嚴寒地區高大空間建筑的暖通設計論文
摘要：高大空間建筑物具有人員密集、跨度較大、層高較高、玻璃幕墻較多、使用功能多樣化及對室內環境要求高等特點，而且空間多為網架結構，屋頂承重荷載較小。所以，我們在供暖通風系統設計時必須充分考慮以上的特點，這樣才能合理的選擇設計方案。
關鍵詞：嚴寒地區；高大空間建筑；暖通設計
現代高大空間公共建筑的一個顯著特點就是室內高度較高，體積較大。一般的劇場、影院、體育館的室內高度能夠達到10m以上，一些體育場館的高度可達到30m以上。隨著大空間建筑的發展，很多大空間建筑內的空氣需要保持一定的溫度濕度、清潔度，許多大空間建筑內需要設置較為完善的通風、空調設備。因此，暖通空調系統設計應把握其特殊性及難點，積極配合各專業，使得整個建筑更加舒適合理。
1高大空間建筑概述
大空間建筑所占用的施工面積比較大，比如大型的體育館、電影院等，由于空間較大，所以空間內的溫度并不均衡，高處與低處的溫度差異較大，為了讓空間內的暖通空調達到良好效果，設計人員必須對暖通空調的設計進行全面的考慮，以此來達到最佳的供暖效果。大空間建筑一般是為了滿足某種需求而建設的，例如電影院提供視頻欣賞的功能，所以設計人員在進行設計時，一定要考慮到建筑的用途，從而更好地對暖通系統進行合理設計。在嚴寒地區，夏季室外溫度不是特別高，冬季室外溫度低。因此，在暖通設計時，我們主要設計的內容為建筑室內采暖、通風和防排煙。在設計與施工過程中，會出現一些設計與施工或實際不符的問題，有些問題是比較容易忽視的。
2嚴寒地區高大空間建筑的暖通設計要點
2.1采暖設計
現代社會高大空間公共建筑往往間歇性使用，閑置時間較長，使用率較低。在北方的寒冷或者嚴寒地區，冬季采暖時可以采用空調制熱采暖結合散熱器采暖或者地板輻射采暖，一起作為冬季高大空間建筑的采暖方式。一是，送熱風與散熱器值班采暖相結合的方式，值班采暖溫度按5℃或10℃考慮，開展或舉辦活動期間，由熱風系統補充不足的熱量。在建筑采暖設計中，對一些簡單、對室內溫濕度要求不是特別高的體育館、餐廳和商場，其采暖方式可以選小型吊掛式暖風機+散熱片。暖風機的最大優點為升溫快、設備簡單、初期投資低，適用于高大空間、單純要求冬季供暖和噪聲控制不嚴的場所。散熱器為值班采暖系統，可以使室內保持在5℃左右；當有人員活動時可以采暖暖風機升溫，其他時間保持關閉。二是，由于地板輻射采暖系統采用熱輻射的方式進行采暖，舒適性較好，在一些對環境溫度要求較高的場所，比如影劇院的觀眾廳等，適合采用地板輻射采暖系統。低溫熱水地板輻射采暖系統的供回水溫度較低，一般在55℃～45℃。設計中在布置盤管時，靠近外墻外窗等處應密集布置，而在房間中間部位等熱負荷較小的區域，應加大盤管間距，從而實現最佳的采暖效果和節能效果。
2.2通風設計
采用合理的送風方式可以有效緩解大空間建筑的空調設計時氣流組織因溫度梯度而變化較大。上送下回就是采用從頂棚開始送風，在底部設置回風，為了能夠最大程度上提高冬天送風風速，可調節風量及射程的風口是現在大多數工程都會采用的。側送下回方式這樣的風循環更廣闊，冷量自然下沉，舒適性也是最好的，一般將送風口設置在3m左右，根據你的裝修風格來調整，要在機組余壓滿足的情況下，盡量大些，以使氣流頒均勻。
