隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，大空間建筑不斷加，使得大空間空調(diào)的設(shè)計范圍曰趨擴(kuò)大化。而我國建筑能源消耗占社會總能耗的比例較大，建筑節(jié)能是建筑發(fā)展的基本趨勢，也是當(dāng)代建筑科學(xué)技術(shù)的一個新的生長點(diǎn)現(xiàn)代建筑的必要組成部分暖通空調(diào)領(lǐng)域也已經(jīng)受到這種趨勢的影響，暖通空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)能正引起暖通空調(diào)設(shè)計者的注意，并且針對不同國家、地區(qū)的能源特點(diǎn)和不同建筑的采暖、通風(fēng)、空調(diào)要求發(fā)展著相關(guān)的節(jié)能技術(shù)。研究大空間暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計與節(jié)能，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

　　1大空間暖通空調(diào)設(shè)計的難點(diǎn)大空間暖通空調(diào)設(shè)計的難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下四個方面：大空間建筑設(shè)計往往需要有單獨(dú)的熱源，以滿足空調(diào)、采暖、制冷、熱水供應(yīng)等方面的需求。由于用地緊張和其他一些原因，很多大空間建筑需要在地下室或屋頂上設(shè)置鍋爐房，這使得大空間建筑的熱源設(shè)計變得更為復(fù)雜。

　　大空間建筑往往高度較高，這也加重了采暖系統(tǒng)的垂向失調(diào)，同時由于系統(tǒng)水靜壓力較大，直接影響到室外管網(wǎng)的水力工況，其系統(tǒng)的形式及與室外管網(wǎng)的連接與多層建筑有較大差異。

　　大空間建筑的空調(diào)設(shè)計氣流組織因溫度梯度較大，需采用合理的送風(fēng)方式上送下回方式為從頂棚送風(fēng)下部回風(fēng)，現(xiàn)工程多采用可調(diào)節(jié)風(fēng)量和射程的風(fēng)口，提高冬季的送風(fēng)風(fēng)速；側(cè)送下回方式送風(fēng)口高度大多在3m左右，需要結(jié)合建筑裝修設(shè)計布置風(fēng)口位置以達(dá)到室內(nèi)美觀，同時需要精確的空調(diào)氣流組織計算。

　　2大空間建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計實(shí)例工程概況某體育館是一座單體建筑，該建筑主體在地上只有一層，建筑面積19795m2.體育館平面呈半徑約為56m的圓形，比賽大廳平面呈半徑約為43m的圓形，可舉辦體操、籃球、排球、羽毛球、乒乓球等國際性單項比賽。

　　比賽大廳設(shè)2層看臺，1層看臺下空間主要用于布置運(yùn)動員、管理人員、責(zé)賓、后勤服勞人員用房，2層主要用于布置觀眾休息廳、小賣部、衛(wèi)生間等。

　　空調(diào)室內(nèi)設(shè)計參數(shù)室內(nèi)空調(diào)設(shè)計參數(shù)見表1.表1室內(nèi)主要空調(diào)設(shè)計參數(shù)夏季冬季新風(fēng)量/室內(nèi)溫度/C相對濕度/%室內(nèi)溫度/C注：乒乓球、羽毛球比賽時風(fēng)速控制在0. 2m/s以內(nèi)，其余比賽控制在0.5m/s以內(nèi)。

　　冷熱源及空調(diào)水系統(tǒng)2.3.1熱源體育館冬季采用市政熱網(wǎng)供熱，供水溫度為110°C，回水溫度為70C，市政熱源一次水供回水管道采用直埋敷設(shè)，直接接至冷熱源機(jī)房空調(diào)和供暖系統(tǒng)與市政熱網(wǎng)均采用間接連接，分別經(jīng)換熱機(jī)組換熱后提供空調(diào)和供暖系統(tǒng)用熱水；空調(diào)系統(tǒng)熱水供水溫度為60C，回水溫度為50C；散熱器供暖系統(tǒng)熱水供水溫度為85C，回水溫度為60C；低溫地板輻射供暖系統(tǒng)熱水供水溫度為55C，回水溫度為45C.有比賽時的設(shè)計計算總熱負(fù)荷為4146kW（包括新風(fēng)負(fù)荷），熱負(fù)荷指標(biāo)為203W/m2；無比賽時和滿足值班供暖的設(shè)計計算總熱負(fù)荷為761kW，熱負(fù)荷指標(biāo)為37W/m2.空調(diào)及供暖系統(tǒng)補(bǔ)水為市政自來水經(jīng)全自動軟水器處理后的軟化水，由低位閉式膨脹定壓罐自動補(bǔ)給。

