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摘要:现代生活中各种形式变化多样、功能复杂的建筑层出不穷,这也给暖通空调系统设计提出了更多的专业要求。要求设计者活学知识,不可生搬硬套,要根据实际情况的不同进行科学的调整,选择最适合的方案,进行优化设计,这样做才能够满足人们的使用要求与空间安全要求,同时还能够达到节能环保目的。
关键词:建筑;高大空间;暖通设计
暖通工程全称为供热供燃气通风及空调工程,它主要包括三个方面:采暖、空气调节、通风,根据其功能来说,这是建筑的组织部分,同时也是我们生活中不可或缺的部分。暖通是流体力学、传热学以及热力学这三大工程理论组合而成的综合建筑,现如今人们对所处环境不仅仅只要求舒适,同时还追求设计感,那么,现代建筑就趋向于在建筑结构的美化上进行突破,来达到用户的要求。在现代我们对高大空间建筑的暖通技术逐渐成熟,可以在丰富建筑设计的同时使空调系统与其相匹配。
一、高大空间建筑的特点
建筑中的高大空间如报告厅、礼堂等,有着比较重要和特殊的使用功能,人们对舒适度、后期使用安全等提出了更为严格的要求。暖通空调作为建筑设计的重要组成部分,应确保该空间具备良好的温度、湿度、新风量、低噪音等环境参数,为建筑使用者创造一个适宜的环境。高大空间公共建筑由于具有室内高度高、体积大的特点,其暖通空调系统设计不同于一般公共建筑的设计,这就要求设计人员在实际设计工作中,明确这种建筑类型暖通空调系统设计的要点,并结合建筑物的使用要求、建筑布局、室内装饰风格等优化设计。
(一)建筑高度相对较高
高大空间建筑与普通建筑相比较,室内高度明显高于普通建筑,因为其体积大,在空间上可能会形成温度差异,温度会出现梯度的递增或递减,并且高大空间建筑外墙的面积和地面的面积比值较大,因此外界环境因素容易影响室内气流。
(二)人员密集,使用时间相对集中
我们能够发现,高大空间建筑大多都具备服务性,比如电影院、剧院等等,都有间歇性运行的特点,当出现人员密集情况时,空间的负荷就会增大,对新风的需求同时也会增大,对舒适性以及安全性要求很高。在使用过程中,高大空间建筑的空调系统经常会有冷热风分布不均匀的状况,高峰负荷与低谷负荷的差距较大。
(三)具备功能多样性
在不同的空间环境中,因为每个区域的功能不通,对暖通空调系统的设计要求也有所不同,这样容易导致负荷差异拉大,像一般的剧院外墙窗户比较少,在夏季时围护结构冷负荷比较小,当观众都扎堆聚在演播厅时,所需要的新风量大,这时候新风需要在 0.35~0.4。而剧院舞台为主的人员较少,密度小,对冷负荷的要求就比演播厅低些。
(四)冬季空调效果不佳
在冬季,由于热空气的比重较轻,易于漂浮并积聚在高大空间上部,而空间下部人员活动区感觉不到热风,舒适感不佳且热量浪费。在气流组织和选用送风口类型(旋流风口或球形喷射风口)时应根据建筑造型、装饰风格确定。
二、高大空间公共建筑暖通空调系统设计的要点
在当下高大空间公共建筑中,一些特殊的空间中就要设置与之相符的通风空调系统,而这些系统由于具备上送下回特点,所以也被称之为全空气空调系统。该系统一般都应用在体育馆或文化展览馆等高大空间公共建筑中,因为这些高大空间内的人流量十分明显,对于送风量的要求要远远改与其他建筑空间,所以,就要采用这种具有大口径风道的全空气系统才能得以实现。在实际设计过程中,应将系统的送风口位置定位在建筑屋顶上或建筑外侧墙上,这样外界空气就会由而空调系统的送风口上端进入,直接流通到下方的观众席上,再由附近的回风系统导出,这样就会让观众在观看节目时,享受到良好的通风效果。因此,上送下回的通风空调系统设计方式,比较符合高大空间暖通空调设计要求。但是该系统在实际运行时,也存有很多缺陷和不足。其中,最突出的表现就是,其会将观众席区的多余空间,划入到空调处理区,这在某种意义上就会增加空调系统的能量消耗,与公共建筑节能环保设计理念背道而驰,因此,设计人员一定要重视空调系统的合理选择,这样才能达到理想的设计效果。
(一)暖通空调机组并行设计
在设计暖通空调机组时要注意:①水源热泵需要多台机组,一旦这种机组形成就能够达到高效节能的效果,与此同时还可以满足高大空间建筑的热回收功能;②暖通空调多机组并行时,需要对机组的运行范围和限制因素进行研究,确保设计内容能够更加科学标准;③在设置联机运行的时候,要注意系统内部温度的压力值;热泵联机的时候要注意实际的压缩比例,注意机组运行环境;注意系统真实的输出能力。
(二)冬季采暖系统
高大空间建筑的共性就是使用不频繁,一般放置的时间较长,而使用时间较少。北方的温度较低,冬天采暖极为重要,一般会采用空调制热和地暖两种形式来确保在冬季高大空间建筑的室内温度达到合适状态。在使用这两种取暖方式对空间进行搭建时,它们分别是隔离的,空间在非工作状态时,就可以使用地板的热量来控制温度,工作状态中就可以两者同时进行,在这里要注意最佳温度应该保持在 5~10℃。
(三)新风热回收系统
对于人员比较密集的礼堂、体育馆、剧院、电影院来说,新风热回收系统的应用能够确保室内空气的流通,并且还具有显著的节能效果[4]。在夏天和冬天两季开启该系统,将排风机关掉之后,外面的新风就会进入热气交换机组与室内排风交换,在通过空调机组吹入演播厅,排出室内的热气,使室内空气流通,让人置身其中有舒适感。在这里值得了解的是,该方法的节能方式利用了空间内的剩余热量,减少了空调机组的消耗。
当到了春天和秋天这两季时,新风热回收系统一般处于闲置状态,此时只需要将排风机打开,让室外空气进入演播厅,通过不断的输送新风来控制室内热量,新风输送的越多,人们时舒适感也就越发增强,从而消耗的能量就会减少。在这里重点是要注意这种方法在极其寒冷的地方使用时要做好防冻,当排风温度处于 5℃的时候,就要进行加热,这样做可以有效避免霜冻影响系统工作。
(四)噪声控制措施
空调系统会产生噪音这是众所周知的,而大型会议厅、礼堂等地对空调噪音的要求较高,因此,空调系统的噪声需要合理控制。这时候,就需要对送风系统的噪音进行处理,我们可以在安装过程中对噪音进行处理。根据规定标准,建筑物在使用中需要安装消音器,在条件允许的情况下,可以对排风口进行降噪处理,同时还可调控运转速度,达到降噪目的。
随着现下高大空间公共建筑的大规模崛起,对于暖通空调通风系统的设计要求也在逐渐攀升,为了达到最佳的设计效果,满足人们对公共建筑使用的高要求,相关设计人员就要在设计暖通空调通风系统时,考虑高大空间暖通空调系统特点,采取相对应的空调设备和设计技术,并尽量与建筑配套的消防联动控制系统相互配合,这样才能保证高大空间暖通空调系统的设计质量,发挥公共建筑的节能环保应用功能。