现代大空间建筑暖通空调的设计与节能

摘要：暖通空调是现代大空间建筑设计的重要组成部分，其设计有效性关系建筑内部环境设计的舒适性，也会对整体建筑的节能与降耗等产生极大影响，加强暖通空调节能优化设计显得尤为重要。本文以现代大空间建筑为研究对象，在对其暖通空调设计重要性进行分析基础上，重点提出一些设计优化策略与节能设计措施，旨在有效提升暖通空调设计的质量。关键词：大空间建筑；暖通空调；优化设计；节能措施为了满足现代社会生产需求，大空间建筑应运而生。相较于一般建筑形式，大空间建筑本身具有非常大的内部空间面积，这使得其对暖通空调的设计带来了更大的考验，如何在保证效果的同时尽可能的降低能耗也成为了设计师们需要共同探讨的话题，为了最大程度提升建筑内部能源利用率，改善其采暖通风效果，就必须要结合该类建筑本身的特征来优化设计采暖通风系统，改善其节能效果，提升用户的舒适度，为社会大众构建一个良好的建筑内部环境氛围。一、大空间建筑暖通空调设计的重要性大空间建筑本身具有比较高的空间高度，如音乐厅、剧院等大空间建筑空间高度达到了20m左右，这就使得建筑空间内部形成比较突出的梯度特性，同时大空间特性也对内部空气对流带来了不利影响，一般冬季时刻内部空间温度会大幅度下降。此外，大空间建筑本身具有比较大的室内体积，人员密集性特征比较显著，这就会因为人均面积不足而直接影响内部空间空气本身的质量，进而会对其内部能源利用率以及通风情况等带来不利影响。此外，在大空间建筑暖通空调设计过程中，相应的冷热负荷计算难度比较大，并且暖通空间系统本身分区难度较大，加之暖通空调设备的选型及布设等相关操作也区别于一般建筑形式，所以极大地增加了暖通空调设计的成效。此时如果没有采取有效的优化对策及节能设计措施，那么就会直接影响大空间建筑暖通空调设计有效性，进而会浪费过多能源，影响建筑内部空间环境设计效果。2.1合理地选择冷热源冷热源选择是暖通空调设计中一个重要的举措。在选择冷热源期间，要注意结合大空间建筑所在位置及本身特征来进行合理选择，具体主要包括燃气型、热泵、直燃式冷热水机组或吸收式制冷机等都可以用在大空间建筑暖通空调设计实践中。但是要注意考虑如下一些供热或供冷问题：如果大空间建筑所在区域本身包括用于供热或供冷的设备，且相应的规模足够，那么就可以借此来进行供热或供冷；在选择它们的基本方式中，可以灵活应用蓄热蓄冷技术和热泵技术来实现，如果条件允许同样可以应用燃气机来负责能源供应。而在确定冷热源的设计方案实践中，要结合大空间建筑自身构成特征等，从安全性与经济性等视角出发来进行科学设计。比如，小规模建筑本身面积受限，如果内部缺乏冷热源设备用房位置，那么适宜选择热泵式或风冷式的水机组，而如果大空间建筑本身具有比较大的规模，那么相应的机组适宜选择水冷式，保证可以满足实际的暖通空调设计要求及条件。2.2有效开展暖通设计在设计大空间建筑的采暖系统期间，一般主要采取垂直设计这种难度比较大的设计方式，但是由于其本身结构高度相对较高，所以在暖通系统设计实践中容易造成室内外的暖通管道连接方面存在差异性问题，进而会对大空间建筑室外管道的实际水工情况带来不利影响。这种问题的存在是因为垂直设计中会伴有系统静水压力，进而可能会直接影响室外管道设计中的实际水工情况，使它们出现异常问题。比如，针对暖通系统设计一般不单独应用对流散热器（图1），但是考虑到采取散热器供暖的方式具有安装便捷，运行维护及管理难度小，成本低等应用优势，所以在实际的暖通系统设计实践中可以结合大空间建筑本身的结构特征等来合理选择散热器供暖方式来保证内部空间保持基本温度，之后再配合应用其它供暖方式来满足内部空间温度要求。图1对流式散热器2.3有效开展空调设计空调设计是大空间建筑结构设计实践中另一个重要组成部分，会对内部空间环境的温度产生极大影响，相应的设计过程中也要注意有计划地优化内部防排烟设计与通风设计等空调系统设计环节，保证可以最大程度调控建筑内环境的温度，使它们更好地满足大众的居住需求。