大空间建筑的暖通空调设计与节能

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1、大空间建筑的暖通空调设计与节能大空间建筑暖通空调设计与节能　　随着我国经济的不断发展，大空间建筑不断增加，使得大空间空调的设计范围日趋扩大化。而我国建筑能源消耗占社会总能耗的比例较大，建筑节能是建筑发展的基本趋势，也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。现代建筑的必要组成部分暖通空调领域也已经受到这种趋势的影响，暖通空调系统中的节能正引起暖通空调设计者的注意，并且针对不同国家、地区的能源特点和不同建筑的采暖、通风、空调要求发展着相关的节能技术。研究大空间暖通空调系统的设计与节能，具有很强的现实意义。　　大空间暖通空调设计的难点主要体现在以下四个方面:　　(1)大空间建筑设计往往需要有单独的热

2、源，以满足空调、采暖、制冷、热水供应等方面的需求。由于用地紧张和其他一些原因，很多大空间建筑需要在地下室或屋顶上设置锅炉房，这使得大空间建筑的热源设计变得更为复杂。　　(2)大空间建筑往往高度较高，这也加重了采暖系统的垂向失调，同时由于系统水静压力较大，直接影响到室外管网的水力工况，其系统的形式及与室外管网的连接与多层建筑有较大差异。　　(3)大空间建筑的空调设计气流组织因温度梯度较大，需采用合理的送风方式。上送下回方式为从顶棚送风下部回风，现工程多采用可调节风量和射程的风口，提高冬季的送风风速;侧送下回方式送风口高度大多在3m左右，需要结合建筑装修设计布置风口位置以达到室内美观，同时需要

3、精确的空调气流组织计算。　　工程概况　　某体育馆是一座单体建筑，该建筑主体在地上只有一层，建筑面积19795m2。体育馆平面呈半径约为56m的圆形，比赛大厅平面呈半径约为43m的圆形，可举办体操、篮球、排球、羽毛球、乒乓球等国际性单项比赛。比赛大厅设2层看台，1层看台下空间主要用于布置运动员、管理人员、贵宾、后勤服务人员用房，2层主要用于布置观众休息厅、小卖部、卫生间等。　　空调室内设计参数室内空调设计参数见表1。　　表1室内主要空调设计参数　　2．3冷热源及空调水系统2．3.1热源　　体育馆冬季采用市政热网供热，供水温度为110℃，回水温度为70℃，市政热源一次水供回水管道采用直埋敷设，

4、直接接至冷热源机房。空调和供暖系统与市政热网均采用间接连接，分别经换热机组换热后提供空调和供暖系统用热水;空调系统热水供水温度为60℃，回水温度为50℃;散热器供暖系统热水供水温度为85℃，回水温度为60℃;低温地板辐射供暖系统热水供水温度为55℃，回水温度为45℃。有比赛时的设计计算总热负荷为4146kW(包括新风负荷)，热负荷指标为203W/m2;无比赛时和满足值班供暖的设计计算总热负荷为761kW，热负荷指标为37W/m2。空调及供暖系统补水为市政自来水经全自动软水器处理后的软化水，由低位闭式膨胀定压罐自动补给。　　2．3.2冷源　　夏季集中空调系统设计计算冷负荷为4202kW(包括

5、新风负荷)，冷负荷指标为206W/m2。选用3台1410kW水冷螺杆式冷水机组，冷水供回水温度为7℃/12℃，冷却水供回水温度为32℃/37℃，制冷机房独立设置于体育馆西北侧。　　2．3.3空调水系统　　由于体育馆使用的间歇性，在比赛与非比赛期间房间使用负荷差异较大，故选用3台水冷螺杆式冷水机组，空调水系统设计采用一次泵变流量系统，在系统供回水总管处设压差旁通阀进行负荷侧流量调节。空调水系统分为两部分:一部分为风机盘管水系统;另一部分为空调机组水系统。系统定压补水采用低位闭式膨胀定压罐，定压点压力为0.25MPa，位于系统回水总管处。　　2．3.4其他　　在各类设备控制机房和布置电子显示屏

6、等散热量较大的设备的地方，设计独立的分体空调系统，在设备运行使用期间制冷降温，满足分区空调要求。　　2．4空调自动控制系统及比赛大厅气流组织　　2．4.1制冷机房控制　　自动检测冷却水供回水温度:自动检测制冷机、冷却塔的运行状态、故障报警并根据测量值计算系统冷负荷，以实现制冷机运行台数的最优控制。根据冷水供回水压力，自动调节冷水供回水管间旁通阀的开度，以保证管网的压差和流量平衡。　　2．4.2空气调节系统　　自动检测各机组回风口(新风)温度，各机组盘管回水管上的回水温度，实现防冻保护;各机组防火阀的状态，并实现与送风机连锁;各机组送风机前后压差状态，实现风机故障报警。根据送风温度及设定值，

7、自动调节各机组管回水阀开度，以保证房间温度达到设定值。　　2．4.3观众区送、回风方式　　综合考虑建筑使用功能和节能要求，将比赛大厅观众区划分为8个空调风系统，设计了座椅下送风、屋架顶部回风、排风，空调机组设置在空调机房内的空调送风方式，这样既能使观众得到充足的新风，又能避免把灯光负荷和屋顶吸热产生的空调负荷带入观众区，使空调负荷大为减小，节能效果明显。　　2．4.4比赛区送回风方式　　将比赛场地及活动座位观众区划分为4