论高大空间建筑暖通空调设计

论高大空间建筑暖通空调设计潘志杰吉林省白城市建筑设计研究院 吉林白城 137000摘 要：伴随着人们的生活质量水准的提升，人们的生活内容也逐渐变得丰富起来 ， 各种公共建筑不断出现 ， 这些建筑是比较复杂的 ， 并且功能非常多变灵活 ， 怎样开展暖通空调设计是一个需要拓展的探究方向 。 文章针对建筑空调设计及如何节能进行论述 ， 同时对建筑的防排烟设计及重点问题进行论述。关键词：建筑；暖通空调；设计；节能中图分类号： TU238+.3文献标识码： A 文章编号：一、建筑暖通空调设计高大空间建筑暖通空调设计的关键主要展现在以下三个方面：(1)建筑设计通常需要独特的热源，以满足空调、采暖、热水供应等问题上的需求。因为用地紧张和其他一些原因 ， 很多建筑需要在地下室或屋顶上设置锅炉房 ， 这使得建筑的热源设计变得更为复杂。(2)建筑通常高度是比较大的，这就增加了采暖体系的垂向失调，正好这个时候因为系统静水压力比较大 ， 直接影响到室外管网的水力工况 ， 其系统的形式及与室外管网的连接与多层建筑有较大差异。(3)建筑空调设计气流组织因温度梯度较大，需要运用较为科学的送风方法。上送下回方式为从顶棚送风下部回风 ， 现工程多采用可调节风量和射程的风口 ， 提高冬季的送风风速 ；侧送下回方式送 风口高度大多在 3m 左右，需要结合 建筑装修设计布置风口位置以达到 室内美观，同时需要精确的空调气流组织计算。二、建筑空调节能设计1 、合理选取设计参数是基础空调室内计算温 、 湿度的确定应取合理值 ， 不能过低 ( 夏季 ) 或过高 ( 冬季 ) 。 新风量的计算与取值，在保证卫生要求、生产工艺要求、符合规范要求的前提下尽量节省。(1)室内温、湿度从节能的角度来确定其标准是节能的重要因素。空调系统能耗大小除与当地室外气象参数 、 建筑物的外围护结构及室内发热散湿量有关外 ， 室内设计温 、 湿度标准也是直接影响负荷大小的重要因素 。 在保证生产工艺和人体健康的条件下 ， 夏季将室内空气的设计温度每提高 1 ， 约可减少热负荷 11.2%， 节省量是极为可观的 。 同样 ， 在夏季如将室内空气湿度由 60%提高到 70%，则可节约能量 17%左右。据资料测算，仅仅将夏季室内空气的设计温度提高 1 ，就可使空调初投资总额减低约 6%，运行费用减少 8%左右。(2)新风量新风负荷占空调总负荷的 20% 40%，对其标准值高低的取舍，与节能关系重大 ， 不可忽视 。 引进新风主要是为了满足人员的卫生需求及部分工艺空调所需维持的室内外压差。而新风量的多少直接影响空调的负载，从而影响空调系统的主机、冷却塔、水泵 、 风机盘管等的耗电。2 、应尽量使用配有能量回收装置的空调器工程设计中，经常由于空调房间某些工艺要求将空调系统设计成直流系统 ( 如制药厂此类房间很多 ) ，其排风和室外新风之间的温差在冬夏季很大，而这部分排风又带有一些污染物，所以不能直接进入空调系统，此时应对排风进行显热回收。室内回风在排至室外以前 ， 先和室外进入的新风经显热回收器进行显热交换 ， 经能量回收后再排到室外。而室外进入的新风则经过显热回收器后夏季温度降低，冬季温度升高 ， 而达到能量回收目的 。 新风应有两个入口 ， 并在空调器排风出口处设一温度传感器 ， 调节新风入口处的电动阀开度，以保证排风出口处的温度高于 5 C 。否则显热回收器排风侧有结冰的危险 ， 影响系统正常工作 。 带能量回收装置的空调器在其他排风量较大的空调系统也适用 ，如果排风无交叉污染问题 ， 则可以用转轮式的全热回收器代替显热回收器 ， 这样能量回收效率则更高。一般来讲，显热回收器最大能回收 50%左右的能量，而全热回收器则最大能回收80%左右的能量。3 、从节能角度总体审核设计方案(1)考虑逐时系数和同时使用系数。采用全空气系统时，空调机组应按负担房间的情况考虑各朝向房间的逐时系数 ( 定风量系统为各房间逐时最大值之和，变风量系统为各房间逐时之和的最大值 ) ，对水系统而言，还应考虑各风系统的同时使用系数。