引言

高大空间建筑，如压缩机房、发电机房等工业用途的建筑，其室内结构特点显著。这些建筑往往具有极高的天花板和广阔的内部空间，这种设计虽然适应了工业生产的需要，但也带来了一系列挑战。由于空间的高度和体积，温度在不同高度上的差异变得尤为明显。地面附近的温度可能受到机械设备和人员活动的影响而偏高，而高处的温度则可能相对较低。这种温度分布不均，对于保证工作环境的舒适性和设备的正常运行都是一大考验。更为复杂的是，这类建筑内部往往设备分区繁杂，冷热负荷分布不均。有些区域可能由于机器设备的密集而产生大量热量，而另一些区域则可能热量相对较少。这就要求暖通空调系统的设计必须更为精细和复杂。因此，在设计高大空间建筑的暖通空调系统时，我们必须首先根据功能分区详细计算各区域的负荷参数。然后，结合这些计算结果和建筑的实际使用要求，选择最合适的空调系统。这样，才能确保在满足工业生产需求的同时，也能提供舒适的工作环境。

一、大空间工业厂房暖通空调设计的原则

1．日常舒适的原则

工业厂房的核心宗旨是为了更好地服务于社会大众和经济发展，通过优化生产和创造过程，满足人民日常生活所需，提升生活质量。特别是在当今社会，随着经济水平的持续提升以及人民生活水平的日益提高，工业厂房在功能性上不仅要满足高效、稳定的生产需求，同时也面临着越来越高的舒适度要求。因此，在设计和建设工业厂房时，尤其要关注环保与健康元素，确保企业在运营过程中严格遵守绿色建筑标准和环保法规，实现节能减排，降低环境污染。与此同时，针对高大空间特性的厂房暖通空调系统设计显得尤为重要。该设计不仅需要满足厂房内部的基本温度、湿度控制要求，更要注重人体舒适感的营造。例如，在冬季，要确保厂房内部温度适宜，避免因寒冷环境导致员工工作效率下降或身体不适；而在夏季，则需有效降低室内温度，防止高温影响员工健康和工作质量。此外，合理的湿度控制也能有效减少静电、防止病菌滋生，进一步提高厂房环境的质量。

2．节能原则

随着社会的快速发展，经济的持续增长，暖通空调系统在满足人们生活需求方面发挥着越来越重要的作用。然而，这类系统对能源的需求量巨大，引发的环保问题也日益突出。作为设计人员，我们必须充分了解暖通空调系统的工作原理和功能性，以确保在满足用户舒适度的同时，也能积极响应绿色节能的号召。

为此，我们需坚持绿色节能设计理念，将环保和节能融入到系统的每一个角落。我们要充分利用高效节能技术和设备，提升系统的工作效率，降低能源消耗。同时，我们还应制定完善的节能方案，确保系统功能的充分发挥，同时尽可能减少资源浪费。

此外，为了降低系统的复杂性和运营成本，我们还需努力简化系统流程，减少不必要的能源消耗。在设计和施工过程中，我们要严格控制成本，避免不必要的浪费，确保项目的经济效益和社会效益双赢。

总的来说，作为设计人员，我们要在暖通空调系统的设计和施工过程中，积极践行绿色节能理念，为推动社会的可持续发展贡献自己的力量。

3．合理性原则 

在工业厂房的暖通空调系统设计过程中，因地制宜和合理性是方案能够高效实施的基础。设计时要对设备安装条件、环境等系统进行全面的分析和考虑，以确保设计方案具备环保性、合理性和可行性。在设计方案时，要充分考虑环保性。选择高效的空调系统，如采用先进的制冷技术、智能控制技术等，以降低能耗和减少对环境的影响。还要合理选择空调系统的运行参数，如温度、湿度等，以确保舒适度和健康性的同时，尽可能地降低能源消耗。设计方案需要具备合理性。要合理安排管道和风道的位置和布局，以确保空气流通的顺畅性和均匀性。还要选择合适的空调设备，如蒸发器、冷凝器等，以确保系统的稳定性和可靠性。设计方案必须具备可行性。在设计过程中，要充分考虑施工条件和实际情况，以确保方案的可行性和实用性。还要预留足够的维护和检修空间，以便于日后的维护和管理。

