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高大空间建筑暖通空调设计研究

建筑行业近年来发展迅猛，高大空间建筑数量越来越多，暖通空调设计作为建筑设计的重

要组成部分，高大空间建筑暖通空调设计一直是设计的重点和难点，对设计人员的专业技能有

较高的要求。设计人员要结合建筑特点，在保证暖通空调功能性的同时，还要注重节能和环保

。本文将重点对暖通空调设计的相关理念展开进一步研究，以便提高暖通空调的设计水平。

高大空间建筑具有多元化的特点，可以满足不同人群的使用需求，同时也更加符合现

代人的理念。针对高大空间建筑的设计，暖通空调设计一直是其中最主要的内容之一，应受到

高度关注。通过空调设计可以有效调节建筑内部温度和湿度，改善空气质量，提升空间的舒适

度。因此，相关部门要加大研究的力度，不断提高暖通空调的设计质量。

、高大空间建筑特点1

高大空间（高度大于10m且体积大于10000m3）建筑与普通建筑相比，具有层高更高，跨

度更大，功能繁多，样式复杂等特点[1]。投入使用后人员短期聚集，使用时间相对集中，对

室内环境要求较高。

高大空间建筑的空调设计难度较大，在空调设计过程中易受多种因素的影响。主要表现在

随着经济水平的提高，人们对使用空间的舒适度要求越来越高。暖通空调在建筑中发挥至关重

要的作用，必须要满足多元化的用户需求，但同时又受到建筑空间布局的制约。暖通空调的设

计要结合各种因素综合考虑，在实际项目设计中，暖通空调设计方案一般要经过多次的修改和

完善，从而保障暖通空调效果，减少成本投入。因此，加大暖通空调设计的研究力度，对提高

空调系统能效起到至关重要的作用。

、暖通空调设计难点2

供暖方式的选择2.1

高大空间建筑的冬季供暖方式有多种，例如：散热器供暖、辐射供暖、热风供暖等。其中

散热器供暖是比较传统的一种方式，高大空间建筑若采用散热器供暖的方式可以有效降低供暖

成本，造价相对低廉。但是在冬季，由于热空气的比重较轻，会大量聚集并且漂浮在空间上部

，造成热量浪费[2];同时在跨度较大的空间布置散热器存在一定的困难，尤其是当建筑外墙设

有幕墙时，散热器供暖的难度会显著提升。散热器供暖的原理主要是依靠对流散热，通过这样

的方式进行供暖容易产生温度梯度大的问题，在10m以上的空间内温度可以突破30℃，但是在

2m以下的空间气温可能只有3-

5℃，气温分布存在明显差异。因此，高大空间建筑冬季供暖，不宜单独采用对流型散热器。

优化2.2气流组织设计

高大空间建筑因其层高高，体积大，在空间上会形成温度差异，温度梯度会出现递增或递

减，并且高大空间建筑外墙的面积和地面的面积比值较大，因此外界环境因素容易影响室内气

流。

空调房间的气流组织不仅直接影响房间的空调效果，也影响空调系统的能耗量。高大空间

建筑特别是冬季空调送风时，由于热空气的比重较轻，易于漂浮并积聚在高大空间上部，而空

间下部人员活动区感觉不到热风，舒适感不佳且浪费能量。因此在空调系统设计时，优化气流

组织设计，正确选用送风口形式，合理布置空调送回风口位置。气流组织根据建筑用途对空调

房间的温湿度参数、允许风速、空气质量、温度梯度及空气分布特性指标的要求，结合房间几

何形状、内部装修、工艺或家具布置等确定。

防排烟系2.3统的影响

由于高大空间建筑自身的特殊性，一旦发生火灾，和普通建筑相比，救火难度更大。主要

是因为高大空间建筑的人员相对比较密集，可燃物比较多，在其空间内部很难设置防烟分隔设

施，火灾产生的有毒气体蔓延快，很难及时排出，容易引发重大火灾事故，造成不必要的人员

伤亡和经济损失。在《建筑防烟排烟系统技术标准》实施后，对高大空间建筑的防排烟系统设

计提出了更高的要求，相较于普通建筑，高大空间建筑排烟量更大，排烟机房及排烟管道占据

更多的建筑空间，对于空调系统的设置有一定的影响，需合理布置。

、暖通空调设计3优化策略

空调3.1负荷特点

针对高大空间建筑的空调冷热负荷计算，空调负荷有效区域占整个空间的比例很低，并且

外墙面积与地板面积较大，导致外界对室内的自然对流影响较大，存在明显的周边负荷区。由

于一次性容纳的人数比较多，对新风量和送风量都有较大的需求，但人均占有体积大，所以可

以适当降低新风量标准，采用较低的空调换气次数。值得注意的是，冬季热负荷的计算要按照

全室采暖的标准进行，在计算热负荷时，要充分考虑温度梯度的影响。高大空间民用建筑冬季

室内计算温度可参照层高大于4m的工业建筑计算。

案例：某生产厂房占地面积1500m2