(2)根据建筑物的功能划分，对空调区域采取不同的空调方案在设计时将功能相近的各功能区采用一套空调系统 ， 这样可以提高系统的同时使用系数和空调负载率 ， 有利于空调设备的高效运行。三、建筑的防排烟设计及难点和重点随着建筑技术的发展，建筑占地面积也是越来越大，很多建筑的面积均已超过 1 万平方米 。 在这类建筑物中很多情况下都涉及经营餐饮 、 服装等小铺面 ， 可燃物多 ， 人员流动密度大 ， 一旦发生火灾极易引起大量群伤群死的恶性事件 。 在实际工程中 ， 大部分省市的消防部门要求这类建筑必须要有防排烟设施 ； 众所周知在火灾事故中 ， 浓烟对人的危害远远大于明火 ， 只有将浓烟排除或是隔离才能实施人员疏散和安全灭火 ， 因此必须加大落实防排烟设计在建筑中的实际应用。面对大的工程 ， 防排烟设计在其中的应用必不可少 ： 首先 ， 要在地下广场的屋顶增设大量的采光天窗 ， 在采光天窗内设有自动排烟的百叶 ， 一旦发生火灾 ， 浓烟可以通过自动排烟系统迅速的排至室外 ； 其次 ， 要设计无顶的敞开空间 ， 敞开空间的宽度在一定程度上可以抑制火势的蔓延 ， 同时可以起到排烟散热的作用 ， 有利于人员的疏散 ； 再次 ， 要设计防烟楼梯间 ； 最后在部分安全分区不能满足安全疏散的要求 ， 且无法增加防烟楼梯间时 ， 可以通过增加排烟量的方法来尽快疏散人员，排烟量往往按 60m3/m2.h或是 6 次 /h 来进行计算。1 、建筑防烟设计难点由于建筑结构的特殊性和使用功能的具体需要 ， 建筑消防措施与普通建筑有着明显的差别，主要有以下几个方面：(1)不能有效设置防火防烟分隔，在建筑物内设置防火防烟分区是控制烟气扩散的主要方法 ， 但建筑往往追求宽敞通透的效果并且由于使用功能的限制 ， 难以按照传统的方法进行防火防烟分隔。(2)普通火灾探测技术无法及时发现火灾，目前在普通建筑中广泛使用的火灾探测器大都是以烟气浓度或温度为信号进行探测的 ， 且大多为顶棚安装 。 在建筑火灾时 ， 由于受到空气的稀释，火灾烟气到达十几米或几十米高处时，其浓度和温度往往都大大降低，因此 ， 普通的火灾探测装置无法有效发挥作用。(3)常用的喷水灭火装置不能有效发挥作用与火灾的探测问题相似，建筑由于内部空间高大，普通的喷头喷出的水滴往往到达不了燃烧物表面，失去有效的灭火作用。(4)火灾危险性大 ， 建筑使用功能趋于多样化 ， 举行比赛文艺演出及各种展览等 ， 因此 ，电气设备多用电量大，可燃物多发生火灾的概率增大。2 、建筑防烟设计重点设置烟气控制系统的目的是为了减缓烟气的沉降速度 ， 为人员的疏散赢得时间 ， 方便消防人员搜寻起火位置 ， 开展救援和灭火行动 ， 并减少热烟气对建筑物内物品以及建筑物本身造成的破坏。在建筑防排烟工程中，常用的三种方式是 : 自然排烟，机械加压送风防烟和机械排烟 。 自然排烟系统的结构简单 ， 容易操作 ， 也比较经济 ， 在顶棚能够开设排烟口的建筑 ，其自然排烟效果好。下面介绍自然排烟的设计。建筑当中的高层建筑拥有很强的蓄烟特性 ； 并且建筑经常顶棚或侧墙设置大面积采光或通风带，可以跟自然排烟有效的结合运用，使用自然排烟时，烟气和周围空气之间的温差、 排烟口和进风口之间的高差 、 室外风力和风向以及高层建筑热风压作用等都会对自然排烟的效果产生影响 ， 自然排烟口可以采用屋顶排烟口或高侧窗的形式 ， 如果采用高侧窗的形式 ，当建筑物的排烟口设在迎风面时 ， 其排烟量在室外风的作用下会发生变化 ； 当室外风的作用力小于烟气的浮升力时 ， 则排烟量减少 ； 当室外风的作用力等于烟气的浮升力时 ， 则不会有烟气排出 ； 当室外风的作用力大于烟气的浮升力时 ， 则室外风会通过排烟口进入建筑内从而加剧烟气在建筑内的流动 ， 导致自然排烟的失败 。 所以 ， 设计时 ， 要根据地形 、 该地区常年风向来进行具体的建筑设计。结束语总的来讲，伴随着建筑的进步，其中一些建筑内的空气需保持一定的潮湿度及清洁度 ，很多的建筑内需要设置较为完善的通风 、 空