高大空间暖通空调通风系统的设计探讨
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【摘 要】高大空间暖通空调通风系统的设计非常重要，对高大建筑物整体的通风性能以及保温性能有着非常重要的影响。论文阐述了高大空间建筑的特点，并指出了高大空间建筑空调暖通通风系统的要点。
【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.
【关键词】高大空间;暖通空调通风系统;设计
【Keywords】large space; HVAC ventilation system; design
【中图分类号】TU96+2 【文獻标志码】A 【文章编号】1673-1069（2020）02-0148-02
1 引言
高大空间建筑与其他建筑相比有其自身的特点，所以在暖通空调系统设计施工中，要根据其特点结合工程实际进行暖通空调通风系统的设计。通过合理的系统设计，保证高大空间建筑暖通系统施工的质量，使高大空间建筑具有更好的功能性。
2 高大空间建筑暖通空调通风系统的特点
高大空间建筑是建筑形式中非常常见的一种，具有结构主体大、空间结构高的特点。例如，歌剧院、现代教堂等建筑。而从暖通空调通风系统角度而言，与其他建筑物相比，高大空间建筑具有以下特点：
首先，高大空间的建筑结构，高度大是其特点之一。因为高度较高，使建筑物空间内形成多层的、梯度式的温差环节，这与其他不同建筑物内的温度特点有着很大不同。另外，高大空间建筑的外墙结构也比其他建筑物的面积要大，所以建筑物内的气流和气温受到建筑物外部环境影响的因素比较大。
其次，高大空间建筑物的空间性更强，所以也能够容纳更多的人员。一般情况下，高大建筑物的作用往往是一定时间内聚集大量人群。例如，大型会议或者体育赛事等。所以，这样的特点对高大建筑的空调暖风系统就有了更高的要求，对于高大建筑物冷热负荷分布的均匀性以及人员高峰和低谷时期的温度差都要有很好的控制。
最后，高大空间建筑的用途往往是多方面的，一室多用的现象比较常见。所以，暖通空调通风系统在进行设计和施工的过程中，一定要考虑到建筑物内部各房间的功能区别。例如，建筑屋内的体育场馆和歌剧院观众厅在进行设计的过程中，就要进行不同的考虑，体育场馆内的散热量比较大，所以新风冷负荷占比一般在20%左右，而歌剧院的新风占比则在40%左右。
3 高大空间建筑暖通空调通风系统的设计要点
高大空间建筑物非常复杂，主体结构高大，功能性复杂，所以在对高大空间建筑进行暖通空调通风系统设计时，要总结考虑各个方面的因素，保证设计的合理性。就目前而言，高大建筑物经常使用的暖通空调系统包括上送下回式空调系统、分层空调系统、座椅送风空调系统以及新风回收系统等。在进行高大建筑暖通空调通风系统设计时，要根据建筑的实际特点，结合各系统进行设计，保证建筑物内的暖通通风系统的合理性。
3.1 上送下回全空气空调系统的设计要点
上送下回全空气空调系统的设计主要是针对高大空间建筑物人员密集、热湿负荷量以及送风量比较大的特点。在对该系统设计的过程中应该注意以下几点：①该系统在设计过程中选择尺寸比较大的全空气空调;②上送风空调系统高的通风口位置设计在高大建筑空间的顶棚位置，而对于下回风口的位置设计应该选择在室内座椅区域或者建筑物侧面墙体;③在进行通风口设计的过程中也要同时在建筑物顶部设计机械的排风装置;④在系统设计过程中，应该保证空调系统在人员距离上部2m内的空气流动速度达到0.2m/s以上，且不应该超过0.5m/s。而建筑顶棚送风口处的风速不应该超过10m/s，空调风速的确定非常重要，而在风速测定中应该采用风速仪进行测定，测定过程中选用不同的测速点，根据不同测速点进行计算，计算公式如下：
