室内游乐场所高大空间建筑暖通空调设计
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摘 要：基于某室内游乐场所的高大空间建筑暖通空调设计，对空调系统的特点分析，针对当前建筑暖通空调系统设计之中存在的问题研究，得出暖通空调系统体系的规划设计，热回收装备要合理利用等设计要点，从而全面阐述室内游乐场所高大空间建筑暖通空调设计重要性。
关键词：高大空间;建筑暖通;空调设计
1 引言
随着时代的发展，文化旅游地产项目在中国呈现爆发式增长，其中主题游乐场馆也越来越多，越来越高，越来越大。相对于常规空调系统或体育馆类高大空间的空调技术，此类项目空调系统还是有比较明显的特殊性，在作者设计过程中也遇到不少挑战和难题。
2 游乐场馆高大空间暖通空调系统的特点分析
游乐场馆的空调负荷除围护结构、新风、灯光等常规负荷外，还有一项比较重要的负荷，即游乐设备的散热负荷，有些游乐场所的游乐设备高达200多千瓦，对室内空调设备的处理能力要求较高，而且，游乐设备通常运动范围比较大，如黑暗骑乘、情景式过山车之类，其散热冷负荷很难采用局部空调的方式处理，需结合整个空间统一处理。此外，由于游乐设备运动对室内气流造成强烈扰动，常规分层空调理论及负荷计算方法，都不太适用，需重新评估空调气流组织模型，进行校正和验算。
对于冬季供热工况，高大空间的供暖问题更加突出。因场馆高度通常较大，这将导致温暖的空气聚集在顶部，并且经常受到垂直不平衡的影响，这将给房间的温度梯度带来很大的问题。因此，在设计大空间暖通空调系统时，应特别注意其采暖设计，并应采取合理措施降低温度梯度。有必要对高大空间的空调特点进行有针对性的研究，制定好的设计方案，才能取得良好的效果，提高整体性能。
3 项目实践中，暖通空调系统遇到的棘手问题
3.1 室内人员密度选取及新风量问题
游乐场馆都是比较高大的区域，空间体积10～18万立方米，保持室内微正压的新风量，远远超过人员实际需求，造成较大的能源浪费。同时，排队区的设计人员密度通常较高，达到2～3人/m2，其人员设计新风负荷能占到此区域空调负荷的70%～80%。在设计中，此两部分新风量的指标及风平衡的计算，可谓翻来覆去，历经假定-质疑-试行-推翻-再假定的各个阶段。最终，基于场馆整体风平衡的考虑，在各功能区之间开设连通口，利用各区域空气压差，集中在某一处区域设置排风。
3.2 包装专业的重要性及对暖通专业对重大影响
在通常商业项目中难以见到对包装专业，在游乐项目中占到了举足轻重对地位。造型绚丽、奇特的立面效果，彰显了不同的游乐主题;室内隔离现实的装修效果，让人深度沉浸其中。因此，在外墙，通常没有通风百叶的空间，或者百叶与造型效果格格不入，外窗的设置，也受到较大限制，导致自然排烟的区域有限，所以室内进风、排风都需要上至屋顶，屋顶的包装构件对风口位置的影响，加之进、排风自身间距的要求，造成了屋面水平风管交错密布，额外增加了风机阻力。在室内，送、回风口位置受到较大限制，导致了较长的回风段，室内综合管线的布置及天花高度也受到了更严峻的考验，传统综合管线布置原则及剖面，已经很难表达清晰，BIM技术在此类项目中应用必不可少。
3.3 排烟系统设置的困难
游乐场所层高较高，大部分区域都成了高大空间，按防烟排烟规范规定的排烟量，每个区域排烟量都是7～9万m3/h，其排烟管道尺寸成了天花中都巨无霸，对室内管道布置影响较大。另外，因各地对防排烟规范对理解差异性问题，各地项目经常存在消防和排烟控制阀的设置不准确的情况，并且还存在两种不同的阀组合使用的情況。建议采用2台排烟风机同时负担不同防烟分区排烟量，以减少排烟管道尺寸。
4 建筑暖通空调系统设计要点分析
