一般高大空間空調設計的幾種模式

一般高大空間空調設計的幾種模式

現(xian)在很多(duo)大型的(de)建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)一般具有(you)高度高、體積大等顯著特(te)點。一般的(de)大型建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)高度都(dou)在10 m 以(yi)上(shang)，有(you)一些(xie)體育場館的(de)高度更高，達到30 m 以(yi)上(shang)。這些(xie)大型建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)具有(you)如下特(te)點：

（一）高度較高，在空間(jian)上形(xing)成(cheng)溫差(cha)梯度。建筑外墻面積與地面面積比(bi)差(cha)異(yi)大，室內(nei)氣(qi)流(liu)易受外界影響。

（二）人員聚集(ji)，使用時間集(ji)中，諸如影劇院(yuan)、多功能(neng)會議(yi)中心等對舒適(shi)度提出了較高要求(qiu)，空調冷、熱負荷(he)分布不均(jun)勻。

（三）具(ju)有多個(ge)功(gong)能(neng)區(qu)域，對于不(bu)同功(gong)能(neng)區(qu)域的環境(jing)空調負荷要求不(bu)一。

例如，劇場(chang)舞臺(tai)外墻上(shang)外窗少(shao)，夏(xia)季圍護結構的冷負(fu)荷(he)相(xiang)對小，觀眾廳密集(ji)，新風量大，導致(zhi)冷負(fu)荷(he)較大；而舞臺(tai)區域(yu)人相(xiang)對不多，冷負(fu)荷(he)主要來自電氣(qi)設備(bei)發(fa)熱、燈光照(zhao)明(ming)；劇場(chang)辦(ban)公(gong)、休息區域(yu)等(deng)與(yu)一般辦(ban)公(gong)樓一樣，采用一般的空(kong)調系統即(ji)可。

又如，體育(yu)場館人(ren)員、燈光照明、設備等散(san)熱量(liang)占總(zong)冷(leng)負(fu)荷(he)約(yue)70%，新風冷(leng)負(fu)荷(he)約(yue)20%，其余為圍護(hu)結構。設計時應根據功能不同劃(hua)分不同區域，分別計算其制冷(leng)負(fu)荷(he)，選擇更加合理(li)的空(kong)調系統。

冷熱源的選擇

由于高大空間空調系統的特(te)殊性，所以要獨立設(she)置(zhi)冷、熱源。如果(guo)區域內(nei)設(she)置(zhi)有區域供(gong)(gong)冷、供(gong)(gong)熱站時(shi)，為了(le)合理(li)利用(yong)資源，要多利用(yong)區域供(gong)(gong)冷、供(gong)(gong)熱站。

對冷(leng)熱源的選(xuan)擇(ze)，可以采用常規的電(dian)動(dong)壓縮式制冷(leng)機(ji)組(zu)(zu)、直燃(ran)式制冷(leng)制熱機(ji)組(zu)(zu)、集(ji)中式換熱站和鍋爐房(fang)，且風(feng)冷(leng)熱泵機(ji)組(zu)(zu)可以做為輔助熱源來使用。

近幾年，經濟較好的地方也開始使(shi)用新型技術來節省能源(yuan)、保護環境，如冰蓄冷(leng)空調系(xi)統、地源(yuan)/水源(yuan)熱(re)泵系(xi)統等。

分析現狀

  （一(yi)）上送(song)下(xia)回全(quan)空氣(qi)空調系統

在(zai)這(zhe)套系統(tong)內，在(zai)上方的網架空間內或在(zai)頂棚安裝有送風口(kou)，在(zai)側墻或者下方座椅旁邊設(she)置回風口(kou)，可以從(cong)上到下把氣流輸送到人(ren)員區域內，并由回風系統(tong)將其排出。

機械集中(zhong)的(de)排風(feng)系統應放置在舞臺(tai)空(kong)間的(de)頂部或上部。設計過程中(zhong)要(yao)注意，熱、冷源需在距離地面大概兩米的(de)人員停留區域，氣流(liu)的(de)平均風(feng)速(su)為0.2 ～ 0.5 m / s，而(er)送風(feng)口的(de)風(feng)速(su)一定要(yao)小于等于10 m / s。

旋流風(feng)口(kou)或噴口(kou)是(shi)上(shang)送風(feng)系(xi)統中的主要適(shi)用風(feng)口(kou)，主要特(te)點(dian)是(shi)大風(feng)量、低噪音、風(feng)速可(ke)(ke)(ke)控(kong)、射程遠、穩(wen)定的阻(zu)力特(te)性，所(suo)以(yi)很(hen)多(duo)空(kong)間很(hen)大的建筑會使用旋流風(feng)口(kou)。該風(feng)口(kou)不僅(jin)可(ke)(ke)(ke)以(yi)安裝在如(ru)會議室等(deng)層數較低的樓層，而且也(ye)可(ke)(ke)(ke)安裝在體育館、廠(chang)房、機場等(deng)層高很(hen)高的地方。

