高大空间暖通空调设计要点分析

□王

凯

【内容摘要】高大空间因结构复杂、形式多样、功能多元成为建筑工程建设的难点之一，尤其是在暖通空调设计上，从整体方案

本文结合高大空间的特点，对设计环节中高大空间暖通空调的的选择到具体的系统布置都存在诸多难题。为此，为设计人员提供有益的参考，提升高大空间暖通空调设计的合理性以及科学性。要点进行了分析与探究，

【关键词】高大空间；暖通空调；设计要点【作者简介】王凯（1981．3～），男，河北围场人；中核新能核工业工程有限责任公司高级工程师；研究方向：建筑环境与工程设计

暖通空调是建筑工程的组成内容之一，包括三项内容：供暖、空气调节与通风，每一项内容都关系到空间内部的舒适性，也是用户对建筑空间最基本的要求。近年来，随着建筑功能的扩展，诸多高大空间建筑物的出现，使用户对暖通空调的功能与效果有了新的要求。高大空间有着自己本身其暖通空调系统区别于传统设计模式，因此，在设计的特点，

重点与难点上也出现了新的变化。探究高大空间暖通空调从高大空间本身的特点以及需要出发，明确高大设计要点，

对于提升设计水平与设计质量有空间暖通空调设计的关键，着重要意义。一、高大空间特点分析

（一）高度大幅度提升。高大空间的内外部高度较高，导

从温度的整体变化情况来致不同的高度温度也出现了差异，

看，随着高度的上升温度会逐步上升，这就造成相同空间内而且大部分高大空间的体积都较大，其墙出现了温度梯度，

体面积与外界接触较多，与地表接触的面积也较大，从而更因而，一旦外部温度易受到外界环境以及温度变化的影响，

出现大幅度变化后，其内部的气流组织就会受到直接的影［1］

高度的提升使其功响。但高度高是高大空间的主要特征，

能更加多元，因而无法回避高度因素导致的空间内部温度

变化。

（二）功能多元。暖通空调的设计受建筑功能的影响，对

其使用功能不同，对温度、湿度、空气质于不同的单元分区、

而高大空间作为一个集多功能于一体量的要求也存在差异，

的建筑空间，其必然会因功能差异导致空间负荷差异加剧。

例如，剧院建筑是典型的高大空间代表，而且其也是公共建筑，其夏季围护结构的冷负荷大大降低，无人时基本无空调负荷；但一旦内部空间有大量人群聚集，就需要送入新风，保避免观众产生身体不适。持空间内部环境舒适，

