一般高大空間空調設計的幾種模式

一般高大空間（jiān）空（kōng）調設計的幾種模式

現在很多大型的建築（zhù）一般具有高度（dù）高、體積大（dà）等顯著（zhe）特點。一般的大型建築高度都在10 m 以上，有一些體育場（chǎng）館的高（gāo）度更高，達到30 m 以上。這（zhè）些大型建築具有如（rú）下特點：

（一）高度較高（gāo），在空間上形成溫差梯度。建築（zhù）外牆麵積（jī）與地麵麵積比差異大，室內氣流易（yì）受外界影（yǐng）響。

（二）人（rén）員聚集，使用時（shí）間集中，諸如影劇院、多功能會議中心等對舒（shū）適度提出了較（jiào）高要求，空調冷、熱負荷分布不均勻。

（三）具有多個功能區（qū）域，對於不同功能區域的環境空（kōng）調負荷要求不一。

例如，劇場舞台外牆上外窗少（shǎo），夏季圍護結構的冷（lěng）負荷相對（duì）小，觀眾廳密集，新風量大（dà），導致冷負荷（hé）較大；而舞台區域人相對不多，冷負荷主（zhǔ）要來自電（diàn）氣設備發熱、燈光照明；劇場辦（bàn）公、休（xiū）息區域等與一般辦公樓一樣，采用一（yī）般的空調（diào）係統即可。

又如，體育場（chǎng）館人員、燈光照明、設備等散熱量占總冷（lěng）負（fù）荷約70%，新風冷負荷約20%，其餘為圍護（hù）結構。設計時應根據功能不同劃分不同區域，分別計算其製冷（lěng）負荷，選擇更加合理的空調（diào）係統。

冷熱源的選擇

由於高（gāo）大空（kōng）間空調係統的特殊性，所以要獨立（lì）設置冷、熱源。如果區域內設置有區域供冷、供熱（rè）站時，為（wéi）了合理利用資源，要多利用區域供冷、供熱站。

對冷熱源的選擇，可以（yǐ）采用常規的電動壓縮式製冷機組、直燃式製冷製熱機組、集中式換（huàn）熱站和鍋爐房，且風冷熱泵（bèng）機組可以做為輔助熱源來使用（yòng）。

近幾年，經濟較好的地方也開始使（shǐ）用新型技術來（lái）節省能源、保護環境，如冰蓄冷空（kōng）調係統（tǒng）、地源（yuán）/水（shuǐ）源熱泵係（xì）統等。

分析現狀

  （一）上送下回全（quán）空氣空調係統

在這套係統內，在上方的網架空間內或在（zài）頂棚安裝有送風口，在側牆或者下方座椅旁邊設置回風口，可以從上到下把（bǎ）氣流輸送到人（rén）員區域（yù）內，並由回風係統將其排出。

機械集中的排風係統應放置在舞台空間（jiān）的頂部或上部。設計過程中要注意，熱、冷源需在距離（lí）地麵（miàn）大概兩米的人員停留（liú）區域，氣流的平均風速為0.2 ～ 0.5 m / s，而（ér）送風口的風（fēng）速一定要小於等於10 m / s。

旋流風口或噴口是上送風係（xì）統（tǒng）中的主要適用風口，主（zhǔ）要特點是大風量（liàng）、低噪音、風速可控、射程遠、穩定的阻力特性，所以很多（duō）空（kōng）間很大的建築會使用旋流風口（kǒu）。該風口不僅可以（yǐ）安裝（zhuāng）在（zài）如會議室等層數較低的（de）樓（lóu）層，而且也可安裝在體育館、廠房、機場（chǎng）等層（céng）高很高的地方。

空氣處理完後會被上送風係統運送到各個（gè）不同的地方（fāng），以滿（mǎn）足各種不（bú）同的需求。

然而，有利就（jiù）有弊，該套係統與其他係統（tǒng）相比會消耗更多資源，且由於熱空氣的進入會使人員區域內的空氣質量相對較差（chà），不利於健康。所以，設計（jì）過（guò）程中（zhōng），不僅要考慮環保，更要在環保的基礎上選擇性價比較高的係統。