空氣(qi)處(chu)理完后(hou)會被上送(song)風系統(tong)運送(song)到各(ge)個不同的地方，以滿足(zu)各(ge)種不同的需求。

然而，有(you)利就有(you)弊，該套(tao)系(xi)統(tong)與其他(ta)系(xi)統(tong)相比會消耗更多資源，且(qie)由于(yu)熱(re)空氣的進入會使人(ren)員(yuan)區域(yu)內的空氣質(zhi)量相對較(jiao)(jiao)差，不利于(yu)健(jian)康。所以，設計過程中，不僅(jin)要考慮(lv)環保(bao)，更要在(zai)環保(bao)的基(ji)礎上選擇性價(jia)比較(jiao)(jiao)高(gao)的系(xi)統(tong)。

  （二）輔助房(fang)間內系統的設計

在(zai)許多大型的(de)(de)公共建(jian)筑內部(bu)(bu)，通(tong)常會(hui)有一部(bu)(bu)分輔助(zhu)(zhu)房間，如(ru)會(hui)議室、貴賓休息(xi)室、機房、器材室等。這些輔助(zhu)(zhu)房間的(de)(de)功能、構造、部(bu)(bu)位(wei)、環境、使用條件與(yu)主體部(bu)(bu)位(wei)不(bu)一樣，所以(yi)對輔助(zhu)(zhu)房間的(de)(de)空調系統要單獨設置節約能源。

輔(fu)助房間的系(xi)統(tong)有(you)加新(xin)風系(xi)統(tong)、恒溫恒濕系(xi)統(tong)、多(duo)聯(lian)機(ji)系(xi)統(tong)等可以(yi)選擇。

選擇好(hao)之后，要按(an)照房間(jian)的(de)使用(yong)時間(jian)和功能的(de)不同來區分控制，同時也要與主系統區分，以節約能源，達到*好(hao)的(de)效(xiao)果。

  （三）采暖系(xi)統

現在的高大空間公共建筑使用的次(ci)數一般(ban)較少，大部分時(shi)間都在閑(xian)置中。

相對來說，更為(wei)寒冷的北(bei)方的大型建筑(zhu)在(zai)冬季一般會采用以(yi)空(kong)調(diao)采暖(nuan)(nuan)為(wei)主、地暖(nuan)(nuan)或者散(san)熱(re)器等其他采暖(nuan)(nuan)方式(shi)為(wei)輔(fu)的采暖(nuan)(nuan)方式(shi)。

建(jian)(jian)造時(shi)(shi)，幾種(zhong)不(bu)同的(de)(de)采(cai)(cai)暖(nuan)(nuan)系統不(bu)能(neng)設計在一起(qi)。建(jian)(jian)筑(zhu)在平時(shi)(shi)不(bu)使用(yong)時(shi)(shi)，關閉主系統，只使用(yong)輔助(zhu)取(qu)暖(nuan)(nuan)，輔助(zhu)取(qu)暖(nuan)(nuan)的(de)(de)溫(wen)度一般為5 ～ 10℃。開(kai)始使用(yong)后，同時(shi)(shi)開(kai)啟兩種(zhong)系統共同采(cai)(cai)暖(nuan)(nuan)。地暖(nuan)(nuan)也就是地板輻(fu)射采(cai)(cai)暖(nuan)(nuan)的(de)(de)原(yuan)理是利用(yong)熱(re)輻(fu)射來達到采(cai)(cai)暖(nuan)(nuan)的(de)(de)目的(de)(de)，相(xiang)對比(bi)較舒(shu)適(shi)。

所以，在一些需要高(gao)(gao)溫度(du)的(de)場(chang)所采用(yong)地暖系統(tong)更為(wei)合適。地暖系統(tong)中，供(gong)回水(shui)的(de)溫度(du)不(bu)高(gao)(gao)，約(yue)45 ～ 55 ℃。地暖在建(jian)造(zao)時，為(wei)了(le)達到*好的(de)效果，從中間到外圍應(ying)該逐漸增大(da)管道的(de)距(ju)離。

   （四）下送風空調系統(tong)

