现代大空间建筑暖通空调的设计与节能研究

现代大空间建筑暖通空调的设计与节能研究

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摘要:随着现代化社会的不断发展,大空间建筑行业也愈来愈壮大,由于大空间建筑的结构较为特殊,所以其采暖、通风和空气调节都有别于一般的建筑,我们必须要考虑到大空间建筑的特点对其进行针对性的暖通空调设计。除此之外,在绿色减排的思想理念下,节能也是大空间建筑暖通空调设计需要考虑到的一个关键问题,通过节能既能促进减排,同时还能够降低大空间建筑的使用成木,一举多得。本文主要对现代大空间建筑暖通空调的设计与节能进行了相关分析、探讨,以期能对大空间建筑暖通空调设计的整体质量提升起到促进作用。

关键词:大空间建筑;暖通空调;设计;节能

引言:现代大空间建筑是与现代社会生活和生产需要下衍生出来的一种具有现代特色的建筑形式,它与其他普通的建筑不同。大空间建筑顾名思义,其主要特点是内部空间和面积较大,同时也兼具一定的特殊性和复杂性,更依赖现代先进科学技术的发展,正因如此,大空间建筑也展现其独特的魅力,它是一种现代审美的体现,大空间建筑的美学特征主要体现在它张扬的尺度、精湛的技术以及理性的精神这三个方面。本文结合现代大空间建筑的特性对暖通空调的设计和节能进行研究。

1现代大空间建筑

1.1现代大空间建筑的基本概念

现代大空间建筑是在现代建筑技术与现代社会生活、生产需求下产生的一种建筑形式,例如现代的很多生产厂房、车站、机场、商场和展览馆等,都属于是大空间建筑。大空间建筑是国家建筑科学技术发展水平的一个重要标志,这种新型的空间结构充分的展现了我国的建筑科学技术水平,就目前情况来看,空间结构已然成为衡量一个国家建筑水平和技术水平高低的标志之一。大空间建筑以其优美的建筑造型和良好的力学性能广泛应用于大跨度结构中。

从科学的角度来进行解释的话,大空间建筑具体指的是高度高、体型大、室内场地面积大的一种建筑结构体系,它虽然能够满足现代人生活、生产对大空间的需求,但也正是由于其空间过大,有别于一般建筑,所以其采暖、通风和空气调节就成为了非常难以解决的问题,然而现代人又非常重视室内的舒适性,所以我们就必须要认真对待并解决这一问题。暖通空调为大空间建筑的采暖、通风和空气调节提供了良好的技术条件,但前提是要求我们进行科学、合理的设计,并注意控制其能耗。

1.2现代大空间建筑的结构类型

近年来,我国大空间结构发展迅速,特别是一些大建筑的建设规模和技术水平都在不断提高,并为我国空间结构的发展提供了支持。其主要的结构类型包括折板结构、壳体结构、网架结构、充气结构、悬索结构等。

折板结构。是一种由许多块钢筋混凝土板连接成波折形的整体薄壁折板屋顶结构。这种结构主要是按照应力变化的规律,将折板截面由两段向跨中逐渐增大,使大厅屋顶的外形更具有韵律感。

壳体结构。是用钢筋混凝土建造的大空间壳体屋顶结构,具有节约钢材、水泥等优点,可以减轻自重,造型新颖流畅。

网架结构。是一种普遍使用的大跨度屋顶结构,具有稳定性好、整体性强等优点,能够有效的利用建筑空间,适合用于工业化生产的大跨度网架结构。

充气结构。是通过充气构筑成的大跨度屋顶结构,兼具安装、拆装方便的优点。

悬索结构。由钢索网、边缘构件、下部支承构建三部分组成的大跨度屋顶结构,造型上具有轻盈明快的特点。

2大空间建筑暖通空调的设计难点与优化

2.1设计难点

为了配合当前全国暖通空调市场的多元化发展,针对目前所拥有的暖通空调的新技术和新系统的应用,这对于大型的空间建筑来说极其重要。暖通空调具有高大空间辐射供暖、低能耗高舒适等特点,适合用于大空间建筑中,为大空间建筑整体设计增加亮点。但是,由于大空间建筑具有其特殊性,因此,大空间建筑暖通空调的设计仍然存在很多难题。

