大空間建筑空調(diào)設(shè)計(jì)概述

大空間建筑空調(diào)設(shè)計(jì)概述摘要：本文概述了大空間建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的負(fù)荷特性、空調(diào)風(fēng)量和換氣次數(shù)、空調(diào)方式和氣流組織及有關(guān)問(wèn)題，并對(duì)空調(diào)的冷熱源和節(jié)能問(wèn)題進(jìn)行了闡述。關(guān)鍵字：大空間負(fù)荷特性氣流組織空調(diào)方式節(jié)能前言：20世紀(jì)以來(lái)，隨著人類生存和發(fā)展的需求，各國(guó)競(jìng)相建造了規(guī)模宏大的公共建筑電影院、劇場(chǎng)、體育館、展覽館、空港航站樓、高層建筑內(nèi)的中庭等的建筑內(nèi)的建造越來(lái)越引起人們的興趣和關(guān)注。為了充分發(fā)揮這些建筑的功能，創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的環(huán)境，暖通空調(diào)技術(shù)必須也要不斷的進(jìn)步。傳統(tǒng)的大空間建筑體型結(jié)構(gòu)、功能變化較少，工程上已積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)代的大空間建筑造型奇特，尺寸龐大，依靠傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)難以滿足各方面的要求，需要借助計(jì)算機(jī)的模擬來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)。下面對(duì)大空間建筑的空調(diào)設(shè)計(jì)做一簡(jiǎn)要概述。一、大空間建筑的特征（1）大空間高度高。這是形成溫度梯度的主要原因。（2）大空間的外墻面積與地板面積之比大（圖1）。這形成了外界界面對(duì)室內(nèi)空間的自然對(duì)流影響很大，冬季易在四周造成下降氣流。（3）居留區(qū)人均占有空間體積大（圖1）。從衛(wèi)生角度看是良好的，可采用較小的換氣次數(shù)。（4）多功能的使用要求。要求空調(diào)滿足多環(huán)境，控制靈活二、負(fù)荷特性各種大空間建筑的符合因素所占的比例并不一樣。三、空調(diào)風(fēng)量和換氣次數(shù)空調(diào)風(fēng)量的確定因素可按：1.冷熱負(fù)荷的處理要求；2.室內(nèi)清潔度的保持；3.換氣次數(shù)的確保；4.滿足法規(guī)的要求。1、2、3三者是通過(guò)常規(guī)計(jì)算可確定，但3項(xiàng)有時(shí)缺少實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)作依據(jù)。對(duì)于常規(guī)的電影院、會(huì)堂，人均容積比較一致。通過(guò)室內(nèi)負(fù)荷計(jì)算及送風(fēng)溫差所得的人均風(fēng)量是相似的，相應(yīng)的換氣次數(shù)一般在4~6次/之間，但對(duì)于體型復(fù)雜、空間大小不規(guī)則、居留密度偏高的場(chǎng)合，這些指標(biāo)不一定能套用。例如對(duì)于體育建筑的情況，其換氣次數(shù)最大為4.5次/，最小為1.2次/。這是由于：1.這類建筑體積龐大，賽場(chǎng)內(nèi)人數(shù)少；2.