在开展大空间建筑通风系统设计过程中要优先选用自然通风方式，如果其无法满足相关的规定及要求，那么可以应用机械通风设计方式，或者“自然+机械”复合通风系统设计方式，但是要优先选用自然通风方式，在相应的调控要求及参数不满足通风需求时再启动机械通风系统，；针对那些设计有空调系统的建筑空间，如果采取复合空调系统设计方式依旧不满足通风需求的情况下，可以对复合通风系统进行关闭，并相应地对内部设置的空调系统进行开启，以此来保证内部通风满足规定的内环境创设要求及规定。此外，在空调系统设计中的诱导喷口设计过程中需要结合上送下回送风方式以及实际的情况来灵活地选择单体式设计方式或组合式设计方式等，并且要对室内气流及温度进行合理调整，保证可以满足负荷变化实际需求。三、大空间建筑暖通空调的节能设计措施3.1优选外部能源在对大空间建筑的暖通空调进行设计之初，要做好暖通空调设计需求的调研工作，结合建筑工程项目所在区域的资源及能源供给实际情况，经过技术与经济方面的对比分析来优选最佳的外部能源，保证满足合理性与经济性等的同时，还要保证技术层面的可行性，力求最大程度对自然资源进行节约。比如，在集中供热管网设计实践中，需要考虑锅炉房设施单独设置的必要性，如果建筑工程项目位于大型湖泊或江河区域，那么这时候在选择外部能源的过程中可以灵活地应用水源热泵技术来对水中冷能或热能进行选用，以此来替代传统石化能源的运用。与此同时，还要注意有效地挖掘及应用太阳能、风能以及地热能等可再生的绿色能源来对传统石化能源进行补充及替换等。3.2水力平衡设计在设计大空间建筑的室内外采暖空调系统期间，如果要进行分区设计，那么此时需要开展水力平衡计算，具体要结合水力平衡方面的相关要求及规定，以及大空间建筑本身供暖系统设计中所用的调节方式来对节流阀、平衡阀等相关水力平衡装置进行优化选择，同时要保证各环路的风量、水量等关键参数满足对应的压力需求或要求等，避免出现局部失调问题。而如果所设计的局部压力不满足实际要求，那么这时候设计人员要注意相应地增设局部加压泵等一些必要的补偿措施来确保整体水力平衡设计效果。3.3优选节能产品鉴于风机、散热器、水泵乃至冷水机组等这些都是大空间建筑暖通空调设计实践中广泛应用的暖通空调设备或装置，它们选用的合理性直接关系最终暖通空调节能性。为了更好实现节能设计目标，就需要在它们及配套组件选用上优选那些节能效果比较好的产品，以此方可更好地对运行的能耗进行改善。此外，还可以应用空气余热回收设备、低温热泵机组等一些节能性特征与效果比较突出的产品来最大程度提升低品质热源利用效率，同时要注意做好暖通空调系统设计中相关管道及设备的保冷或保温设计需求，力求可以最大程度降低冷量或热量。此外，在对各种类型的暖通空调产品进行选用的基础苏，也要注意优化设计它们的运行及控制方式，如在对水泵、空调机组等进行合理选型的基础上，还要注意对它们的台数、倒换运行方式等进行合理调控，保证最大程度提高它们运行效果。总之，大空间建筑本身在内环境设计方面的难度更大，更容易出现耗能问题，所以必须要进行系统化设计。在大空间建筑暖通空调设计实践中，为了实现节能设计目标，除了需要合理地选择冷热源，优化空调与暖通设计外，还要注意优选外部能源，科学进行水力平衡设计以及优选节能产品，配合全面运行调控，保证全面提升大空间建筑暖通空调设计的节能效果。参考文献：宋伟.现代大空间建筑暖通空调的设计与节能分析[J].魅力中国，2020,23(6):132-133.吕艳.现代大空间建筑暖通空调的设计与节能分析[J].建筑工程技术与设计，2020,14(32):45-46.高志强.现代大空间建筑暖通空调的设计与节能分析[J].居业，2019,46(7):211-212.