暖通空调设备的选型及布设均比较复杂。大空间公共建筑对于室内装饰装修的要求一般比较高,因此暖通空调设备的选型和布设不仅要满足功能性要求,还要注重设备的颜色、外形和室内整体环境保持协调,尽量将设备隐藏在室内四周装饰背景中,不要显得突兀,对于室内中部空间悬挂的设备,也要结合建筑的使用功能,预留进一步的装饰条件,尽量争取美观。

大空间建筑的暖通空调系统一般都比较大,并且所需冷量、热量和风量也比较大,为提高系统运行安全性、缩小各类管道和风道规格尺寸、降低运行压力,需要对系统进行合理分区。暖通空调系统分区既要与建筑功能分区相结合,又要考虑各区流量、压力的均衡性,还要考虑运行维护的便利性,每个分区系统不应过大而达不到分区效果,也不能因过小过细造成投资浪费、运行调节复杂。

2.2设计优化

空调系统在运行时会产生大量的热量,为保证系统的正常运行,必须将其排出室外,而有些设备又存在热源需求。从节能角度考虑,二者之间存在相互结合统筹设计的可能性。此外空调系统主要分开式系统(直流式系统)和闭式系统两种。分开式系统(直流式系统)其空调器处理的空气是全新风,这种系统具有卫生条件好、能耗大、经济性差等特点。闭式系统是一种空调处理的空气全部再循环,不补充新风的系统,它具有系统能耗小,卫生条件差等特点。可以采取有效的措施,将这两种系统结合起来,形成混合式系统,兼具直流式和闭式系统的优点,各取其优势,设计出全新的空调系统。

大空间建筑供暖一般不单独采用对流散热器,但鉴于散热器供暖方式具有安装形式简单、运行及维护费用低、舒适型好的特点,应根据建筑物的使用性质,优先使用散热器供暖或者使用散热器供暖保证基本的值班温度,再用其他供暖方式达到室温要求。对于冬季供暖夏季供冷的大空间建筑,可从技术、经济与空间适应性等方面论证供暖与供冷共用末端设备的可行性,以达到综合费用的节省。

大空间建筑内部通风与防排烟也是需要着重进行设计优化的环节。通风时优先考虑自然通风,当自然通风不能满足要求时,应采用机械通风或自然通风和机械通风相结合的复合方式通风。复合通风系统应具备工况转换功能,应优先使用自然通风,当控制参数不能满足要求时,启用机械通风,对设置空调系统的房间,当复合通风系统不能满足要求时,关闭复合通风系统,启动空调系统。

3暖通空调设计节能

暖通空调的节能主要依靠自控技术,设计之初就要认真调研,根据工程所在地资源和能源供给情况,进行技术经济比选,选择合理的外部能源,做到既经济合理,又技术可行,并且节约自然资源。例如当存在市政集中供热管网时,就要考虑单独设立锅炉房设施的必要性;当靠近大型江河或湖泊时,可考虑应用水源热泵技术采集水中的热能或冷能来替代传统石化能源的可行性。

此外还要考虑利用各种新兴的环保能源,采用天然气等作为空调制冷设备的能源,有利于控制二氧化碳的排放量并减少环境污染。还可利用各种再生资源,如太阳能、风能等。既可以有效的缓解供电压力,也可减少有害物质对大气环境的破坏,创造一个绿色节能的空调,起到环保作用。

4总结

现如今,大空间建筑已经成为了现代非常重要的一种建筑结构形式,对人们的生产和生活都造成很大的影响。因此,为了保证人们在大空间建筑内生活、生产的舒适性,我们必须要做好暖通空调的设计工作,同时加强对能耗的节约与控制。

参考文献:

[1]赵忠良.对大空问暖通空调设计的探讨.科技致富向导[J].2013,18:178.

[2]少校.谈现代大空间建筑暖通空调的设计与节能[J].2016(02):112-116.

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