风口平均风速：V（m/s）=（V1+V2+…+Vn）/n
式中，V1、V2、…、Vn代表各测点风速（m/s）;n代表测点总数（个）。在测量风速的过程中，测量次数的选择要根据风口排量计算。
3.2 分层空调系统的设计要点
高大空间建筑物内，由于高度差异性较大，所以室内温度和通风性呈现梯度差异，而建筑物内的上部空间一般人员活动较少，所以针对这样的特点使用分层空调系统效果更佳[1]。分层空调系统的工作原理是对高大建筑物下部进行暖通和空调作用，而对于上部无人区域不做工作，一定程度上降低了能耗。在对分层空调系统进行设计的过程中要注意以下几点： 第一，分层空调系统设计要将空调回风口设置在送风口下方，而送风口一般设置在高大建筑空间的中层区域墙体上。设计空调系统送风喷射口的初始风速应该在6～12m/s，而分层通风空调系统的送风喷射口一般设置在高大建筑物4m高度以上。
第二，设计中关于空调系统回风口的位置选择要与送风喷射口在同一侧，这样能够有效地保证人员所在区域就是通风交换区域，提升系统使用的效果。
第三，一般情况下，回风口的送风形式采用的是单侧回风方式，而送风口的形式采用的是双侧回风口形式。在进行空调冷负荷计算时，不仅要考虑到下部空调区域因素，也要考虑上部分非空调作用区域，保证冷负荷计算的合理性，在冷负荷计算中可以采用以下公式：
Qτ=KF（tr-ε+△-tn）
式中，K代表的是传热系数;F代表的是建筑物计算面积;r-ε代表的是温度波作用時刻，tr-ε代表作用时刻下的冷负荷计算温度;△代表的是负荷温度的地点修正值;tn代表的是室内计算温度。
第四，设计分层空调系统的送风方式应该选择侧送风的形式，使分层空调系统符合季节的变化。
第五，设计过程中要在非空调区域的高大建筑物顶部设计排风系统，使建筑物顶部非空调区域对下部空调区域的热辐射和对流影响更小。
3.3 冬季辅助采暖系统的设计要点
一般情况下，高大空间建筑的使用频率不高，搁置的时间也比较长[2]。所以，针对这样的特点，在我国北方比较寒冷的地区，应该辅助设计采暖系统，保证高大空间在建筑闲置期间的温度适宜。一般而言，冬季辅助采暖系统包括空调制暖系统和地板地热制暖系统。在设计过程中，空调制暖系统和地板采暖系统分开建设，保证室内温度。热地板的水温系统应该将水温控制在55℃左右，而整体的采暖系统应该保证建筑物在非使用过程中的温度在10℃以内，并且在5℃以上。
4 新风回收空调系统
在高大空间建筑物内还要设计新风热回收空调系统，这样能够保证空调系统在运行过程中室外的新风与室内空气进行交换。通过新风回收系统的应用，可以有效地提高高大建筑物内空调系统的节能性。新风空调系统通过排风机、新风换气机以及空调机组使高大空建筑物内的空气进行热交换，工作原理如图1所示。在新风回收空调系统工作中，空气从T1新风系统送风口进入，经过热交换器进行交换，从T2位置进入管道并经过辅助加热处理或冷却处理，处理后的空气进入空调机组，经过空调机组处理后通过换气机T3 、T4输送到室内进行气温调节。
5 结语
高大空间建筑的结构特点和功能用途都比较复杂，所以对于暖通空调通风系统的应用非常重要。论文阐述了上送下回空调系统、分层空调系统、下送上回空调系统的设计要点，希望能够对高大空间建筑的暖通空调通风系统设计有所帮助。
【参考文献】
【1】徐晓慧.高大空间暖通空调通风系统的设计探讨[J].华东科技（综合），2018（05）：59.
【2】陈望超.高大空间暖通空调通风系统的设计[J].现代制造技术与装备，2017（02）：38-39.
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