大空間分層空調(diào)

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1、分層空調(diào)1分層空調(diào)技術(shù)介紹分層空調(diào)指使高大空間下部工作區(qū)域的空氣參數(shù)滿足設(shè)計要求的空氣調(diào)節(jié)方式。分層空調(diào)方式是以送風(fēng)口中心線作為分層面，將建筑空間在垂直方向分為2個區(qū)域，分層面以下空間為空調(diào)區(qū)域，分層面以上空間為非空調(diào)區(qū)域。如圖1所示。圖1分層空調(diào)示意圖分層空調(diào)的空調(diào)區(qū)的冷負(fù)荷由2大部分組成，即空調(diào)區(qū)本身得熱形成的冷負(fù)荷和非空調(diào)區(qū)向空調(diào)區(qū)熱轉(zhuǎn)移形成的冷負(fù)荷。熱轉(zhuǎn)移負(fù)荷包括對流和輻射2部分。當(dāng)空調(diào)區(qū)送冷風(fēng)時，非空調(diào)區(qū)的空氣溫度和內(nèi)表面溫度均高于空調(diào)區(qū)，由于送風(fēng)射流卷吸作用，使非空調(diào)區(qū)部分熱量轉(zhuǎn)移到空調(diào)區(qū)直接成為空調(diào)負(fù)荷即對流熱轉(zhuǎn)移負(fù)荷。而非空調(diào)區(qū)輻射到空調(diào)區(qū)的熱量，被空調(diào)區(qū)各個面接收后，

2、其中只有以對流方式再放出的部分才轉(zhuǎn)為空調(diào)負(fù)荷即輻射熱轉(zhuǎn)移負(fù)荷，夏季由于太陽輻射熱作用到各外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，屋蓋的內(nèi)表面溫度最高，而地板的內(nèi)表面溫度往往是最低的，非空調(diào)區(qū)各個面(包括透過窗進(jìn)入空調(diào)區(qū)的)對地板的輻射熱占輻射熱轉(zhuǎn)移熱量Qf的70%～80%。采用分層空調(diào)與全室空調(diào)相比，可顯著地節(jié)省冷負(fù)荷、初投資和運行能耗。按國內(nèi)的實驗和工程實際運用，一般可節(jié)省冷量在30%左右。因此，對于高大空間建筑中，房間高度≥10m，容積＞10000m3的建筑，采用分層空調(diào)這種方式是非常適宜的。近些年來，隨著我國大型展覽、會議場所和航空、鐵路、陸路交通樞紐建設(shè)的大力發(fā)展，出現(xiàn)許多高大空間建筑，這些建筑中需要空

3、調(diào)的區(qū)域僅為下部工作區(qū)域，可利用合理的分層空調(diào)技術(shù)實現(xiàn)高大空間節(jié)能?，F(xiàn)狀存在的問題是分層空調(diào)技術(shù)應(yīng)用不普以及有些做法值得商榷。如，分層空調(diào)在滿足空調(diào)區(qū)使用要求的各項參數(shù)下，分層高度h1越低越節(jié)能，有些建筑借用冬季地板輻射采暖的設(shè)備滿足高大空間空調(diào)制冷，輻射地面溫度比全空氣系統(tǒng)對流換熱時的溫度低，空氣是輻射的近似透明體，這樣采用輻射供冷處理高大空間空調(diào)沒有分層高度，同時會加大空調(diào)制冷的能耗。在高大空間中，利用合理的氣流組織僅對大空間下部（或上部）的空間即工作區(qū)進(jìn)行通風(fēng)空調(diào)，而對上部（或下部）的大部分空間不進(jìn)行空調(diào)，非空調(diào)區(qū)和空調(diào)區(qū)以大空間腰部噴口送風(fēng)形成的射流層作為分界線。大空間建筑分層

