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摘要：本文主要結(jié)合案例就大空間建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)及對(duì)策作了一些分析和探討。 關(guān)鍵詞：大空間建筑,；暖通空調(diào),；設(shè)計(jì) 一般而言大空間建筑主要包括音樂(lè)廳、劇院,、電影院以及體育場(chǎng)館等建筑,。相較于傳統(tǒng)綜合樓建筑,、高層建筑和民用住宅建筑，由于建筑空間,、結(jié)構(gòu)以及空氣動(dòng)力學(xué)方面的巨大差異,，大空間暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的考慮因素更多，設(shè)計(jì)難度更大,，本文將結(jié)合案例就大空間建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)及對(duì)策作一些分析和探討,。 一、大空間建筑暖通空調(diào)的主要特點(diǎn) 大空間建筑暖通空調(diào)特點(diǎn)表現(xiàn)見(jiàn)下表1,。 表1大空間建筑暖通空調(diào)特點(diǎn)
一,、大空間建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)難點(diǎn)及對(duì)策 高大空間建筑防火難度大,，對(duì)采暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的要求更高,。例如,，大空間建筑往往需要在主體建筑或裙房?jī)?nèi)布置一些象燃油或燃汽鍋爐房、自備發(fā)電機(jī)房,、空調(diào)機(jī)房和汽車庫(kù)等一些危險(xiǎn)性較大的空間。這方面應(yīng)在設(shè)計(jì)中有所體現(xiàn),。大空間建筑往往高度較大,，這將加重采暖系統(tǒng)的垂向失調(diào)，同時(shí)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。高大空間建筑設(shè)計(jì)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,，有些大空間建筑需要在地下室內(nèi)或屋頂上設(shè)置鍋爐房。從目前發(fā)展趨熱來(lái)看,，這種設(shè)計(jì)方式越來(lái)越多,，這使得大空間建筑的熱源設(shè)計(jì)變得更為復(fù)雜。大空間建筑的空調(diào)設(shè)計(jì)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3米左右，需要結(jié)合建筑裝修設(shè)計(jì)布置風(fēng)口位置以達(dá)到室內(nèi)美觀,，同時(shí)需要精確的空調(diào)氣流組織計(jì)算,。具體的大空間建筑類型，其設(shè)計(jì)還應(yīng)有側(cè)重,。 2.1體育館 體育館建筑觀眾席人員密度在1.5～2人/m2,，且有較強(qiáng)的照明負(fù)荷，大型體育館比賽時(shí)可達(dá)100～200W/m2,，中小型體育館在50～70W/m2之間,。包括觀眾席在內(nèi)的比賽館整體可取40～60W/m2。故人體和照明負(fù)荷是主要的,，約占70％左右,，其次是新風(fēng)負(fù)荷，約占20%,。,。采暖時(shí)的新風(fēng)負(fù)荷可達(dá)70%。圍護(hù)結(jié)構(gòu)占的比例較小,，一般以屋頂為主,，屋頂傳熱系數(shù)應(yīng)限定在l.163W/（m2·K）以下。為避免冬季沿外墻內(nèi)壁下降冷氣流,，外墻可采用保溫和用雙層窗,。多功能室內(nèi)體育館的負(fù)荷比較復(fù)雜，應(yīng)根據(jù)使用功能作具體分析計(jì)算,，以確定各種用途的冷熱負(fù)荷,，并可調(diào)節(jié)空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行方式。 比賽大廳的空調(diào)方式應(yīng)保持一定的氣流分布要求,，這些要求主要有： 1）觀眾區(qū)應(yīng)在這風(fēng)氣流的回流區(qū),，能形成均勻的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng),，無(wú)吹冷風(fēng)感； 2）觀眾席上部和下部的空氣溫差不應(yīng)太大,，一般不超過(guò)2℃,； 3）送風(fēng)氣流應(yīng)滿足比賽場(chǎng)地各種體育項(xiàng)目比賽的要求，例如,，小球比賽時(shí),，不超過(guò)0.15～0.2rn/s，其它比賽時(shí),，不超過(guò)0.5rn/s,； 4）能容易地調(diào)節(jié)風(fēng)量、風(fēng)速和送風(fēng)方向,，節(jié)省空調(diào)能耗,。 