jié)構(gòu)的特殊性和使用功能的具體需要，大空間建筑消防措施與普通建筑有著明顯的差別，主要有以下幾個(gè)方面：

1）不能有效設(shè)置防火防煙分隔，在建筑物內(nèi)設(shè)置防火防煙分區(qū)是控制煙氣擴(kuò)散的主要方法，但大空間往往追求寬敞通透的效果并且由于使用功能的限制，難以按照傳統(tǒng)的方法進(jìn)行防火防煙分隔。

2）普通火災(zāi)探測技術(shù)無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，目前在普通建筑中廣泛使用的火災(zāi)探測器大都是以煙氣濃度或溫度為信號(hào)進(jìn)行探測的，且大多為頂棚安裝。在大空間建筑火災(zāi)時(shí)，由于受到空氣的稀釋，火災(zāi)煙氣到達(dá)十幾米或幾十米高處時(shí)，其濃度和溫度往往都大大降低，因此，普通的火災(zāi)探測裝置無法有效發(fā)揮作用。

3.2 大空間建筑防煙設(shè)計(jì)重點(diǎn)

設(shè)置煙氣控制系統(tǒng)的目的是為了減緩煙氣的沉降速度，為人員的疏散贏得時(shí)間，方便消防人員搜尋起火位置，開展救援和滅火行動(dòng)，并減少熱煙氣對(duì)建筑物內(nèi)物品以及建筑物本身造成的破壞在建筑防排煙工程中，常用的三種方式是：自然排煙，機(jī)械加壓送風(fēng)防煙和機(jī)械排煙。但自然排煙系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，容易操作，也比較經(jīng)濟(jì)，在頂棚能夠開設(shè)排煙口的建筑，其自然排煙效果好。下面介紹自然排煙的設(shè)計(jì)。

建筑中的高大空間具有較強(qiáng)的蓄煙功能；且大空間建筑通常頂棚或側(cè)墻設(shè)置大面積采光或通風(fēng)帶，可與自然排煙結(jié)合使用，采用自然排煙時(shí)，煙氣和周圍空氣之間的溫差排煙口和進(jìn)風(fēng)口之間的高差室外風(fēng)力和風(fēng)向以及高層建筑熱風(fēng)壓作用等都會(huì)對(duì)自然排煙的效果產(chǎn)生影響，自然排煙口可以采用屋頂排煙口或高側(cè)窗的形式，如果采用高側(cè)窗的形式，當(dāng)建筑物的排煙口設(shè)在迎風(fēng)面時(shí)，其排煙量在室外風(fēng)的作用下會(huì)發(fā)生變化；當(dāng)室外風(fēng)的作用力小于煙氣的浮升力時(shí)，則排煙量減少；當(dāng)室外風(fēng)的作用力等于煙氣的浮升力時(shí)，則不會(huì)有煙氣排出；當(dāng)室外風(fēng)的作用力大于煙氣的浮升力時(shí)，則室外風(fēng)會(huì)通過排煙口進(jìn)入建筑內(nèi)從而加劇煙氣在建筑內(nèi)的流動(dòng)，導(dǎo)致自然排煙的失敗。所以，設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)地形、該地常盛行風(fēng)來進(jìn)行具體的建筑設(shè)計(jì)。

4 結(jié)語

總之，隨著大空間建筑的發(fā)展，其中很多大空間建筑內(nèi)的空氣需要保持一定的溫度濕度、清潔度，許多大空間建筑內(nèi)需要設(shè)置較為完善的通風(fēng)、空調(diào)設(shè)備。因此，暖通空調(diào)設(shè)備如何適應(yīng)這種需要也是現(xiàn)代大空間建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中值得注意和探討的問題。

[責(zé)任編輯：丁艷]