在大(da)型(xing)建(jian)筑的大(da)廳(ting)內，因為(wei)使(shi)用(yong)頻率(lv)低、空間大(da)且人多，對噪聲的要(yao)求(qiu)很嚴(yan)格(ge)。這種類型(xing)的大(da)廳(ting)一般要(yao)使(shi)用(yong)下(xia)送(song)風(feng)空調(diao)系統。送(song)風(feng)口建(jian)造(zao)在座椅下(xia)面，頂棚會建(jian)造(zao)回風(feng)口。

為了使使用者更(geng)加舒(shu)服，送風口送的(de)風溫差小于5 ℃，以4 ℃為宜(yi)。在(zai)送風口旁(pang)另(ling)設(she)送風道，并有一定的(de)防火措(cuo)施和降(jiang)低噪音的(de)措(cuo)施等。

采用該系統，大(da)廳(ting)溫度會從(cong)下到(dao)上(shang)逐漸(jian)提高，各方(fang)面的(de)指標都很好，非(fei)常適合電影院的(de)觀眾廳(ting)。

不過要注意，送風口(kou)距(ju)離前面觀眾手肘(zhou)處(chu)的距(ju)離在(zai)一米(mi)之(zhi)內，從舒適度(du)方面考慮，一定要嚴格(ge)控制觀眾所在(zai)區域的溫(wen)度(du)和空氣流(liu)速。

首先，送風(feng)口的風(feng)溫以4 ℃為(wei)宜；其次，送風(feng)口風(feng)速要(yao)小(xiao)于(yu)1.8 m / s。只有小(xiao)于(yu)1.8 m / s，風(feng)到(dao)達觀(guan)眾腿部的風(feng)速才會不大(da)于(yu)0.2 m / s，才能使觀(guan)眾擁有*好的體驗

   （五）分層(ceng)空調系統(tong)

特點：該系統是(shi)利用(yong)更(geng)(geng)為合適的(de)(de)氣(qi)流對建筑的(de)(de)工作區域(yu)(yu)、非工作區域(yu)(yu)除外，進(jin)行適當(dang)的(de)(de)處(chu)理(li)，在(zai)空間的(de)(de)中部設置(zhi)(zhi)高速噴口來作為工作區和非工作區的(de)(de)分界線。該系統的(de)(de)回風口在(zai)送風口的(de)(de)一側靠(kao)下位(wei)置(zhi)(zhi)，比其他系統更(geng)(geng)加節省能源(yuan)，降低了(le)20% ～ 40% 的(de)(de)能耗。

該系統的(de)氣流組織：惻送下回是(shi)使用*多的(de)方式。在建筑(zhu)周圍的(de)墻上設置送風(feng)口，按(an)照一定角度開始送風(feng)，初始風(feng)速為(wei)6 ～ 12 m / s、送風(feng)溫差為(wei)8 ～ 12 ℃。

當射流落下時(shi)(shi)，低速(su)通過工(gong)作區(qu)域，此時(shi)(shi)風速(su)為(wei)0．2 ～ 0.5 m / s 左(zuo)右(you)。為(wei)避免其(qi)他的(de)物(wu)體檔(dang)風，應(ying)在四(si)米之(zhi)上的(de)高度設置送風口。設計時(shi)(shi)的(de)注意要點：

因(yin)為送風(feng)口(kou)的設置(zhi)點(dian)比(bi)工(gong)作(zuo)區域高得多，噴口(kou)噴出的氣(qi)流(liu)正常情(qing)況不可能到達工(gong)作(zuo)區域。為了使回流(liu)風(feng)到達工(gong)作(zuo)區域，需要(yao)在噴口(kou)的同一側面設置(zhi)回風(feng)口(kou)，使系統(tong)能夠達到使用的需要(yao)。

由于(yu)高大(da)空(kong)(kong)間建筑的空(kong)(kong)間跨度較大(da)，應該使用兩側送(song)風(feng)回風(feng)或者(zhe)單側送(song)風(feng)回風(feng)等形式進行設計。

計(ji)(ji)算冷負(fu)(fu)荷時，一定要注(zhu)意(yi)到非工作區(qu)域(yu)對(dui)工作區(qu)域(yu)的(de)(de)熱對(dui)流以(yi)及熱輻射(she)所產(chan)生的(de)(de)冷負(fu)(fu)荷，并采用(yong)(yong)分(fen)(fen)層(ceng)計(ji)(ji)算的(de)(de)方(fang)法(fa)計(ji)(ji)算冷負(fu)(fu)荷。分(fen)(fen)界層(ceng)的(de)(de)高度越高，下層(ceng)的(de)(de)空調(diao)區(qu)域(yu)就越大，所以(yi)冷負(fu)(fu)荷就會越大。對(dui)熱負(fu)(fu)荷進行(xing)計(ji)(ji)算時，應該使用(yong)(yong)全空間計(ji)(ji)算的(de)(de)方(fang)法(fa)。

