高大空间建筑供暖通风空调技术应用探讨

高大空间建筑供暖通风空调技术应用探讨

牛银魏

巴州建筑勘察规划设计工程有限公司 ,新疆 ,库尔勒市 ,84100

摘要：高大空间建筑物是指人员密集、跨度较大、层高大于5m、室内环境要求较高的建筑物，且此建筑物的空间多为网架结构，屋顶承重荷载较小。我们在设计供暖通风系统时，应结合以上特点，充分考虑设计重点，选择更加合理的设计方案。

关键词：高大空间；建筑；供暖通风；空调技术

当前，我国社会总能耗约三成来源于建筑，而建筑能耗的50%以上来自采暖、通风、空气调节及相关系统。对于新建项目应将其融入方案初期，一个好的建筑不仅仅只是外立面及功能性，还应兼顾后期运行节能减排及舒适性，全过程协调同步考虑，将节能节费优化方案设计融入方案初期，为用户及建设方带来实实在在的体验与经济性。

1 暖通空调类型

1.1 全空气供暖空调

全空气供暖空调在大型建筑物中应用较为广泛，如：图书馆、酒店等。其运行原理是：利用内部的空压机使室内温度、湿度处于最佳范围。同时，为更大限度提高室内舒适度，它还可以感知外界环境，调整室内温度、湿度，加强内外空气流通，保证室内空气质量。

1.2 空气-水供暖空调

目前，建筑工程设计中空气-水供暖空调很受青睐。其主要原理是：应用水中的热能来实现对室内温度、湿度的控制，调节室内空气，以达到改善室内环境，提高室内舒适度的目标。同时，水供暖空调的结构形式非常灵活，设计难度不高，是很有发展潜力的一种暖通空调系统设计类型。

2 设计的原则

2.1 节能性

随着经济不断发展，人们的环保意识也不断提升，绿色发展成为企业非常重要的一种社会责任，保护环境，减少资源浪费更是每一个企业应当追求的目标。在建筑行业中，暖通空调能源消耗是建筑整体能耗的主要部分，为减少建筑行业整体的能源消耗，实现建筑整体的节能性，应不断改进暖通空调系统的设计，采用更为节能的设计方式。

2.2 安全性

安全是每一个企业追求的首要目标，对于高层建筑供暖通风与空调设计而言，安全既包括建筑内部人员的人身安全问题，又包括供暖通风空调系统的使用安全问题。高层建筑供暖系统设计的安全性主要应关注以下几个方面：

(1）环境安全设计，发生火灾是暖通空调系统的主要安全隐患，因此在暖通空调系统周围不能摆放易燃易爆物品，同时应配置相应防火设备，杜绝火灾事故的发生；

(2）运行安全设计，主要关注系统后期运行问题，人员安全且系统安全才能保证运行安全，因而应当充分重视系统后期的使用，不断改进系统设计；

(3）线路安全设计，这是有关高层建筑供暖通风与空调设计系统本身的安全设计，通过对线路走势的合理安排，确保在系统使用过程中不存在其他不利因素影响线路安全，以提高系统整体的安全性。

2.3 经济性

盈利是企业不断前进的动力，因而经济性也是高层建筑供暖通风与空调设计中应当重视的指标。选择价格更低的原材料和更为先进的设计技术，能够有效减少企业成本，不断创新改进系统设计就能够拥有更大的市场，从而增加企业的资金收入，最终实现企业持续的良性发展。

3 常见供暖通风设计

3.1 散热器供暖

散热器供暖是严寒地区公共建筑和工业建筑的主要供暖方式，这种方式的优点是：蓄热能力较强，初始投资较低，运行维护便捷等，且目前散热器供暖的施工经验很丰富，在市场上得到了较为广泛的应用。但文中分析的是高大建筑，跨度较大、层高较高，采用散热器供暖。