  （二）輔助房間（jiān）內係統的（de）設計

在許多大型的公共建（jiàn）築內部，通常會有一部分輔助房（fáng）間，如會議（yì）室、貴（guì）賓休息室、機房、器材室等。這（zhè）些輔助房間的功能、構造、部位（wèi）、環境、使用條件與主（zhǔ）體部（bù）位不一樣，所以對輔助房（fáng）間的空調係統要單獨設置節約能源。

輔助房間的（de）係統有加新風係統、恒溫恒（héng）濕係統、多聯機係統等可以選擇。

選擇好之後，要按（àn）照房間的使用時間和功能的不同（tóng）來區分控（kòng）製，同時也要與主係統區分，以（yǐ）節約能源，達到*好的效果。

  （三）采暖係統

現在的高大空間公共建築使用的次數一般較少，大部分時間都在（zài）閑置中。

相對（duì）來說，更為寒冷的北方（fāng）的（de）大型建築在冬季一般會（huì）采用以空（kōng）調采暖為主、地暖或者散熱器等其（qí）他采暖（nuǎn）方（fāng）式為輔的采暖方式。

建造時，幾種不同的采暖（nuǎn）係統不能設計在一起。建築在平（píng）時不使（shǐ）用時（shí），關閉主係統，隻使用輔助取暖，輔助取暖的溫度一般為5 ～ 10℃。開始使用後，同時（shí）開啟兩種係統共同采暖（nuǎn）。地暖（nuǎn）也就是（shì）地板輻射采暖的（de）原理是利用熱輻射來達到采（cǎi）暖的目的，相對比（bǐ）較（jiào）舒（shū）適。

所（suǒ）以，在一些需要高溫（wēn）度的（de）場所采用地暖係統更為合適。地暖係統中，供回水的溫度不高（gāo），約45 ～ 55 ℃。地暖在建造時，為（wéi）了達（dá）到*好的效果，從（cóng）中間到外圍應該逐漸增大（dà）管道的距離。

   （四）下送風空調係統

在大型建築的大廳內，因為使用頻率（lǜ）低、空間大且人多，對噪聲的要求很（hěn）嚴格。這種（zhǒng）類型的大廳一般要使用下送（sòng）風空調係統。送風（fēng）口建造在座椅下麵，頂棚會建造回風口。

為了使使用者更加舒服，送風口送的風溫差小於5 ℃，以4 ℃為宜。在送風（fēng）口旁（páng）另設送風道，並有一定的防（fáng）火措施和降低噪音的措（cuò）施等。

采用該係統，大廳溫度會從下到上逐（zhú）漸提高，各方麵的指標都很好，非常適合電（diàn）影院的觀眾廳。

不過要注意，送風口距離前麵（miàn）觀眾手肘處的距離在一米之內，從舒適度方（fāng）麵考慮，一定要嚴格控製觀眾所在區域的溫（wēn）度（dù）和空氣流速。

首先，送風口（kǒu）的風溫以4 ℃為宜；其次，送風口風速要（yào）小於1.8 m / s。隻有小於1.8 m / s，風到達觀眾腿部（bù）的風速才會不大（dà）於0.2 m / s，才能使觀眾擁（yōng）有*好的體（tǐ）驗

   （五）分層空調係統

特點（diǎn）：該係統是利用更為合適的氣流對建築的工（gōng）作（zuò）區域、非工作（zuò）區域除外，進行適當的處理，在空間的中部設置高速噴口來作為工作區和非工作區的分界線。該係統的回風口在送風口的（de）一側（cè）靠下位（wèi）置，比其他係統更加節省能源，降低了20% ～ 40% 的能耗。

該係統的氣流組織：惻送下回是使用*多的方式。在建築周圍的牆上設置（zhì）送風口（kǒu），按照一定角度開始送風，初始（shǐ）風速為6 ～ 12 m / s、送風溫差為8 ～ 12 ℃。