2.2電影院、劇場(chǎng) 劇場(chǎng)觀眾部分與舞臺(tái)部分有很大差別,，觀眾席部分的人員密度大,，約為1.8人/m2人體發(fā)熱量大，故人體負(fù)荷的取值和計(jì)算應(yīng)力求正確,。另外,，由于人多，新風(fēng)負(fù)荷也隨之增加（觀眾廳新風(fēng)量占總風(fēng)量的25%～30%左右,；觀眾廳照明負(fù)荷約在10～20W/m2）,，電影院觀眾廳在放映時(shí)不開(kāi)燈，故不計(jì)算照明負(fù)荷,。 在估算空調(diào)負(fù)荷時(shí),，建議可按以下范圍內(nèi)取值：影劇院290～384W/m2，電影院256～349w/m2（以建筑面積計(jì)）,；每座位空調(diào)冷負(fù)荷：影劇院244～349W/人,，電影院232～290W/人。觀眾廳每人占地面積小于0.8m2時(shí)取上限,，大于0.8m2時(shí)取下限,。 觀眾廳的氣流分布應(yīng)滿足以下要求： （1）送風(fēng)氣流均勻分布，有比較均勻的速度場(chǎng)和溫度場(chǎng),； （2）送冷風(fēng)時(shí),，氣流不直接吹向觀眾，無(wú)吹冷風(fēng)感,； （3）送熱風(fēng)時(shí)，不會(huì)造成熱空氣在觀眾廳上部停滯,，而形成過(guò)大的溫度梯度,。 電影院,、劇場(chǎng)空調(diào)系統(tǒng)一般采用全空氣低速單風(fēng)道系統(tǒng)；為了保證場(chǎng)內(nèi)溫度的均勻性和適應(yīng)上座率的變化,，對(duì)大型影劇院常采用多分區(qū)方式,，采用多臺(tái)的空調(diào)機(jī)組或系統(tǒng)支路上設(shè)調(diào)溫裝置，以控制各區(qū)室內(nèi)參數(shù),。舞臺(tái)應(yīng)設(shè)單獨(dú)的空調(diào)系統(tǒng),，以適應(yīng)不同舞臺(tái)演出時(shí)的空氣參數(shù)要求；為了既能維持固定的室內(nèi)正壓,，又能使全年新風(fēng)按需要調(diào)節(jié)（如過(guò)渡季采用全新風(fēng)供冷）,，應(yīng)設(shè)雙風(fēng)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)。為排除頂棚空間內(nèi)的熱空氣,，屋頂上應(yīng)設(shè)排風(fēng)口或屋頂風(fēng)機(jī),，排風(fēng)量約可按1～3m3/（h·人）考慮；舞臺(tái)上部屋頂或側(cè)墻上應(yīng)設(shè)排煙口或機(jī)械排風(fēng)風(fēng)機(jī),，以排除舞臺(tái)上部的熱空氣或舞臺(tái)火災(zāi)時(shí)的部分煙氣,。劇院有大量新風(fēng)和排風(fēng)，為節(jié)約能耗,，可設(shè)置轉(zhuǎn)輪式全熱交換器回收冷,、熱量。 三,、體育館暖通空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)用案例 本工程位于將樂(lè)縣,，屬多層民用建筑，建筑面積約16518.7平方米,，高度為17.055米,。大樓地下一層,地上三層,地下一層為車庫(kù)及設(shè)備用房,地上一層為比賽場(chǎng)地及比賽附屬用房,二層為休息大廳,三層為設(shè)備管道夾層。場(chǎng)館容納人數(shù)為3417人,。 3.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 (1)比賽場(chǎng)館中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì); (2)比賽附屬用房等商用空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì); (3)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(4)防排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.2空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù) （1）室外設(shè)計(jì)計(jì)算參照永安地區(qū) 夏季空調(diào)計(jì)算干球溫度次35.7o3 夏季空調(diào)計(jì)算濕球溫度次26.7o3 夏季空調(diào)日平均溫度次29.8o3 夏季通風(fēng)溫度31o3 （2）室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)