設(shè)計(jì)對(duì)負(fù)荷的處理和計(jì)算考慮不同，因而有計(jì)算確定的換氣次數(shù)有較大的區(qū)別。但只要采取有效的氣流組織，即使換氣次數(shù)小，亦能滿足空調(diào)的要求。四、空調(diào)方式、氣流組織及有關(guān)問(wèn)題1．空調(diào)方式和氣流組織對(duì)室內(nèi)環(huán)境和負(fù)荷的影響?？照{(diào)采用不同的空調(diào)形式或氣流組織對(duì)室內(nèi)溫度的垂直方向的分布有很大的影響。另外，空調(diào)送回風(fēng)方式對(duì)負(fù)荷率也有很大的影響，因此在設(shè)計(jì)中氣流組織與負(fù)荷計(jì)算是相互聯(lián)系的。2．居留區(qū)（工作區(qū)）空調(diào)和誘導(dǎo)通風(fēng)的應(yīng)用。對(duì)于一般的電影院、會(huì)場(chǎng)等的空調(diào)和氣流組織，由于高度有限，一般都采用全面空調(diào)方式，輔以比較常規(guī)的氣流組織形式。但高大空間室內(nèi)溫度分層現(xiàn)象非常嚴(yán)重。實(shí)踐證明，可以在不同的場(chǎng)合采用不同的分層空調(diào)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)居留區(qū)（工作區(qū)）空調(diào)的基本原則是：（1）供冷時(shí)，冷風(fēng)只送到工作區(qū)。此外利用室外空氣或回風(fēng)以分隔形成上部非空調(diào)房間，或用于滿足消防排煙之需。（2）在供暖時(shí)，送風(fēng)溫差宜小，且應(yīng)送到工作區(qū)。有條件時(shí)與輻射供暖結(jié)合。采取這些措施后，空調(diào)負(fù)荷可減少30%~40%。采用誘導(dǎo)方式（誘導(dǎo)封口的誘導(dǎo)比和為4~5倍），從而可使上下溫度分布均勻。對(duì)大空間空調(diào)來(lái)說(shuō)，最重要的是氣流的控制。3．大空間送風(fēng)方式的總體選擇。繡不同性質(zhì)怠的公共建筑和汪人員停留情況某，整體考慮的戒送風(fēng)方式有下腥面的原則：對(duì)泄長(zhǎng)時(shí)間停留且撲對(duì)舒適要求高庭的場(chǎng)合，如劇擔(dān)場(chǎng)觀眾廳、宗趁教教堂、大教民室等無(wú)論白規(guī)模大小都適躬宜采用頂棚噴閉口；對(duì)長(zhǎng)時(shí)間易停留但對(duì)舒適班要求不太高的秤場(chǎng)合，如體育曲館、室內(nèi)棒球顆場(chǎng)、大工場(chǎng)，因適宜采用頂棚尸噴口和橫向噴惜口；對(duì)短時(shí)間共停留的場(chǎng)合，計(jì)如空港大廳、域門廳等，則不朽適宜采用頂棚敢散流器和向上鋤送風(fēng)的方式。退睜圈4桌．各類建筑的動(dòng)具體措施。幅嗓（伶1碌）劇場(chǎng)、音樂(lè)慌廳、會(huì)撫場(chǎng)忍1竄.遍總體來(lái)講，均注采用低速風(fēng)道符全空氣方式。男為調(diào)節(jié)負(fù)荷，斷也有采用變風(fēng)巾量調(diào)節(jié)方式的洲。從室內(nèi)空氣夾分布來(lái)看，有萄稀釋型和置換袖型。傳統(tǒng)的上姐送下回方式屬氣稀釋型，均勻劃的下送上回方籍式屬置換型。仆負(fù)荷強(qiáng)度大者莊建議采用置換駱?lè)绞街?。?圾.烏氣流組織形式叛：上送下回，進(jìn)側(cè)送下回，后男部噴口送風(fēng)，淚下送上回。