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摘要:我国自从进入二十一世纪以后,经济的发展速度大大提升,人们的生活水平不断的提高,人们对于住房的需求从原来的住房紧张有房住即可,到现在的要舒适、要大空间,对其它设施的要求变化也是这路线。这种需求的变化,直接导致建筑类型的改变。越来越多的大空间建筑被建设出来。但是,大空间建筑从名字上我们就能感觉出来它的特点就是大,没错正因为它特别的大,因此它对资源的消耗也特别的大,尤其到了冬天进行空调取暖时,资源的消耗程度十分惊人。而目前的国策是建设一个节约型社会,因此,大空间建筑暖通空调节能设计是时代的要求,是大空间建筑取暖的一个必然趋势。
关键词:大空间建筑;暖通空调;节能设计
1.大空间建筑空调的要求及特点
大空间建筑由于其空间大,所以空调负荷的有效区域空间在整个建筑空间当中的比例就显得很低了;大空间建筑的外墙面积与地板面积的比值较大;由此造成的影响便是外界界面对室内空间自然对流有着较大的影响作用,这样在大空间建筑在冬季会在建筑物的四周形成相应的下降冷气流;大空间建筑一般都有多功能的要求,会设置临时舞台、活动座椅等装备,在进行空调系统设计时,必须考虑空调系统的控制的灵活性,在空调系统负荷的分配以及冷热源的配置方面作相应考虑。
2.大空间暖通空调设计中注意问题
2.1充分掌握建筑的实际情况
暖通空调的设计人员在着手进行空调系统的设计时,首先要对建筑的内部结构和使用功能进行全方位的了解,了解建筑物的性质,清楚楼层分布,建筑内部的人员分布,空调系统的使用时间,合理布置新风口和排风口位置。
2.2设计单独的热源
为满足空调、采暖、制冷、热水供应等方面的需求,高大空间建筑设计需要有单独的热源,因此在设计中还要考虑大空间建筑锅炉房的位置,需要在地下室内或屋顶上设置锅炉。
2.3采暖系统的垂向失调问题
大空间建筑的特点决定了其采暖系统垂向严重失调问题的存在,空调系统有较大的水静压力,会对室外空调系统的管网的水力造成直接的影响,同普遍的多层建筑相比,大空间建筑的暖风空调系统的形式和空调室外管网的连接布置有很大的区别。
2.4选择合理的送风方式
大空间建筑的高度高的特点导致了其具有较大的温度梯度,应采用合理的气流组织。一般采用顶棚送风下部回风的上送下回的送风方式,采用可调节风量和射程的喷口,冬季提高的送风风速和改变送风角度。并对气流组织进行精确的计算,确定风口位置设置的合理性。风口的布置还应结合建筑装修,以达到室内美观。
3.大空间暖通空调设计的难点
大空间暖通空调设计的难点主要体现在以下四个方面:
1)大空间建筑设计往往需要有单独的热源,以满足空调、采暖、制冷、热水供应等方面的需求。由于用地紧张和其他一些原因,很多大空间建筑需要在地下室或屋顶上设置锅炉房,这使得大空间建筑的热源设计变得更为复杂。
2)大空间建筑往往高度较高,这也加重了采暖系统的垂向失调,同时由于系统水静压力较大,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)大空间建筑的空调设计气流组织因温度梯度较大,需采用合理的送风方式。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。
4.节能途径
据统计调查显示,我国暖通空调能耗已经占到建筑物总能耗的一半以上,对于大空间建筑物情况更是如此。因此,大空间建筑在空调设计中如何做到降低能耗,将对整个建筑物的节能减排起着重要作用,在这个节约型社会中节能减排也是大空间建筑的一个必然趋势。下面,我们来具体分析一下目前我国主要的大空间建筑暖通空调节能设计。
4.1合理选取室内温、湿度设计参数
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一度,约可减少热负荷百分之十,节省量是极为可观的。
4.2新风量的计算与取值
新风负荷占空调总负荷的百分之二十到四十之间,因此,对新风量标准值高低的取舍,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。因此,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新风量。
4.3冷、热负荷计算
由于大空间建筑高度大,空调负荷有效区域所占的空间占整个空间的比例很低,如果考虑全室性空调,则能耗和初投资都较大。从节能出发,采用分层空调,则应分为上部非空调区和下部空调区。因此其得热应按上、下两区分区进行计算,即在非空调区计算通风排热负荷,在空调区计算空调负荷。因此,分层空调除考虑一般全室性空调负荷计算项目之外,还必须考虑上下两区之间的对流换热交换和辐射热交换所引起的热转移冷负荷。
4.4冷、热源方案
在确定冷热源方案时应结合当地资源的特点,从经济性、安全性等方面进行论证。规模较大的项目,宜采用水冷机组。由于此类建筑均属于人员短期密集,辅助房间面积占整个建筑面积的比例很小,人员负荷、灯光负荷、新风负荷占空调冷负荷的大部分,而且该部分负荷变化大,在选择机组台数时,应考虑以下俩点因素,使得机组的台数应能满足负荷的变化要求:(1)不举办活动时,只有对外营业场所以及少量的办公等辅助用房需要供冷或供热;(2)人员数量变化大,新风负荷变化大。
4.5系统设计
体育馆、礼堂等属于人员密集、设备散热量大的场所,过渡季节仍然需要空调降温。因此采用全空气低速风道双风机系统较为合理。室外进入的新风和部分回风混合后,经过滤、冷却或加热处理后送入比赛大厅。空调机组新风口、回风口、排风口分别配带电动风阀,根据室外新风焓值,调节3个阀门的开度,实现过渡季节全新风运行,以达到节能和改善室内空气品质的目的。
4.6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,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。
5.结语
综上所述,在当今全球环境不断恶化、自然资源不断减少的形式下,暖通空调的节能设计也就显得尤为重要。对暖通空调系统进行节能减排的设计,不但可以减少对不可再生能源的消耗,缓解电力紧张的问题,而且还可以保护环境。建筑节能不但是21世纪中国建筑行业发展的一个重点内容,更是中国改革发展的迫切要求。中国要想实现可持续发展,实现节能和环保是重中之重。建筑节能主要在于提高能量的利用率,而暖通空调技术的发展将会对建筑节能产生积极的影响。在未来的社会化发展中,建筑节能将有一片广阔的发展前景,并成为引领建筑行业发展的启明灯。
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