　　冷源夏季集中空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計計算冷負(fù)荷為4202kW（包括新風(fēng)負(fù)荷），冷負(fù)荷指標(biāo)為206W/m2.選用3臺1410kW水冷螺桿式冷水機(jī)組，冷水供回水溫度為7°C /12C，冷卻水供回水溫度為32°C /37C，制冷機(jī)房獨(dú)立設(shè)置于體育館西北側(cè)。

　　空調(diào)水系統(tǒng)由于體育館使用的間歇性，在比賽與非比賽期間房間使用負(fù)荷差異較大，故選用3臺水冷螺桿式冷水機(jī)組，空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計采用一次泵變流量系統(tǒng)，在系統(tǒng)供回水總管處設(shè)壓差旁通閥進(jìn)行負(fù)荷側(cè)流量調(diào)節(jié)?？照{(diào)水系統(tǒng)分為兩部分：一部分為風(fēng)機(jī)盤管水系統(tǒng)；另一部分為空調(diào)機(jī)組水系統(tǒng)。系統(tǒng)定壓補(bǔ)水采用低位閉式膨脹定壓罐，定壓點(diǎn)壓力為0.25MPa，位于系統(tǒng)回水總管處。

　　其他在各類設(shè)備控制機(jī)房和布置電子顯示屏等散熱量較大的設(shè)備的地方，設(shè)計獨(dú)立的分體空調(diào)系統(tǒng)，在設(shè)備運(yùn)行使用期間制冷降溫，滿足分區(qū)空調(diào)要求。

　　空調(diào)自動控制系統(tǒng)及比賽大廳氣流組織2.4.1制冷機(jī)房控制自動檢測冷卻水供回水溫度：自動檢測制冷機(jī)、冷卻塔的運(yùn)行狀態(tài)、故障報警并根據(jù)測量值計算系統(tǒng)冷負(fù)荷，以實(shí)現(xiàn)制冷機(jī)運(yùn)行臺數(shù)的最優(yōu)控制。根據(jù)冷水供回水壓力，自動調(diào)節(jié)冷水供回水管間旁通閥的開度，以保證管網(wǎng)的壓差和流量平衡。

　　空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動檢測各機(jī)組回風(fēng)口（新風(fēng)）溫度，各機(jī)組盤管回水管上的回水溫度，實(shí)現(xiàn)防凍保護(hù)；各機(jī)組防火閥的狀態(tài)，并實(shí)現(xiàn)與送風(fēng)機(jī)連鎖；各機(jī)組送風(fēng)機(jī)前后壓差狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)故障報警。根據(jù)送風(fēng)溫度及設(shè)定值，自動調(diào)節(jié)各機(jī)組管回水閥開度，以保證房間溫度達(dá)到設(shè)定值。

　　觀眾區(qū)送、回風(fēng)方式綜合考慮建筑使用功能和節(jié)能要求，將比賽大廳觀眾區(qū)劃分為8個空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)，設(shè)計了座椅下送風(fēng)、屋架頂部回風(fēng)、排風(fēng)，空調(diào)機(jī)組設(shè)置在空調(diào)機(jī)房內(nèi)的空調(diào)送風(fēng)方式，這樣既能使觀眾得到充足的新風(fēng)，又能避免把燈光負(fù)荷和屋頂吸熱產(chǎn)生的空調(diào)負(fù)荷帶入觀眾區(qū)，使空調(diào)負(fù)荷大為減小，節(jié)能效果明顯。

　　2.4.4比賽區(qū)送回風(fēng)方式將比賽場地及活動座位觀眾區(qū)劃分為4個空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)，設(shè)計了噴口上送風(fēng)、看臺下側(cè)回風(fēng)的空調(diào)送風(fēng)方式，這樣既可保證比賽場地及活動座位觀眾區(qū)平時的空調(diào)送風(fēng)，又可在比賽區(qū)有小球比賽時關(guān)掉噴口側(cè)送風(fēng)，保證比賽區(qū)的風(fēng)速不大于0.2m/s，滿足比賽要求；尤其是在冬季使用場館時，可提前運(yùn)行此系統(tǒng)使場地內(nèi)溫度迅速提高。滿足使用要求。