以昆上發(fā)生均用采洲用，一般是幾紐種方式綜合應(yīng)獲用斷。席3犬.僅用合理的系統(tǒng)濾分區(qū)來(lái)保證場(chǎng)問(wèn)內(nèi)溫度分布的嘆均勻性。一般惜觀眾廳根據(jù)平熊面和垂直方向?qū)？煞侄鵀槌?~匪5衛(wèi)個(gè)區(qū)。根據(jù)廳纏內(nèi)存在溫度梯貫度的特性，采抱用多區(qū)臺(tái)杰AH軍U遍或在系統(tǒng)支路鐵上設(shè)調(diào)溫裝置盼，以控制送風(fēng)否裝置非。蓋4元.便合理設(shè)計(jì)舞臺(tái)面空調(diào)系統(tǒng)?？烧谖枧_(tái)兩側(cè)天款橋下安裝送風(fēng)此管，向下、向園側(cè)臺(tái)送風(fēng)?？梢霸谇疤鞓蛳略O(shè)蛇送風(fēng)管，向下捐送風(fēng)，直達(dá)表槐演區(qū)，或采用羅球形旋轉(zhuǎn)風(fēng)口殺從舞臺(tái)兩側(cè)向析中央送風(fēng)。也材可沿幕間設(shè)扁飛高型風(fēng)管向下企送風(fēng)。另外，功舞臺(tái)必須設(shè)立卸獨(dú)立的送回風(fēng)啞系統(tǒng)，以便調(diào)輩節(jié)壓力。糟矮（流2控）體育比賽管談及多功能大謙廳堤1附.短滿足居留區(qū)域滾空調(diào)：可采用漲側(cè)送射流覆蓋隆觀眾席，相當(dāng)引于局部空調(diào)的條坐席空調(diào)在大市型體育館中也奧用應(yīng)用。從節(jié)儲(chǔ)能出發(fā)，對(duì)于碰超大型比賽場(chǎng)乘地，在賽場(chǎng)內(nèi)忌不一定設(shè)空調(diào)甲系統(tǒng)。對(duì)于比涌賽場(chǎng)地有嚴(yán)格凱要求的，可利吐用賽場(chǎng)周邊的碗看臺(tái)向場(chǎng)內(nèi)送紡風(fēng)圾。橡2躬.如氣流組織手法顏：變更送風(fēng)方堅(jiān)向，以滿足所考需的射流軌跡輕，適應(yīng)冬季和孫夏季的不同要仿求。變更送風(fēng)歌口的數(shù)量和位梢置，以控制相頸應(yīng)的空調(diào)區(qū)域仁。焦3技.教利用可感氣流蛙。從節(jié)能和熱澆舒適兩者矛盾延的統(tǒng)一出發(fā)，笑大型的體育場(chǎng)炸內(nèi)可利用加強(qiáng)葛場(chǎng)內(nèi)氣流速度擋來(lái)滿足舒適性勿的要求，這時(shí)薯夏季可適當(dāng)提晃高室內(nèi)的溫度丈?？?jī)3米.父高速噴流系統(tǒng)捏。為防止在大舍空間形成嚴(yán)重始的溫度梯度。稠造成熱空氣在校上部的滯留，獎(jiǎng)近幾年來(lái)多功適能大廳、體育雪館采用系統(tǒng)的湯或單體式誘導(dǎo)遭噴口特別廣泛陶。各棒（牽3鄰）中耍庭謎1霧.飯封閉式中庭：灌中庭內(nèi)的溫度額波動(dòng)較小，一想般能處于舒適吧溫度區(qū)，即處話于零耗能帶。雁可只考慮排風(fēng)諒（夏季）和地咱面輻射采暖（矩冬季），不一決定設(shè)空調(diào)系統(tǒng)旁。也可在中庭這的下部根據(jù)實(shí)闖際的負(fù)荷設(shè)置揀空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)備，用水平送風(fēng)未來(lái)隔斷上下層格空調(diào)凱。注2賺.雙開啟式中庭：外通常在低層部跟位用空調(diào)送風(fēng)廉直接控制，也參有在活將動(dòng)中心直接設(shè)再置與建筑相協(xié)太調(diào)的空調(diào)送風(fēng)春裝置和在各層朋中庭界面上設(shè)災(zāi)送風(fēng)口的。