4.1 明确高大空间建筑的使用性能，加强设计的针对性
如前所述，大多数游乐场馆有自身独特性，骑乘类、轨道类、剧院类的游乐场馆，游览主线和人员运动量都不相同，需针对游乐项目及场馆特性，进行不同的设计，以满足人员娱乐性与舒适性。在我们项目中，黑暗骑乘项目是水平轨道类主线，游乐人员全部集中在场所下部范围，因此采用了分层空调设计，对空调负荷进行了一定比例折减。室内情景过山车项目，因轨道高低错落，且过山车速度很快，对温湿度不敏感，因此仅在上下客区域保留了空调系统，并考虑了一定量的空气气流损失。
另一方面，对于不同地区的项目，也应针对性的设计空调系统。在北方，考虑到节能效果，应将空调和散热器采暖的综合效果结合起来，以实现资源的有效利用。如果没有活动，则可以使用散热器保持温度。当室内温度不足时，通过空调的热量补充热量，以确保整体暖通空调设计科学有效，同时提高人们的幸福生活指数，充分利用资源。加强环境保护。
4.2 暖通空调系统体系的综合设计理念
主题游乐项目建设，通常含有多个游乐主题场馆，呈集群化发展，每个场馆的主题、动线、设计需求都不相同。一方面涉及的顾问、设计及咨询单位众多，工作界面复杂，另一方面项目前期运营需求的不确定性较多，后期变化频繁，此外，各单体游乐场馆内专业工种也多，比如建筑、结构、钢结构、包装、装修、机电、游乐设备、创意及演艺等。各专业工种都应秉持综合设计的理念，在保持本专业设计合理性同时，兼顾相关专业的需求，暖通空调系统也不例外。综合设计也不同于多专业协同设计，除多专业之间协调、互提资料等，还包含各单体之间的协同、各地区项目之间的标准统一、初期成本控制目标及运营阶段调节需求等。在项目规划阶段，应对整个游乐园区的整体定位、规模、性能指标及空调方式等进行统一规划，制定能耗目标，在设计阶段，根据场馆的实际布置情况，根据建筑物用户的实际需要，对暖通空调系统的设计进行相应的优化，使其能够充分发挥作用，满足建筑用户的基本需求，在施工阶段，还需根据项目建设的周期、分期建设情况等，合理进行设计。
4.3 节能技术的合理利用
高大空间的空调系统，多数是全空气系统，送风能耗相对较高，对于采用集中冷热源的大型园区项目，冷热能源的输送及损失更是需要重点考虑的内容。通常节能有以下几个方向，第一，应合理确定室内设计参数，对于餐厅、排队区等区域，可按常规规范要求温湿度设计，轨道类高大空间，可考虑保持上下客区域的空调参数，其他区域可适当降低要求;第二，对于排队区等高密度人员区域，基于CO2的需求通风可大幅节省运行阶段新风能耗，在过渡季，全空气系统可考虑全新风运行模式;第三，变频技术应用，从主机、水泵、冷却塔的变频，到末端空调处理机组变频;第四，大温差技术，对于采用能源中心等集中冷热源的系统，大温差技术可显著降低输送能耗;第五，热回收技术，包括制冷主机冷凝热回收和排风热回收，制冷主机冷凝热回收常用于激流勇进等项目水体的加热及淋浴等生活热水需求，对于严寒和寒冷地区，排风热回收技术经济效益也很明显，应合理规划排风、新风路由。
5 结语
随着人们对空调系统的要求越来越高，空调系统应充分结合建设项目的实际情况，准确计算各项指标，并以高经济，低能耗为主要设计理念、原则选择最佳设计。 对于高层和大型建筑，供暖和空调系统需要与热泵技术，分层空调系统和消防系统充分结合，以确保该计划的有效性，安全性和环境保护。
参考文献：
[1] 吴慧，刘颖慧.高大空间公共建筑暖通空调系统设计要点[J].建材与装饰，2019（2）：107～108.
[2] 刘瑞军.高大空间公共建筑暖通空调系统设计分析[J].山西建筑，2017（32）：108～109.
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