大空间建筑空调设计的节能途径
摘 要：针对大空间建设空调设计的节能途径，结合工程实例，在阐述大空间建筑特性的基础上，从外部能源、水力平衡、选择高效节能产品和设备、运行及控制方式等多个方面分析了大空间建筑空调设计的节能途径，希望对提升大空间建筑空调设计的合理性和质量有一定帮助。
关键词：大空间建筑；建筑特性；空调设计；节能途径
1 案例分析
Z省某多功能体育馆，总占地面积为24112平方米，长50米，宽70米，高30米，主要功能为进行各种球类比赛和文艺演出，建筑结构安全等级为二级，抗震等级达到七级，为切实满足后期需求， 在建筑内部空间不同的使用功能，设计了与之相适的空调系统。
2 大空间建筑特性
大空间建筑和普通建筑工程相比，具有跨度大、面积大等特点，因此其内部上下温度差异明显，大大增加了空调设计的难度。就Z省某多功能体育馆而言，在空调设计中需要充分考虑运动员和观众需求。经常需要临时搭建舞台、桌椅、体育器材等基础设备。因此在空调设计中必须根据体育馆的具体结构和需求进行合理设计空调。
3 气流组织对节能的影响
大空间建筑常用的气流组织方式有：①上送下回，风道位于高大空间上部，以垂直向下的送风为主。处理的空气量和负荷都比较大，管道在顶棚内热损失也比较大，因而耗能多，造价比较高；②侧送下回，风道位于人员活动区以上，沿侧墙敷设，在风道的一侧开送风喷口，同侧下部设回风口。这种送风方式风速高，射程远，速度、温度衰减缓慢；③下送上回，将一定量处理过的空气送入空调房间的活动地板下，由风口向上或水平送出。由于送入气流在室内的停留时间及室内气流的转移时间都比上送风要短，所以下送风空调系统具有较高的通风效率。
4 大空间建筑空调设计的节能途径
4.1 合理的气流组织设计
采用分层空调，仅保证人员活动区温湿度要求即可，以降低空调系统能耗。侧送风以送风口中心作为分界面，将整个多功能厅在垂直方向分为二个区域，分层面以下的空间为空调区，分层面以上的空间为非空调区，空调区为必须保证温湿度参数的区域。地板送风利用室内热源产生的浮力驱动，形成自下而上的气流流型，温度也自下而上呈垂直阶梯状递增，控制分界面位于头部以上区域即可。
4.2 合理选择外部能源
Z省冬季室外温度大约为1.8℃，相对湿度为75%，而夏季室外温度大约为30.8℃，相对湿度为65%。在选择外部能源时，必须的符合当地相对的法律和法规。在经济条件允许的前提下，尽量选择地源热泵系统。多功能体育馆内部系统循环水泵的流量，要根据水源热泵机组蒸发器和冷凝器额定流量的具体数值进行确定【1】。根据Z省某多功能体育馆的实际情况，选择了三台热泵机组，夏季蒸发器的最大流量为690m3/h，也就是冷冻水的具体流量，如果取流量的富余系数为1.1，那么要就可以计算出每台水泵的流量为253m3/h（690÷3X1.1），为切实提高空调的应用效率，在设计中就应当设置4台循环水泵并联，3台运行一台备用。
4.3 切实做好水力平衡设计
水力平衡设计是大空间建筑工程空调设计节能的主要途径，因此在进行空调系统设计前，必须充分做好水力平衡的计算，根据水力平衡的要求和多功能体育馆内供系统调节方式，选择出与之相符的平衡阀、节流阀等众多水力平衡装置。同时也要确保各環路水量、风量等能够切实满足压力的具体需求，如果压力不足时，可以通过增设局部加压泵等方式，补偿需求压力，在确保大空间建筑空调正常运行的基础上，降低能源的消耗。
4.4 合理选取设计参数
确保大空间建筑空调设计参数选取的合理性是节能降耗的主要途径，尤其是温度和湿度，严禁发生冬季过高、夏季过低的现象。就空调的总负荷而言，新风量负荷占空调总负荷的30%～50%，也可以看出新风量负荷设计参数的选择，是决定空调设计成败的关键所在，在大空间建筑空调设计中，引进新风量的主要目的是满足人们对生活的需求和维持室内外的气压差。
4.5 尽量选择高效节能的新产品和新设备
在选择冷水机组、水泵、换热器、散热器、风机等设备时，尽量选择具有国家或者省级生产许可证厂家生产的统一批次元件设备，选择高质量和节能效率高的产品，能够降低空调运行能耗20%～30%，同时在机组选择过程中，要尽量选择低温热泵机组，以及空气余热可回收的装置，来降低能源的消耗。除此之外，还要切实做好设备和管道的保温以及冷却，最大限度上降低热量以及冷量的损失【2】。
4.6 合理设计设备运行和控制方式
在进行大空间建筑空调设计中，必须选择科学合理的空调机组、换热器、水泵等设备的选择。并根据大空间建筑的实际情况，选择相应的倒换设备和台数。在可以有效调节的基础，减低空调能源的消耗。以消除余热、余湿为主的全空气空调系统，宜可变新风比，过渡季节全新风方式运行，并充分利用室内和室外自然冷源的基础上，达到在降低空调能耗的目的。确保所有的热车间都可以充分利用有组织的自然通风来达到排除预热的目的，从而降低机械通常造成的能源消耗。
4.7 使用配有能量回收装置的空调器
在大空间建筑空调设计中，往往会受到很多外界自然的条件或者空调安装工艺的需求，需要把空调系统设计成直流系统。这就使得在空调排风和室外的温差比较大，通常情况下，在排风中往往带有一定的污染物，不能直接进入空调系统，此时必须对排风进行显热回收。当大空间建筑室内回风排到室外之前，要先和室外进入的新风经显热回收器进行显热交换，经过能量回收以后，再重新排放到室外。当新风经过显热回收器以后，就会降低夏季温度，升高冬季温度，从而达到回收再利用的目的。通常情况下，在大空间建筑空调设计中应用显热回收器能够回收50%～60%能量，而全热回收器则可以回收80%～90%的能量【3】。
5 结束语
综上所述，大空间建筑空调设计不但要满足健康、舒适的需求，而且也要重视能源利。进一步增加了空调设计安装的难度，本文结合相关案例，深入分析了大空间建筑空调设计节能减耗的途径，希望对相关单位有一定帮助。
参考文献：
[1] 刘锋.关于大空间建筑暖通空调设计与节能的分析[J].科技与企业，2015（23）：118.
[2] 牛九玲，邵宗义，王春松.淮南市某体育馆空调系统设计方案探讨[J].区域供热，2017（2）：10～14.
[3] 谭亚平.在暖通空调系统中节能设计方面存在的问题[J].科技资讯，2014（18）：45+47.
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