由陸于中庭的體型淺各不相同，所蠻處地點(diǎn)和氣候循不同，功能亦緣有區(qū)別，在設(shè)丈計(jì)時(shí)，應(yīng)事先呼進(jìn)行模型實(shí)驗(yàn)稠和計(jì)算機(jī)模擬災(zāi)計(jì)算。賽關(guān)于膜構(gòu)欺造體育建筑、疫游泳比賽館、愁人工冰場(chǎng)、空擊港旅客大廳的艇空調(diào)因其特殊勇性，有專門的稍文獻(xiàn)介紹，這惹里由于篇幅的怪限制就不一一帳闡述了。畜五、大空間建追筑的空調(diào)冷熱柏源相常規(guī)的冷粱熱源，電力型淘或熱力型（如兩燃?xì)猓┑膲嚎s傳式制冷機(jī)（或焰熱泵）、吸收隸式制冷機(jī)、直狠燃式冷熱水機(jī)例組均可用于大賢空間建筑。從令供冷供熱的角漸度出發(fā)應(yīng)該考狼慮：當(dāng)所在地倆區(qū)已有足夠規(guī)狡模的區(qū)域供冷蠟供熱設(shè)施時(shí)，趴可利用其裝置滔提供冷熱量；福在供冷供熱的啊基本方式上應(yīng)賓盡可能采用熱竭泵和蓄冷蓄熱侍技術(shù)；在有些碗場(chǎng)合燃?xì)鈾C(jī)熱碎泵也是十分合饅理的能源方式當(dāng)。此外能源的秤復(fù)合曉化現(xiàn)—濾復(fù)合能源的應(yīng)流用也是值得注斗意的傾向。使硬用兩種能源，務(wù)如電力和燃?xì)忪o（或油），在牙一定程度上不劉僅可實(shí)現(xiàn)城市句供能中電力與礦燃?xì)夥骞戎g固的平衡，而且暴在能源價(jià)格可煤選擇的場(chǎng)合下遼，對(duì)運(yùn)行費(fèi)用宵可以有調(diào)劑作地用。凡六、大空間建止筑節(jié)能字失騾8祝0驕年代的大空間紙建筑在節(jié)能問(wèn)喬題上只要著眼啊于節(jié)約能源和郊對(duì)舒適性方面記的關(guān)心。進(jìn)常入陽(yáng)9持0敢年代以后，除災(zāi)了以上的考慮僻外，更加關(guān)注剪空調(diào)建筑物對(duì)暑地球環(huán)境的影何響。應(yīng)充分利犁用自然能（太典陽(yáng)、風(fēng)、雨、隔土等），以便臥最大限度的節(jié)樹約能源和資源倦，并減低對(duì)環(huán)勞境的負(fù)荷。鼓傳統(tǒng)的行須之有效的利用準(zhǔn)能源的手段對(duì)活大空間建筑物黎仍然是適用的飽。在空調(diào)方面被減少設(shè)計(jì)負(fù)荷孝（建筑設(shè)計(jì)上瀉配合），采用租居留區(qū)空調(diào)，遲合理確定送風(fēng)罰量和新風(fēng)量，酷減低空氣和水夾的輸送能耗、襪利用新風(fēng)供冷真、合理的能源已組合、選用高療效率的制冷設(shè)通備和空氣末端逐裝置、蓄冷和翁低位熱源的利貴用等，都是重覽要的節(jié)能措施考。在有條件的膠情況下，下面握的方法可以采紐用：骨狂（陵1脂）建筑采用覆察土埋入式將體從育館做成下沉燙式，即半地下帳化，周圍覆以亮土層，在隔聲平、保溫、提高誼建筑物穩(wěn)定性雪方面十分有利蜂。裳差（輸2派）利用自然通端風(fēng)對(duì)于沒(méi)有環(huán)但境噪聲干擾的蠻大空間建筑，否最大限度地利牽用自然通風(fēng)改麻善室內(nèi)環(huán)境和總節(jié)約能量消耗探是最為合理的酸?，F(xiàn)今屋頂可替開閉式大型體仿育館徹底實(shí)現(xiàn)袖了這一要求。至泥（歇3離）土壤熱的利服用體育館占地?fù)娣e大，利用訓(xùn)其地下的土壤嫂作為蓄熱材料化蓄熱十分有利脂。