李金明 孫健廷
【摘要】經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要能源的消耗,在現(xiàn)今的各行各業(yè)中,建筑業(yè)的能源消耗量約占1/3之多。在很多功能不同的大空間建筑,由于其體積大、空間負(fù)荷大等特點(diǎn),使得其空調(diào)質(zhì)量要求比較一般的要高,相應(yīng)的能源消耗也增加。因此,在大空間建筑里,既要考慮到空調(diào)的舒適度,也要面對節(jié)能的問題。
【關(guān)鍵詞】氣流組織;優(yōu)缺點(diǎn)
一、氣流組織研究意義
大空間建筑一般具有層高高、體積大、傳熱量大、人員密集和空調(diào)負(fù)荷大等特點(diǎn)。合理的氣流組織方式是實(shí)現(xiàn)舒適室內(nèi)環(huán)境的關(guān)鍵。氣流組織是否合理,還影響著空調(diào)系統(tǒng)的能耗??諝饬鲃?dòng)的不同,會(huì)產(chǎn)生不同的舒適度。如果氣流組織不合理,會(huì)增加空調(diào)能耗,達(dá)不到設(shè)計(jì)效果。因此,合理的氣流組織對滿足大空間空氣需求具有重要意義。
二、氣流組織形式
(1)側(cè)送風(fēng)方式。側(cè)送風(fēng)方式是高大空間采用最廣泛的一種空調(diào)送風(fēng)方式,其中采用噴口送風(fēng)方式最為常見。將噴口布置在大廳周邊側(cè)墻上,送風(fēng)射流以4-12m/s的速度、8-12℃的溫差及一定的角度向廳內(nèi)送風(fēng),射流到達(dá)一定距離后折回,使回流經(jīng)過人員區(qū)。由于噴口位置遠(yuǎn)高于人員區(qū),射流下方的誘導(dǎo)卷吸氣流無法到達(dá)人員區(qū),因此回風(fēng)口需布置在送風(fēng)口同側(cè)。噴口應(yīng)選擇可調(diào)節(jié)型,以便隨著冬夏季的轉(zhuǎn)換,適時(shí)調(diào)節(jié)噴口送風(fēng)角度。對于安裝位置較高的情況,亦可選擇電動(dòng)可調(diào)型噴口。(2)上送風(fēng)方式。上送風(fēng)方式是指將送風(fēng)口安裝在大廳的頂棚上,回風(fēng)口設(shè)在周邊側(cè)墻或頂棚上,空氣自上而下送至人員區(qū),然后由回風(fēng)帶走。它能將處理好的空氣均勻送到各個(gè)部位,但冬夏季風(fēng)速較難控制,且覆蓋范圍小,并將懸浮于上部的熱和污濁空氣帶入人員區(qū),人員區(qū)處空氣品質(zhì)較差,在頂棚內(nèi)布管也較困難。(3)下送風(fēng)方式。下送風(fēng)方式是指將送風(fēng)口安裝在地面上,直接向室內(nèi)人員送風(fēng),回風(fēng)口設(shè)在頂棚或側(cè)墻上部。該送風(fēng)方式空氣品質(zhì)好、節(jié)能,但地下管道布置較為困難,室內(nèi)清潔工作較難處理。
三、分層空調(diào)的氣流組織形式
1.空調(diào)區(qū):空調(diào)系統(tǒng)集中送風(fēng),下部100%回風(fēng)。非空調(diào)區(qū):當(dāng)上部散熱量較大時(shí),側(cè)窗自然進(jìn)風(fēng),屋頂機(jī)械排風(fēng),以達(dá)到排除上部熱量的目的。冬季則停止運(yùn)行。(1)優(yōu)點(diǎn):①非空調(diào)區(qū)的排風(fēng),不需要空調(diào)排風(fēng)的冷量。②氣流無交叉。(2)缺點(diǎn):①如室內(nèi)散逸有害氣體與煙塵,容易使工作區(qū)污染。②上部進(jìn)風(fēng)量較大。③屋頂排風(fēng)器數(shù)量多、投資大、密封差。
2.空調(diào)區(qū):集中空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng),下部80%回風(fēng)。非空調(diào)區(qū):高側(cè)窗自然進(jìn)風(fēng)并輔以20%空調(diào)排風(fēng)進(jìn)入非空調(diào)區(qū),屋頂機(jī)械排風(fēng),以排除上部熱量。(1)優(yōu)點(diǎn):①氣流組織形式簡單,設(shè)備費(fèi)便宜。②充分利用空調(diào)排風(fēng)冷量排除上部熱量。③有害氣體、煙塵向上排走,減少對工作區(qū)污染。(2)缺點(diǎn):①冬季將加大溫度梯度,耗熱量增加。②氣流交叉。