　　2.5供暖系統(tǒng)供暖方式對于位于建筑出入口的2層觀眾休息大廳，考慮到建筑空間高度和使用功能及落地玻璃窗的裝修要求，采用散熱器供暖系統(tǒng)難以滿足使用要求，筆者設(shè)計了獨(dú)立的低溫地板輻射供暖系統(tǒng)，以滿足大空間的供暖效果和建筑美觀要求；訓(xùn)練廳及其他輔助用房考慮比賽使用時的空調(diào)運(yùn)行和平時的值班溫度供暖，設(shè)計了雙管散熱器供暖系統(tǒng)，并配置了溫控閥，這樣既滿足了使用功能要求，又節(jié)約了能源。

　　2.5.2供暖系統(tǒng)本工程供暖系統(tǒng)為一次泵變流量系統(tǒng)，供暖系統(tǒng)以下供下回雙管同程式系統(tǒng)為主散熱器供暖系統(tǒng)和低溫地板輻射供暖系統(tǒng)分別設(shè)計換熱機(jī)組，換熱機(jī)組和系統(tǒng)定壓補(bǔ)水裝置集中設(shè)置在冷熱源機(jī)房內(nèi)，系統(tǒng)采用低位閉式膨脹定壓罐自動補(bǔ)水定壓，定壓點(diǎn)壓力均為25MPa，系統(tǒng)定壓點(diǎn)位于循環(huán)水泵吸入口處。散熱器均采用裝飾型內(nèi)防腐鋼制散熱器，承壓1.0MPa.在連接散熱器的供水支管上設(shè)溫控調(diào)節(jié)閥管道系統(tǒng)采用鍍鋅鋼管，管徑小于等于32mm的，采用螺紋連接；管徑大于32mm的，采用焊接或法蘭連接低溫地板輻射供暖管道采用PB聚丁烯管材，埋地管道不允許有接頭。

　　穿過非采暖房間的供暖管道及其他需保溫的供暖管道，其保溫材料采用外包鉬箔保護(hù)層的離心玻璃棉。供暖系統(tǒng)設(shè)備及附件未特別注明的，要求承壓不小于2.5.3供暖系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)為提高環(huán)境的舒適性和節(jié)能，在冬季比賽時采用空調(diào)系統(tǒng)和散熱器供暖系統(tǒng)聯(lián)合供暖的運(yùn)行模式；在冬季非比賽時段，僅利用散熱器供暖系統(tǒng)進(jìn)行供暖，滿足值班供暖溫度，換熱機(jī)組的一次水進(jìn)口處設(shè)有電動調(diào)節(jié)閥，根據(jù)二次水出水溫度調(diào)節(jié)一次水的水量，以達(dá)到環(huán)保、節(jié)能的目的。

　　3節(jié)能設(shè)計合理選取設(shè)計參數(shù)是基礎(chǔ)空調(diào)室內(nèi)計算溫、濕度的確定應(yīng)取合理值，不能過低（夏季）或過高（冬季）。新風(fēng)量的計算與取值，在保證衛(wèi)生要求、生產(chǎn)工藝要求、符合規(guī)范要求的前提下盡量節(jié)省。

　　室內(nèi)溫、濕度從節(jié)能的角度來確定其標(biāo)準(zhǔn)是節(jié)能的重要因素?？照{(diào)系統(tǒng)能耗大小除與當(dāng)?shù)厥彝鈿庀髤?shù)、建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)及室內(nèi)發(fā)熱散濕量有關(guān)外，室內(nèi)設(shè)計溫、濕度標(biāo)準(zhǔn)也是直接影響負(fù)荷大小的重要因素在保證生產(chǎn)工藝和人體健康的條件下，夏季將室內(nèi)空氣的設(shè)計溫度每提高1C，約可減少熱負(fù)荷11.2%，節(jié)省量是極為可觀的。同樣，在夏季如將室內(nèi)空氣濕度由60%提高到70%，則可節(jié)約能量17%左右。據(jù)資料測算，僅僅將夏季室內(nèi)空氣的設(shè)計溫度提高1C，就可使空調(diào)初按資總額減低約6%，運(yùn)行費(fèi)用減少8%左右。