當該系(xi)統使用側送(song)風時(shi)，因為空調所(suo)動的風射(she)程(cheng)較(jiao)遠、所(suo)送(song)氣流溫差較(jiao)大等原因，會造(zao)成該系(xi)統制(zhi)熱(re)過程(cheng)中熱(re)空氣的抬升及該系(xi)統在(zai)制(zhi)冷(leng)時(shi)內部冷(leng)空氣的下降等現象明顯。

解決的(de)(de)(de)(de)方法有換送(song)風噴(pen)口(kou)(kou)，選擇(ze)一種可(ke)以根據要(yao)(yao)求(qiu)隨時(shi)調節(jie)的(de)(de)(de)(de)噴(pen)口(kou)(kou)，在(zai)該(gai)系統(tong)使(shi)用的(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)時(shi)間(jian)段(duan)內，按照(zhao)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)調整噴(pen)口(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)送(song)風位置，同(tong)(tong)時(shi)噴(pen)口(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)筏形(xing)應該(gai)使(shi)用可(ke)以自(zi)配風量(liang)的(de)(de)(de)(de)類型(xing)，按照(zhao)使(shi)用時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)和對(dui)風速要(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)，不(bu)斷調整風量(liang)，達到(dao)任何時(shi)間(jian)都能滿足人員需要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)。

當(dang)該系統的覆(fu)蓋范圍大于(yu)30m 時，可以在不同的高度位置上設置多個(ge)(ge)噴口來(lai)滿足需要。較高位置的噴口可以把風送到更遠的區域內，位置較低的噴口可以負責近處的區域，從而(er)實現對整個(ge)(ge)區域的覆(fu)蓋。

將排風(feng)系(xi)統設計在非(fei)工作區域的上(shang)部分，以排出(chu)工作區域發散出(chu)來的多余熱(re)量。

同時(shi)，可以(yi)將上部分(fen)位置的(de)(de)溫度調解(jie)下來，減少非工(gong)作區域(yu)與工(gong)作區域(yu)的(de)(de)熱(re)對(dui)流以(yi)及熱(re)輻射所造成的(de)(de)不必(bi)要(yao)麻煩，從(cong)而保(bao)證該系(xi)(xi)統的(de)(de)順利工(gong)作，使其達到(dao)指(zhi)定的(de)(de)環(huan)境要(yao)求，同時(shi)使其所在的(de)(de)建(jian)筑(zhu)有一個良好(hao)的(de)(de)工(gong)作環(huan)境。分(fen)層(ceng)空(kong)調系(xi)(xi)統具有很好(hao)的(de)(de)節能性、安全性、環(huan)保(bao)性，是一套相(xiang)當好(hao)的(de)(de)系(xi)(xi)統。

目前(qian)，該系統已經運用到更多的高大空間建筑。

   （六(liu)）新(xin)風熱回收(shou)系統

對于人員密集、設(she)備散熱(re)量(liang)高的大(da)型場所，如(ru)體育館、劇院、禮(li)堂(tang)等，新(xin)風熱(re)回收(shou)系統的應用效果非常明顯。

冬(dong)夏季節空(kong)(kong)(kong)調系統的(de)(de)運(yun)(yun)行主要(yao)是啟動空(kong)(kong)(kong)調機組、關閉排(pai)風(feng)機，以確保室外新風(feng)可以先(xian)在空(kong)(kong)(kong)氣熱交換(huan)機組內(nei)(nei)(nei)和室內(nei)(nei)(nei)排(pai)風(feng)系統中得(de)到充分的(de)(de)熱交換(huan)處理。后經過空(kong)(kong)(kong)調機組處理運(yun)(yun)輸至觀眾(zhong)廳，使室內(nei)(nei)(nei)排(pai)風(feng)系統的(de)(de)余熱量充分利用，有效降(jiang)低(di)空(kong)(kong)(kong)調機組能耗。

春秋季空(kong)(kong)調(diao)系統的運行主要是啟動排風機、關(guan)閉(bi)空(kong)(kong)調(diao)機組(zu)，室(shi)(shi)外新(xin)風直(zhi)達觀(guan)眾廳，開啟全新(xin)風模(mo)式可提高室(shi)(shi)內新(xin)風量，改善人(ren)體的舒適感，降低(di)空(kong)(kong)調(diao)系統能耗。

該系統(tong)提高了空調系統(tong)余(yu)熱量的利用率(lv)，降低了系統(tong)能耗(hao)。設計時要嚴(yan)格防止冬季(ji)設備使(shi)用時被(bei)凍壞，嚴(yan)格控制排風溫(wen)度不(bu)低于5 ℃。

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