3.空調(diào)區(qū):集中空調(diào)系統(tǒng)或空調(diào)機(jī)組送風(fēng),下部100%回風(fēng)。非空調(diào)區(qū):非空調(diào)區(qū)散熱量q2<4.2W/m2可不設(shè)進(jìn)排風(fēng)裝置。(1)優(yōu)點(diǎn):系統(tǒng)簡單。(2)缺點(diǎn):建筑物不很高或上部圍護(hù)結(jié)構(gòu)做得較差時(shí),向下熱轉(zhuǎn)移量較大。
4.空調(diào)區(qū):集中系統(tǒng)送風(fēng),下部回風(fēng)。非空調(diào)區(qū):空氣幕為水平送風(fēng),僅在采暖季節(jié)采用,可以部分阻止熱氣流上升,適用于有害物和煙塵少的場合,其效果取決于空氣幕的風(fēng)量風(fēng)速和溫度。(1)優(yōu)點(diǎn):①冬季可以部分阻止熱氣流上升,防止過大的溫度梯度。②如果夏季也使用,可以減少上部熱空氣混入送風(fēng)射流中。(2)缺點(diǎn):①增加設(shè)備費(fèi)、管道費(fèi)和能量消耗。②風(fēng)口風(fēng)速高,有些噪聲。③有時(shí)管道不好布置。
四、分層空調(diào)送風(fēng)形式
1.送風(fēng)口要求。(1)送風(fēng)的角度應(yīng)可以調(diào)節(jié)到比較合理的位置,下傾角度可大于30°。送風(fēng)角度的設(shè)置可以使空調(diào)在夏季能進(jìn)行水平送風(fēng),而在冬季可以進(jìn)行向下斜式送風(fēng)。(2)在集中空調(diào)系統(tǒng)和可配風(fēng)管的空調(diào)機(jī)組裝備的時(shí)候,工作人員需要考慮設(shè)置調(diào)節(jié)裝置,使得各個(gè)出風(fēng)口可以均勻送風(fēng),效果較好,可滿足風(fēng)管長度小于40m的均勻送風(fēng)調(diào)節(jié)要求。(3)需以建筑物具體的使用要求及內(nèi)部結(jié)構(gòu)條件為參照來選擇送風(fēng)口。送風(fēng)口的形式多種多樣:圓噴口是射程最長的;扁噴口是在平面上擴(kuò)散較快,落差也比較大;而百葉風(fēng)口則是速度衰減較快的類型,工作人員需要根據(jù)實(shí)際情況選擇風(fēng)口。
2.集中空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)口的幾種構(gòu)造形式。(1)帶調(diào)節(jié)板聯(lián)動(dòng)百葉風(fēng)口,第一層百葉片可調(diào)節(jié)送風(fēng)角度,用調(diào)節(jié)板來調(diào)節(jié)各個(gè)送風(fēng)口的送風(fēng)量,使送風(fēng)均勻??蓾M足夏、冬季不同送風(fēng)角度的要求,風(fēng)口送風(fēng)均勻,整體結(jié)構(gòu)簡易。但需要對送風(fēng)口進(jìn)行人工調(diào)節(jié),大大加大了工作量。(2)帶調(diào)節(jié)板球形轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)口,轉(zhuǎn)動(dòng)球體和固定球座的材料都應(yīng)用鋁合金,制造時(shí)必須用模具沖壓,不能手工敲打。出風(fēng)口可做成圓噴口、矩形噴口或扁噴口,用調(diào)節(jié)板來調(diào)節(jié)各個(gè)送風(fēng)口的送風(fēng)量,使送風(fēng)均勻??蓾M足夏、冬季不同送風(fēng)角度的要求,風(fēng)口送風(fēng)均勻,結(jié)構(gòu)簡單,相對于百葉風(fēng)口而言,它比較方便進(jìn)行人工調(diào)節(jié)。
只要空調(diào)區(qū)氣流組織合理,使送入室內(nèi)的空氣充分發(fā)揮作用,就能在滿足工作區(qū)空調(diào)要求的前提下,最大限度地降低分層高度,節(jié)約空調(diào)負(fù)荷,減小空調(diào)設(shè)備容量并減少設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用。
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