　　新風(fēng)量新風(fēng)負(fù)荷占空調(diào)總負(fù)荷的20% ~40%，對其標(biāo)準(zhǔn)值高低的取舍，與節(jié)能關(guān)系重大，不可忽視。

　　引進(jìn)新風(fēng)主要是為了滿足人員的衛(wèi)生需求及部分工藝空調(diào)所需維持的室內(nèi)外壓差。而新風(fēng)量的多少直接影響空調(diào)的負(fù)載，從而影響空調(diào)系統(tǒng)的主機(jī)、冷卻培、水泵、風(fēng)機(jī)盤管等的耗電。

　　3.2應(yīng)盡量使用配有能量回收裝置的空調(diào)器工程設(shè)計中，經(jīng)常由于空調(diào)房間某些工藝要求將空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計成直流系統(tǒng)（如制藥廠此類房間很多），其排風(fēng)和室外新風(fēng)之間的溫差在冬夏季很大，而這部分排風(fēng)又帶有一些污染物，所以不能直接進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)，此時應(yīng)對排風(fēng)進(jìn)行顯熱回收。

　　室內(nèi)回風(fēng)在排至室外以前，先和室外進(jìn)入的新風(fēng)經(jīng)顯熱回收器進(jìn)行顯熱交換，經(jīng)能量回收后再排到室外。

　　而室外進(jìn)入的新風(fēng)則經(jīng)過顯熱回收器后夏季溫度降低，冬季溫度升高，而達(dá)到能量回收目的使用顯熱回收器在北方寒冷地區(qū)應(yīng)注意防凍問題。新風(fēng)應(yīng)有二個入口，并在空調(diào)器排風(fēng)出口處設(shè)一溫度傳感器，調(diào)節(jié)二新風(fēng)入口處的電動閥開度，以保證排風(fēng)出口處的溫度高于5C.否則顯熱回收器排風(fēng)側(cè)有結(jié)冰的危險，影響系統(tǒng)正常工作。帶能量回收裝置的空調(diào)器在其他排風(fēng)量較大的空調(diào)系統(tǒng)也適用，如果排風(fēng)無交叉污染問題，則可以用轉(zhuǎn)輪式的全熱回收器代替顯熱回收器，這樣能量回收效率則更高。一般來講，顯熱回收器最大能回收50%左右的能量，而全熱回收器則最大能回收80%左右的能量。

　　3.3從節(jié)能角度總體審核設(shè)計方案考慮逐時系數(shù)和同時使用系數(shù)。采用全空氣系統(tǒng)時，空調(diào)機(jī)組應(yīng)按負(fù)擔(dān)房間的情況考慮各朝向房間的逐時系數(shù)（定風(fēng)量系統(tǒng)為各房間逐時最大值之和，變風(fēng)量系統(tǒng)為各房間逐時之和的最大值），對水系統(tǒng)而言還應(yīng)考慮各風(fēng)系統(tǒng)的同時使用系數(shù)。

　　根據(jù)建筑物的功能劃分，對空調(diào)區(qū)域采取不同的空調(diào)方案在設(shè)計時將功能相近的各功能區(qū)采用一套空調(diào)系統(tǒng)，這樣可以在提高系統(tǒng)的同時使用系數(shù)和空調(diào)負(fù)載率，有利于空調(diào)設(shè)備的高效運(yùn)行。

　　4結(jié)束語隨著社會的進(jìn)步，人民對生活質(zhì)量的追求使得大空間建筑越來越多，對于這些大空間建筑的環(huán)境設(shè)備也要求在健康、舒適，以及能源有效利用等方面更趨合理，并不斷芫善因此，暖通空調(diào)設(shè)備如何適應(yīng)這種需要也是現(xiàn)代大空間建筑暖通空調(diào)設(shè)計中值得注意和探討的問題。此外，由于暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能占建筑節(jié)能的主要部分，所以進(jìn)行暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計對于降低建筑物的能耗有著重要的作用。此外這還關(guān)系到國家能源安全、資源消耗和環(huán)境污染是關(guān)系國計民生和國家可持續(xù)發(fā)展的重要行業(yè)，因此，暖通空調(diào)設(shè)計的從業(yè)人員應(yīng)給予足夠的重視。