由于新風量新風負荷約占空調總負荷的20%～40%，對其標準值高低的取舍，與節能設計關系重大，不容忽視。為了滿足室內人員的衛生方面需求及部分工藝空調維持所需的室內外壓差，所以引進新風顯得尤為重要。而新風量的多少將直接影響到空調的負載，進而會影響到空調系統的主機、水泵、冷卻塔及風機盤管等的電量消耗。因此在設計時，可以采用新風換氣機來通風換氣。需要注意的是，新風換氣機要選用效率高的熱回收裝置；且在嚴寒地區，新風換氣機要選用顯熱回收裝置。新風溫度不宜低于-10℃，否則排風會出現結霜，此時就需要在熱回收裝置前設置空氣預熱器。在布置進、排風百葉時，應與建筑專業緊密協調，避免百葉窗的不合理設置影響建設立面效果。
此外，為了降低電能的損耗，設計人員可以安裝一個變頻風機，這不僅可以讓空調更好地運行，還能減小空調自身的損害，提高空調的性能。設計人員還可以對自然資源進行合理利用，通過設置一個獨立供風系統，將自然風引進室內，這不僅可以減少空調的能耗，還改善了環境，對于用戶的更好使用有著重大的意義。
2.3防排煙設計
為了降低煙氣的沉降速度，為被困人員的獲得疏散時間，更有利于消防人員開展救援以及進行滅火，方便搜尋起火的具體位置，并減少熱煙氣對建筑物本身及建筑內的物品造成較大破壞，以上所列的這些都是設置煙氣控制系統的主要目的。
在一些體育館、餐廳和商場等的大空間建筑物中，由于人員密集、空間面積大、可燃物較多，因此必須做排煙系統。當發生火災時必須及時有效地組織人員疏散和有效的煙氣控制，防止其蔓延。《建筑防火規范》中規定：設置防煙設施的部位且可開啟外窗面積滿足自然通風時，宜優先選用自然通風。而大空間的建筑一般使用玻璃幕墻或開窗面積大，具備自然排煙條件。在設計過程中，應與建筑專業緊密協調，達到自然排煙的要求。在設計建筑排煙時要注意：首先，自然排煙要滿足排煙房間可開啟外窗面積不小于該房間面積的2%，且可開啟外窗面積不包括外門面積。其次，在設計時建筑的開窗高度一般在1.5m左右。當發生火宅時，煙氣溫度比較高，會往高處走。所以開窗的高度按照理論上來講會比較高，在2m以上效果會比較好。第三，當窗子的高度變高后，會不方便人開啟，這是窗子就需要電動控制，即電動排煙窗。當發生火宅時，開啟遙控或開關打開窗戶來及時排煙。
在建筑設計防排煙工程中，通常使用以下幾種排煙方式：機械排煙，機械加壓送風防煙和自然排煙。自然排煙系統在操作上較容易，結構也簡單，比較經濟，若建筑可以在頂棚開設排煙口的，其效果最好。因為建筑較高，其內的蓄煙能力較強；且大空間的建筑一般會在頂棚或者側墻處設置較大面積的采光通風帶，這就可以結合自然排煙一起使用，在設計采用高側窗時，若在建筑物的迎風面設置排煙口，其排煙量會隨著室外風向改變而隨之發生變化；當煙氣的浮升力大于室外風的作用力時，則會導致排煙量減少；當室外風的作用力與煙氣的浮升力相同時，則煙氣無法排出；當室外風的作用力較大且大于煙氣的浮升力時，那么室外風會進入建筑內加快了建筑內的煙氣流動，自然排煙失敗。通過以上分析可知，在設計自然排煙時，必須要充分了解當地盛行的風向及地形。
3結語
綜上所述，各種高大空間公共建筑的不斷出現，給暖通空調專業提出了不少新的要求。設計者需要根據建筑物的建筑布局、使用功能、使用時間、室內環境要求等要素，經過嚴謹的計算，進行科學的技術經濟比較，選擇最合理的系統方案，進行最優化的設計。
參考文獻
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