（三）冬季保温效果差。受热空气质量轻这一特点的影

进入到冬季后，大量热空气都会集中在高大空间上部，但响，

所以无法感受到热空气的供暖作人往往在高大空间下部，

用，浪费了大量的热量资源，尤其是送入的热空气补偿室内

更易造成人员出现身体不适。受高大人员所需要的新风时，

建筑造型与装饰的影响，建筑内部气流组织以及空间结构、

也导致高大空间在冬季出现温度不均的情送风口的不当，

热空气聚于建筑物顶部空间，大量的热量通过屋面散逸，况，

严重影响高大建筑的保温效果。

二、高大空间暖通空调设计原则分析

（一）节能原则。面对当前日益严峻的生态环境以及资空调系统的使用不仅要满足空间内部舒适性的要源环境，

求，也要考虑对环境造成的影响，实现两者的平衡才能体现

设计的科学性。

（二）合理原则。合理是指暖通空调设计的每项内容不仅满足高大空间的实际需要，也能够实现最佳运行效益目

包括生态效益目标。标，

（三）日常舒适原则。暖通空调系统的主要作用与功能

湿度、空气质量，其基本功能必须实则是调节空间内部温度、现，才能发挥其意义与价值。

三、高大空间暖通空调设计要点分析

（一）暖通空调系统形式设计。现阶段，高大空间暖通空一是上送下回全空气空调系统；二调系统主要有三种形式，

是分层空调系统；三是下送风空调系统。每种形式适用于不

同的建筑空间结构中。其中上送下回全空气空调系统是一是适用于典型的高大公共空间中，种特殊的空调系统模式，

如展览馆，主要原因在于，典型的高大公共空间通常人流较

需要持续性送风，并且能够在人流疏散后，快速关闭为聚集，

暖通空调系统，实现中断送风，其对于开启与关闭系统的灵

因此，使用大口径风道的全空气系统，活性有着极高的要求，

将系统的主体安装在屋顶，在观众座椅附近、侧墙等位置设可以实现空气由上端送风口进入、输送至下方人置回风口，

员密集区、再返回到回风系统的良性循环，保障空间内部人这种暖通空调员活动区域的气流处于均匀状态。可以看出，

模式的优势十分明显，但其也存在缺陷，最突出的则是空间

但也被划分到暖通空调系上方位置虽然完全处于闲置状态，

从而消耗了一部分能量与能源，不统纳入到处理区范围内，利于环保与可持续发展

［2］

。

而分层空调系统是针对处理特定空间而提出的一种暖

与上述方式不同的是，其需要先进行气流通空调系统模式，

并根据区域需要进行送风，对处于闲置状态组织设计分析，

Industrial&ScienceTribune2020198·47·

2020年第19卷第8期富水砂卵石地层大直径盾构掘进研究

□刘

翻

【内容摘要】本文通过成都地铁17号线一期工程明九区间1号中间风井～2号中间风井盾构掘进施工，阐述了砂卵石、富水、

大直径盾构掘进防坍突涌技术和思路，对类似工程施工有显著借鉴意义。【关键词】砂卵石；大直径；盾构掘进

【作者单位】刘翻，深圳中铁二局

一、引言

科学技术的发展，生活质量的提高，城市交通堵塞日趋常态化。为缓解城市交通压力和改善城市交通堵塞环境，地铁建设所占比倍增，需解决的复杂技术难题增多。本文以成

2号风井区间盾构施工为例，都地铁17号线明九区间1、探讨在富水砂卵石复杂地质层大直径盾构防坍突涌技术。

二、工程概况（一）项目概况。成都地铁17号线全长49.6km，设19座车站，分两期施工。一期明九区间1#中间风井～2#风井左线1896.458m，右线1914.49m，共设联络通道3处。该区间左右

然后转两个Ｒ=线横向均由直线掘进至Ｒ=2500m圆曲线，

的上部空间完全可以不进行送风。但分层空调系统必须借

一般情况下将高速喷口安装在助高速喷口实现其分层送风，

这种模式具有极为突出的优势，即节空间的中部区域即可，

约资源、降低消耗，与上述模式相比，其能够节能30%～40%。

下送风空调系统更适用于人员密集的高大公共空间，如

但需要注意的是，要做好噪声控制。通常情况下，将电影院，

回风口安装在影厅屋顶位置；考送风口安装在靠椅下方位置，

虑到这些空间的服务性质，可以增加人性化设计，以便提升观如将送风温度差控制在4℃范围内，实现均众观影的舒适度，

适宜的温度环境。但这种模式的布局，由于送风口位置的匀、

风量不宜过大，需要进行更为仔细的系统设计。特殊性，

（二）冬季辅助系统设计。从目前高大空间的功能以及具体使用上来看，其是一种使用频率较低的空间类型，闲置时间往往要高于使用时间。如何设计才能减少不必要的浪并保障建筑使用过程中温度与湿度的适宜？以北方地区费，

在冬季其供暖会消耗热量，高大空间的热源主要来自为例，

设计中，应保障这两种系统处于独立空调以及供暖辐射热，状态、实现单独控制，当高大空间处于非工作状态时，则可以关闭空调系统，保持其温度处于5℃至10℃调低其供暖温度、

的状态；当高大空间处于工作状态时，同时开起供暖与空调维持室内温度处于适宜状态。

（三）新风热回收系统设计。在诸多人员密集的高大空间内部也存在可回收热量，对于这些热量通常会利用新风热

通过回收再利用的方式实现节能降耗。回收系统进行回收，

3500圆曲线进行拟合并下穿成蒲铁路、成新蒲快速路及

DN1800供水管，最后Ｒ=600m圆曲线接收，区间最小线间距16.2m，区间最大坡度为－11‰。采用2台中交天和Φ8580mm的复合土压盾构机从明九区间1号风井始发，至2号风井接收。

（二）地质水文。

1．地质。依据工勘报告，建设地均为第四系（Q）地层覆盖，地表人工填土约0.5～5.8m；其下黏或粉黏土厚为0.4～4.3m；砂卵石层厚1.9～24.2m，大多粒径20～120mm，卵石质量约占60～70%，局部钻孔粒径可达150mm普遍存在。

在新风热回收系统设计过程中，考虑其使用时间，大多情况

其原理为开启新风热回收下系统会在冬季与夏季进行使用，

关闭独立排风机，外界环境中的新风会率先进入到空系统、

气热交换机组内，与排风系统回路进行能量交换，回收排风新风温度上升，进一步处理后再送入室内。新风热余热后，

通常在冬季与夏季热回收系统使室内热量得到有效的利用，

而且在春秋季节一般不投入运度较高的时候效果最为明显，

直接打开独立排风机即可，新风行。春秋季节的过渡工况，

直接送入至空间内部，量大且持续，能够给人体以更强烈的

直接送入新风的方式同时也减少大量能耗。舒适感，

四、结语

综上所述，本文结合高大空间的特点以及高大空间暖通

在设计过空调设计原则探究了高大空间暖通空调设计要点，程中考虑了高大空间的需要与需求，保障暖通空调设计的科

在一定程度上能够为设计人员提供有益的参学性与合理性，

也希望同行业在高大空间暖通空调设计过考与启示。同时，

对高大空间的特点以及结构布局有更深程中不断总结经验，

以便不断创新与优化暖通空调的设计方式，补充设入的了解，

计形式体系，从而有效地提升高大空间暖通空调设计水平。【参考文献】［1］侯建军．高大空间公共建筑暖通空调系统的设计方案探J］．房地产导刊，2019，41（27）：186讨［［2］刘效辰，张涛，梁媚等．高大空间建筑冬季渗透风研究现J］．暖通空调，2019，49（8）：92～99状与能耗影响［

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Industrial&ScienceTribune2020198