例如在進(jìn)廳盾地面下埋設(shè)盤姥管，利用夜間賺由廉價(jià)電力制臥冷（熱）水，脂由盤管將熱量攤蓄在土層，白雕天取出供空調(diào)斥用，同時(shí)由于乞地下蓄熱，使其地板起輻射供俗冷（熱）的作級(jí)用。此外，為與了減低新風(fēng)負(fù)痰荷，將新風(fēng)流驚經(jīng)專用的配管徐溝道進(jìn)行預(yù)冷膛或預(yù)熱，間接貼利用了土壤的匆熱量（土壤與答空氣換熱）。乳戴七、其他問(wèn)題江濁（共1揚(yáng)）系統(tǒng)劃分問(wèn)百題榆系統(tǒng)劃分雞原則：轎貍燕1伶.版大空間建筑風(fēng)鴿量龐大，從平奸面上看，應(yīng)根池?fù)?jù)方位、面積犁，分區(qū)組織空嬸調(diào)系統(tǒng)，一般腸中大型體育館模均作分區(qū)。頓叉民2束.論在以上的基礎(chǔ)欣上，根據(jù)上下聽溫度均勻性的摟要求，多功能牢使用的可能性鄉(xiāng)，工作時(shí)間的表差別予以劃分乘系統(tǒng)。以切趙3抱.肆根據(jù)具體情況潛也可把系統(tǒng)細(xì)跨分化，這樣不趟出現(xiàn)大風(fēng)道，亭但水系統(tǒng)較復(fù)示雜。宵撥（督2杏）空氣處理問(wèn)疲題忘具渴1召.功國(guó)例外誤7朝0謹(jǐn)年代起空氣處往理箱中均采用弓表面換熱器，月一般設(shè)再熱器璃和加濕器。自吧鋪2翁.圣應(yīng)重視空氣過(guò)毯濾問(wèn)題。指隸硬3驗(yàn).費(fèi)新風(fēng)與排風(fēng)之絡(luò)間設(shè)全熱換熱守器回收能量：粉這是減少冷熱泥裝置負(fù)荷的重泄要措施，既減編小裝置容量，釘節(jié)約初投資，展有可降低運(yùn)行濤費(fèi)用。度傅圣4麻.墳直接根據(jù)人員劣的多少控制進(jìn)臨入系統(tǒng)的新風(fēng)辱量繼啦壁5灣.駐對(duì)于干熱地區(qū)酷，根據(jù)氣象條餓件的分析，有化些大空間建筑順可采用經(jīng)直接存蒸發(fā)或間接蒸維發(fā)冷卻器的全蜂新風(fēng)空氣處理當(dāng)系統(tǒng)。額犧（如3浪）新風(fēng)預(yù)處理燥方式在輪奪1丙.油新風(fēng)用深井水醒冷卻后再與回畫風(fēng)混合，有很營(yíng)好的經(jīng)濟(jì)性，墻與空氣處理后潑的井水用作制幸冷機(jī)冷凝器的兔冷卻水，可以臘改善制冷機(jī)的霞工況，當(dāng)井水夏應(yīng)用受限制時(shí)體，不可行。筒晃趨2敏.鎖根據(jù)影劇院潛謠熱負(fù)荷大、新糾風(fēng)比大、空調(diào)閱制冷除濕負(fù)荷賀大的特點(diǎn)，美唉國(guó)有些地區(qū)采聚用對(duì)新風(fēng)預(yù)除狂濕處理，然后生混合回風(fēng)再經(jīng)依空氣冷卻處理首。結(jié)束語(yǔ)：馳隨著社會(huì)晌的進(jìn)步，人民圾對(duì)生活質(zhì)量的庫(kù)追求，除物質(zhì)雞生活之外，對(duì)踐精神、文化、歷體育方面的情迷趣有了越來(lái)越斥高的要求，為尖此人們期盼著檢有更多的功能音合理的質(zhì)量上說(shuō)乘的環(huán)境舒適野的公共活動(dòng)空棗間的建設(shè)。對(duì)日于這些空間的流環(huán)境設(shè)備也要訂求在健康、舒杰適、能源有效奶利用和地球環(huán)應(yīng)境保護(hù)方面有厘新的創(chuàng)造。同祖時(shí)作為大空間明建筑的功能各隔國(guó)都在朝功能