當射（shè）流落下時，低速通過工作區域，此（cǐ）時風速為0．2 ～ 0.5 m / s 左右。為（wéi）避免其他的物（wù）體檔風，應在四米之上的（de）高度（dù）設置（zhì）送風口。設計時的注意要點：

因為送風口的（de）設置點比工作區域高得多，噴口噴（pēn）出的氣（qì）流正（zhèng）常情況不可能（néng）到達（dá）工作區（qū）域（yù）。為了使回流風到達工作區域，需要在噴口的同一側（cè）麵設置回（huí）風口，使（shǐ）係統能夠達到使用的需要。

由於高（gāo）大空間建築的空間跨度較大，應該（gāi）使用兩側送風回風或者單側送風回（huí）風等（děng）形式進行設計。

計算冷負荷時，一（yī）定要注意到非（fēi）工作區（qū）域對工作區域（yù）的熱對流以（yǐ）及（jí）熱輻射所產生的（de）冷負荷（hé），並采用分層計算的方法計算冷負荷。分界層的（de）高度越高，下層的空調區域就越大，所以冷負荷就會越大。對熱負荷進行（háng）計算時，應該（gāi）使用全空間計算的方法。

當該（gāi）係統使用側送風時，因為空調所動的風射程較遠、所送氣流溫差較大等原因，會造成該係統製熱過程中熱空氣的抬升及該係統在製冷時內部冷空氣的下降等（děng）現象明顯（xiǎn）。

解決的方法（fǎ）有換送風噴口，選擇一種可以根據要求隨時調（diào）節的噴口，在該（gāi）係統（tǒng）使用的不（bú）同時間段內，按照不同的要求調整噴口（kǒu）的送風位置，同（tóng）時噴口的筏形應該使用可以自配風量（liàng）的類型，按照使（shǐ）用時間的不同和對風速（sù）要求的不同，不斷調整風量，達到任何時間都能滿足人員需要的（de）要求。

當該係統的覆蓋範圍大於30m 時，可以在不同的高（gāo）度位置上設（shè）置多個噴口來滿足需要。較高位（wèi）置的噴口可以把（bǎ）風送到更遠的區域內，位置較低的噴口可以負責（zé）近處的區域，從而實現對整個區域的（de）覆蓋。

將排風係統設計在（zài）非工作區域的上部分，以（yǐ）排出工作區域發散出來的多餘熱量。

同時，可以將上部分位置的溫度調解下來，減（jiǎn）少非工作區域與工作區域的熱對流以及熱輻射所造成的不必要麻煩，從而保證（zhèng）該係統的順（shùn）利工作，使其達（dá）到指定的環境要（yào）求（qiú），同時（shí）使其（qí）所在（zài）的（de）建築有一個良（liáng）好的工作環境。分層空調係（xì）統具（jù）有很好的節能性、安全性、環保性，是一套相當好的係統。

目前（qián），該係統已經運用到更多的高大空間建築。

   （六（liù））新風熱回收係統

對於人員密集、設備散熱量高的大型（xíng）場（chǎng）所，如體育館、劇院（yuàn）、禮堂等，新風熱回收係統的應用效果非常明顯。

冬夏季（jì）節空（kōng）調係統的運行主（zhǔ）要是啟（qǐ）動空調機組、關閉排風機，以確保室外新風可以先在空氣熱交換機（jī）組內和（hé）室（shì）內排風係統中得到充分的熱（rè）交換處理。後經過空調機組（zǔ）處理運（yùn）輸至（zhì）觀眾（zhòng）廳，使室（shì）內排風係統的（de）餘熱量（liàng）充分利用，有效降（jiàng）低空調機組能耗。

春秋（qiū）季空調係統的運行主要是啟（qǐ）動排風（fēng）機、關閉空調機組（zǔ），室外新風直達觀眾廳，開啟全新風模式可提高（gāo）室內新風量，改善人體（tǐ）的舒（shū）適感，降低空調（diào）係統能耗。

該係統提高了空調係統餘熱量的利用率，降（jiàng）低了係統能耗。設計時要嚴格防止冬季設備使用時被凍壞，嚴格控製排風溫度不低於5 ℃。

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