（1）本工程比賽場(chǎng)館設(shè)一集中空調(diào)系統(tǒng),，夏季空調(diào)供冷施。中央空調(diào)裝機(jī)總冷負(fù)荷為1160KW,，選擇三臺(tái)一體化空調(diào)冷水機(jī)組（型號(hào)Y-400/值）,，名義制冷量400KW，空調(diào)供回水溫度為12℃,，冷水機(jī)組設(shè)在一層室外地坪,，含冷卻塔、冷卻水泵,、冷凍水泵,、水過(guò)濾器等輔助設(shè)備，空調(diào)水系統(tǒng)的膨脹水箱設(shè)定在回水管上排500標(biāo)高位置。 （2）末端側(cè)空調(diào)水系統(tǒng)采用閉式兩管制,，主機(jī)出水管采用同程系統(tǒng),，其余水系統(tǒng)采用異程。 （3）觀眾席采用遠(yuǎn)程投射噴口,，回送冷風(fēng)集中設(shè)于二層觀眾席看臺(tái)側(cè)壁位置,，氣流組織采用側(cè)送側(cè)回方式。中央運(yùn)動(dòng)區(qū)域采用旋流風(fēng)口下送冷風(fēng),，與右側(cè)二層觀眾席看臺(tái)側(cè)壁位置共用回風(fēng)口,。 （4）賽后控制中心、會(huì)議室等比賽附屬用房單獨(dú)設(shè)置多聯(lián)式商用中央空調(diào)系統(tǒng),。其它需空調(diào)的房間設(shè)置分體空調(diào),，由業(yè)主自理。 （5）地下室水泵房設(shè)置一套機(jī)械排氣系統(tǒng),。地下室發(fā)電機(jī)房采用自帶風(fēng)機(jī)進(jìn)行排熱,，設(shè)進(jìn)風(fēng)井和百葉風(fēng)口補(bǔ)風(fēng)排氣。地下一層車庫(kù)采用機(jī)械排風(fēng)（排風(fēng)量按6米層高計(jì)算）,，自然補(bǔ)風(fēng),。 （6）比賽場(chǎng)館內(nèi)設(shè)機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)，熱氣及污濁氣體通過(guò)網(wǎng)架內(nèi)的排風(fēng)管由設(shè)在設(shè)備夾層內(nèi)的排氣風(fēng)機(jī)排出室外,。夏季開(kāi)2臺(tái)排風(fēng)機(jī),，過(guò)渡季節(jié)開(kāi)啟臺(tái)數(shù)根據(jù)比賽場(chǎng)館使用情況確定。其他無(wú)外窗房間也均設(shè)有機(jī)械排氣系統(tǒng),。 （7）比賽場(chǎng)館內(nèi)設(shè)機(jī)械排煙系統(tǒng),，與平時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)合用，機(jī)械排煙量按比賽場(chǎng)館的體積計(jì)算,。地下一層車庫(kù)設(shè)1個(gè)防火分區(qū),，采用機(jī)械排煙自然補(bǔ)風(fēng)。排煙風(fēng)機(jī)均設(shè)在排煙機(jī)房?jī)?nèi),。 結(jié)束語(yǔ)： 體育館等大空間公共建筑相較于一般民用建筑防火難度大,，對(duì)采暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的要求更高,，在針對(duì)大空間建筑進(jìn)行暖通空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)圍繞大空間建筑的空間結(jié)構(gòu)以及氣流特性等要點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化,，從而滿足整個(gè)建筑的暖通要求。 參考文獻(xiàn)： [1] 蔣俐穎.大空間建筑空調(diào)設(shè)計(jì)之淺見(jiàn)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2012,(21). [2] 齊艷紅.對(duì)大空間暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的探討[J].科學(xué)與財(cái)富,2013,(10):238-238. |
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