(1）因空气对流且上升较快，会使热量集中在屋顶并很快散失，而人员活动区域的温度无法得到提升；

(2）散热器供暖的辐射范围不超过5m，高大建筑的空间较大，这种辐射范围无法满足室内温度需求；

(3）散热器供暖对供水温度要求很高，在温度高时散热量更高，温度低时散热量随之减少。

3.2 暖风机供暖

常见的供暖方式还有暖风机供暖，热水或蒸汽作为热媒，通过被吊挂在柱上3.5～5.0m处，来实现供暖目的。当热水作为热媒时，暖风机供暖对水温有很高的要求，水温高时散热量高，水温低时散热量较低；当热媒为蒸汽时，虽然供热量得到了保证，但是，蒸汽热源较为稀缺，平时会出现跑冒滴漏现象，同时会增加水回收系统凝结效果。暖风机供暖的辐射范围在10m左右，暖风机近处的空间风感强、温度高，远处的空间风感弱、温度低，无法满足高大空间内的供暖需求，也无法达到环境舒适的要求。

3.3 新风系统

新风系统对于通风设计来说十分重要，在户式新风系统设计中，由于建筑对新风的质量要求较高，选择合适的全热交换新风机组显得尤为重要，新风机组必须同时具备冷热源才能保证新风质量能够满足要求，但这种系统的成本相对较高，在实际应用中可以采用机械式自我平衡新风机组来降低成本。如何安装新风系统对于新风系统的正常使用来说很关键，应做好安装规划，预先进行合理性和可行性分析，确保新风系统能够投入正常使用，发挥最大效用[

1]。

3.4供暖系统

依据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB736-2012》5.3.1条内容：散热器供暖系统应采用热水作为热媒；散热器集中供暖系统宜按75℃/50℃连续供暖进行设计，且供水温度不宜大于85℃，供回水温差不宜小于20℃。集中供热公司与设计院执行同一供回水温度设计标准。但实际集中供热公司热源侧能提供的供暖温度无法满足实际供暖需求，在供暖室外计算温度时，供水温度往往只有50℃～60℃左右。为保证实际供暖效果，设计院往往通过增大散热器片数满足热负荷。

以钢制内防腐GS-X/V，中心距600mm为例。根据现行规范设计水温，当室内设计温度为18℃，采暖系统设计供回水温度为75℃/50℃时，单片散热量为107W。

当室内设计温度为18℃，采暖系统设计供回水温度为65/40℃时，单片散热量为82W。仅因散热量衰减，散热器片数附加而言，要达到热负荷需求，需附加1.3倍。

当室内设计温度为18℃，采暖系统设计供回水温度为55/30℃时，单片散热量为53W。仅因散热量衰减，散热器片数附加而言，若要达到热负荷需求，需附加2.0倍。

以1万㎡公共建筑为例，热负荷暂按热指标55W/㎡估算，则建筑热负荷约为550k W。按设计负荷，以钢制内防腐GS-X/V，中心距600mm为例，单片散热量为107W，粗算需5140片，单片销售批发价72元/片，需37万元，如热源侧水温仅有55/30℃，则通过增加散热器片数，需追加投资37万元，故仅通过增加片数附加是不合适的。除此之外，还存在散热器片数增加，安装位置是否合理，美观性等诸多问题。

根据热负荷与流量温差的关系：Q=0.86G△T可通过增加流量增大热负荷。

以温差25℃，比摩阻为45Pa/m为例。当管径为DN25mm时，流量0.525m³/h，可提供热负荷15k W。

当管径为DN32mm时，流量1.120m³/h，可提供热负荷32k W。当按规范设计参数计算管径为DN25mm，可增大一号管径，可增加2.133倍流量及热负荷。

当管径为DN40时，流量1.610m³/h，可提供热负荷46k W。当按规范设计参数计算管径为DN32，可增大一号管径，增加1.437倍流量及热负荷。

通过增加流量，可更为经济有效地弥补因热源侧水温不够而引起的采暖系统热负荷不足的问题。此方法是在热计量收费没有起到作用时，通过增大流量保证热需求的一种较为经济的方式。

5 结语

综上所述，文中分析了高层建筑中的供暖通风设计以及空调设计，对于改进高层建筑设计，提高室内舒适度来说至关重要，设计者必须要全面掌握设计需求，优化设计过程，设计出更为合理的系统。

参考文献

[1] 徐桓，曾刚，周鹏.大学建筑暖通空调设计探讨[J].暖通空调，2016(1):63-70.

[2] 张遵宇.目前暖通空调设计中存在的问题及解决办法[J].暖通空调，2017(1):57-60.