高大空間暖通空調通風系統的設計探討

王佳

【摘 ?要】高大空間暖通空調通風系統的設計非常重要，對高大建筑物整體的通風性能以及保溫性能有著非常重要的影響。論文闡述了高大空間建筑的特點，并指出了高大空間建筑空調暖通通風系統的要點。

【Abstract】The design of HVAC ventilation system in large space ?is very important， which has a very important influence on the overall ventilation performance and insulation performance of tall buildings. This paper expounds the characteristics of large space buildings and points out the key points of HVAC ventilation system in large space ?buildings.

【關鍵詞】高大空間;暖通空調通風系統;設計

【Keywords】large space; HVAC ventilation system; design

【中圖分類號】TU96+2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2020）02-0148-02

1 引言

高大空間建筑與其他建筑相比有其自身的特點，所以在暖通空調系統設計施工中，要根據其特點結合工程實際進行暖通空調通風系統的設計。通過合理的系統設計，保證高大空間建筑暖通系統施工的質量，使高大空間建筑具有更好的功能性。

2 高大空間建筑暖通空調通風系統的特點

高大空間建筑是建筑形式中非常常見的一種，具有結構主體大、空間結構高的特點。例如，歌劇院、現代教堂等建筑。而從暖通空調通風系統角度而言，與其他建筑物相比，高大空間建筑具有以下特點：

首先，高大空間的建筑結構，高度大是其特點之一。因為高度較高，使建筑物空間內形成多層的、梯度式的溫差環節，這與其他不同建筑物內的溫度特點有著很大不同。另外，高大空間建筑的外墻結構也比其他建筑物的面積要大，所以建筑物內的氣流和氣溫受到建筑物外部環境影響的因素比較大。

其次，高大空間建筑物的空間性更強，所以也能夠容納更多的人員。一般情況下，高大建筑物的作用往往是一定時間內聚集大量人群。例如，大型會議或者體育賽事等。所以，這樣的特點對高大建筑的空調暖風系統就有了更高的要求，對于高大建筑物冷熱負荷分布的均勻性以及人員高峰和低谷時期的溫度差都要有很好的控制。

最后，高大空間建筑的用途往往是多方面的，一室多用的現象比較常見。所以，暖通空調通風系統在進行設計和施工的過程中，一定要考慮到建筑物內部各房間的功能區別。例如，建筑屋內的體育場館和歌劇院觀眾廳在進行設計的過程中，就要進行不同的考慮，體育場館內的散熱量比較大，所以新風冷負荷占比一般在20%左右，而歌劇院的新風占比則在40%左右。

3 高大空間建筑暖通空調通風系統的設計要點

高大空間建筑物非常復雜，主體結構高大，功能性復雜，所以在對高大空間建筑進行暖通空調通風系統設計時，要總結考慮各個方面的因素，保證設計的合理性。就目前而言，高大建筑物經常使用的暖通空調系統包括上送下回式空調系統、分層空調系統、座椅送風空調系統以及新風回收系統等。在進行高大建筑暖通空調通風系統設計時，要根據建筑的實際特點，結合各系統進行設計，保證建筑物內的暖通通風系統的合理性。

3.1 上送下回全空氣空調系統的設計要點

上送下回全空氣空調系統的設計主要是針對高大空間建筑物人員密集、熱濕負荷量以及送風量比較大的特點。在對該系統設計的過程中應該注意以下幾點：①該系統在設計過程中選擇尺寸比較大的全空氣空調;②上送風空調系統高的通風口位置設計在高大建筑空間的頂棚位置，而對于下回風口的位置設計應該選擇在室內座椅區域或者建筑物側面墻體;③在進行通風口設計的過程中也要同時在建筑物頂部設計機械的排風裝置;④在系統設計過程中，應該保證空調系統在人員距離上部2m內的空氣流動速度達到0.2m/s以上，且不應該超過0.5m/s。而建筑頂棚送風口處的風速不應該超過10m/s，空調風速的確定非常重要，而在風速測定中應該采用風速儀進行測定，測定過程中選用不同的測速點，根據不同測速點進行計算，計算公式如下：