4、空調(diào)適用的氣流組織形式主要有四種：1）帶空氣幕的雙側(cè)對噴下部排風(fēng)；2）雙側(cè)對噴上、下部排風(fēng)；3）雙側(cè)對噴上、下部排風(fēng)中部一次回風(fēng)；4）雙側(cè)對噴上、下部排風(fēng)中部送新風(fēng)。這種技術(shù)應(yīng)用的基本原則是：1）供冷時，冷風(fēng)只送到工作區(qū)，此外利用室外空氣或回風(fēng)以分隔形成上部非空調(diào)空間，或用于滿足消防排煙之需；2）在供暖時，送風(fēng)溫差宜小，且應(yīng)送到工作區(qū)。有條件時與輻射供暖相結(jié)合。采取這些措施后，空調(diào)負(fù)荷可減少30%~40%。在分層空調(diào)的設(shè)計中，氣流組織非常重要，它直接與空調(diào)效果有關(guān)。能否保證工作區(qū)的溫度分布均勻，得到理想的速度場，達(dá)到分層空調(diào)的效果和節(jié)能的目的，很大程度上取決于合理的氣流組織。只要將空調(diào)

5、區(qū)的氣流組織得好，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)備容量并節(jié)省設(shè)備運轉(zhuǎn)費用。2常見的氣流組織形式通風(fēng)空調(diào)室內(nèi)的氣流組織，是指其中的氣流流形以及空氣的各物理量的分布，如溫度、速度、濕度以及污染物濃度等。氣流組織的方式歸結(jié)起來主要取決于送風(fēng)口和回風(fēng)口的位置和形式，即送、回風(fēng)方式。常見的空調(diào)送、回風(fēng)方式可分為如下幾種形式：1）側(cè)送下回方式。側(cè)送方式是大空間建筑采用的最廣泛的一種氣流組織形式，它是將送風(fēng)口設(shè)在大廳側(cè)墻上部，冷風(fēng)（或熱風(fēng)）由送風(fēng)口送出，氣流吹過一定距離后轉(zhuǎn)折下落到工作區(qū)后以較低的速度流過整個工作區(qū)，由

6、設(shè)置于同側(cè)下部的回風(fēng)口排出。根據(jù)空間跨度大小，分單側(cè)送風(fēng)單側(cè)回風(fēng)方式和雙側(cè)送風(fēng)雙側(cè)回風(fēng)方式。側(cè)送方式中，以噴口側(cè)送最為常見。除了噴口送風(fēng)外，側(cè)送方式還包括百葉側(cè)送，但由于有噪聲和“腦后風(fēng)”等，百葉側(cè)送只作為輔助送風(fēng)方式被采用。2）上送下回方式。上送下回方式，是將送風(fēng)口安裝在建筑的頂棚或上部網(wǎng)架空間內(nèi)，將回風(fēng)口設(shè)在下部側(cè)壁上，空氣自上而下送至人員活動區(qū)，然后由回風(fēng)口抽走，其送風(fēng)形式包括散流器、噴口、旋流風(fēng)口、條縫和孔板送風(fēng)等。從使用效果上講，上送下回方式是比較好的。它能把處理好的空氣均勻送到各個部位，以滿足不同區(qū)域的空調(diào)要求。但上送風(fēng)也存在著諸多不足：空調(diào)區(qū)域包括了建筑內(nèi)的上部空間，冷（

7、熱）負(fù)荷較大，能耗高，送風(fēng)量比噴口側(cè)送大25%～30%左右。3）下送上回方式。這種氣流組織的方式是由下部（如地板或側(cè)墻下部）送風(fēng)，由空調(diào)房間上部回、排風(fēng)。它作為一種節(jié)能型氣流組織形式，比較適合于人員較多的建筑。這種送風(fēng)方式避免了將燈光和屋頂負(fù)荷的對流部分帶入空調(diào)區(qū)域，可使送風(fēng)量大大減小，從而節(jié)省了設(shè)備運行和投資費用。但下送風(fēng)風(fēng)口形式復(fù)雜、數(shù)量多，難以運行管理，目前對于很多空調(diào)設(shè)計單位技術(shù)上還難以實現(xiàn)，因此在大空間建筑空調(diào)實例中并不多見。4）假柱