風口平均風速：V（m/s）=（V1+V2+…+Vn）/n

式中，V1、V2、…、Vn代表各測點風速（m/s）;n代表測點總數（個）。在測量風速的過程中，測量次數的選擇要根據風口排量計算。

3.2 分層空調系統的設計要點

高大空間建筑物內，由于高度差異性較大，所以室內溫度和通風性呈現梯度差異，而建筑物內的上部空間一般人員活動較少，所以針對這樣的特點使用分層空調系統效果更佳[1]。分層空調系統的工作原理是對高大建筑物下部進行暖通和空調作用，而對于上部無人區域不做工作，一定程度上降低了能耗。在對分層空調系統進行設計的過程中要注意以下幾點：

第一，分層空調系統設計要將空調回風口設置在送風口下方，而送風口一般設置在高大建筑空間的中層區域墻體上。設計空調系統送風噴射口的初始風速應該在6～12m/s，而分層通風空調系統的送風噴射口一般設置在高大建筑物4m高度以上。

第二，設計中關于空調系統回風口的位置選擇要與送風噴射口在同一側，這樣能夠有效地保證人員所在區域就是通風交換區域，提升系統使用的效果。

第三，一般情況下，回風口的送風形式采用的是單側回風方式，而送風口的形式采用的是雙側回風口形式。在進行空調冷負荷計算時，不僅要考慮到下部空調區域因素，也要考慮上部分非空調作用區域，保證冷負荷計算的合理性，在冷負荷計算中可以采用以下公式：

Qτ=KF（tr-ε+△-tn）

式中，K代表的是傳熱系數;F代表的是建筑物計算面積;r-ε代表的是溫度波作用時刻，tr-ε代表作用時刻下的冷負荷計算溫度;△代表的是負荷溫度的地點修正值;tn代表的是室內計算溫度。

第四，設計分層空調系統的送風方式應該選擇側送風的形式，使分層空調系統符合季節的變化。

第五，設計過程中要在非空調區域的高大建筑物頂部設計排風系統，使建筑物頂部非空調區域對下部空調區域的熱輻射和對流影響更小。

3.3 冬季輔助采暖系統的設計要點

一般情況下，高大空間建筑的使用頻率不高，擱置的時間也比較長[2]。所以，針對這樣的特點，在我國北方比較寒冷的地區，應該輔助設計采暖系統，保證高大空間在建筑閑置期間的溫度適宜。一般而言，冬季輔助采暖系統包括空調制暖系統和地板地熱制暖系統。在設計過程中，空調制暖系統和地板采暖系統分開建設，保證室內溫度。熱地板的水溫系統應該將水溫控制在55℃左右，而整體的采暖系統應該保證建筑物在非使用過程中的溫度在10℃以內，并且在5℃以上。

4 新風回收空調系統

在高大空間建筑物內還要設計新風熱回收空調系統，這樣能夠保證空調系統在運行過程中室外的新風與室內空氣進行交換。通過新風回收系統的應用，可以有效地提高高大建筑物內空調系統的節能性。新風空調系統通過排風機、新風換氣機以及空調機組使高大空建筑物內的空氣進行熱交換，工作原理如圖1所示。在新風回收空調系統工作中，空氣從T1新風系統送風口進入，經過熱交換器進行交換，從T2位置進入管道并經過輔助加熱處理或冷卻處理，處理后的空氣進入空調機組，經過空調機組處理后通過換氣機T3 、T4輸送到室內進行氣溫調節。

5 結語

高大空間建筑的結構特點和功能用途都比較復雜，所以對于暖通空調通風系統的應用非常重要。論文闡述了上送下回空調系統、分層空調系統、下送上回空調系統的設計要點，希望能夠對高大空間建筑的暖通空調通風系統設計有所幫助。

【參考文獻】

【1】徐曉慧.高大空間暖通空調通風系統的設計探討[J].華東科技（綜合），2018（05）：59.

【2】陳望超.高大空間暖通空調通風系統的設計[J].現代制造技術與裝備，2017（02）：38-39.