二、大空间工业厂房暖通空调节能设计措施 

1．设置通风管道与空气幕 

在现代科技与经济的飞速发展中，大空间工业厂房的地位越来越突出，尤其在诸如污水处理、油气储运等关键工程领域。这些大型工业厂房不仅承载着重要的生产任务，还是节能减排工作的前沿阵地。因此，如何提升大空间工业厂房的暖通空调节能设计效果，成为了当下热议的话题。

我们知道，大空间工业厂房往往具备层高较高、空间跨度大的特点，这给温度控制带来了不小的挑战。为了克服这一难题，工程师们需要深入分析大空间建筑的结构特点，针对性地制定暖通空调设计方案。其中，通风管道设计尤为关键。通过科学合理地布置通风管道，不仅可以有效改善厂房内的空气流通状况，还能显著提高空调系统的运行效率，达到节能减排的目的。

当然，在实际操作中，工程师们还需要注意厂房区域的划分与更新。随着生产任务的变动和设备的增减，厂房内的温度分布情况也会发生相应的变化。因此，工程师们需要密切关注这些变化，及时更新暖通空调系统的运行参数，确保空调末端设备的安全与稳定。

此外，大空间工业厂房通常设有大型门洞，以便于货物和设备的进出。然而，这也给厂房的保温工作带来了挑战。当大门开启时，外界的冷风会迅速侵入厂房内部，导致室内温度急剧下降，从而影响生产效率和员工的工作环境。针对这一问题，工程师们可以设计空气幕等阻隔设备，有效地阻挡冷风的入侵，保证厂房内的温度稳定。

在供热方式上，大空间工业厂房也可以因地制宜，选择适合的供暖方案。例如，在一些水源丰富的地区，可以利用水源热泵系统为厂房提供热能。这种系统不仅节能环保，还能大大降低运行成本，实现经济效益与生态效益的双赢。

2．冬季辅助采暖系统

部分高大空间建筑物由于其特殊性质，往往在一段时间内并未持续运营，其闲置时段可能因各种因素而长短不一。这导致了空调系统在这段时间内的利用率偏低，造成了能源的浪费。而在面对寒冷区域的采暖设计挑战时，设计师倾向于采纳一种融合散热器与地暖系统的灵活供暖策略。

该策略要求散热器、地暖设施及附加供暖设备需被系统性且独立地部署。在建筑空置期间，业主只需激活散热器供暖系统，通过调整温度控制器，将室内整体维持在一个较低的保温温度水平，通常这个温度足以确保建筑物的安全性和基本保温需求，从而节约能源。相反，当建筑投入正常使用，就需要全面启动包括散热器、地暖以及辅助供暖装置在内的全套供暖体系，以确保室温适宜，满足居住或工作舒适度需求。

针对地暖系统的设计细节，工程师应精心规划管道布局：在门窗周边和外墙区域密集铺设供暖管道，因这些区域热损失较大；而对于内部热量需求较小的区域，则适度加大管道间距。通过这样的设计，可以在保证供暖效果的同时，优化供暖效率，降低能源消耗，实现绿色、环保、节能的目标。

3．新风热回收系统

高大空间建筑，如大型商场、会展中心、机场航站楼等，由于其独特的建筑结构和功能需求，往往在暖通空调设计上面临着巨大的挑战。这类建筑的空调散热量通常较大，主要原因在于其庞大的建筑体积、高挑的空间格局以及大量人流活动产生的热量负荷。这些因素共同导致在夏季需要大量的冷量来抵消室内产生的热量，并在冬季通过供暖系统为室内提供舒适的温度环境，这一过程消耗的能源总量相当可观，从而增加了建筑的总体能耗。

为了实现绿色、低碳、可持续的发展目标，并响应国家节能减排的号召，新风热回收系统在建筑暖通设计中的应用变得越来越广泛。这套系统主要依赖于热回收原理，通过高效的热交换装置，将排出室外的新风与进入室内的新风进行热量交换，从而最大限度地利用室内排出的余热或冷量。在需要调节室内温度时，系统会智能地关闭排风通道，确保进入室内的新风能够全部经过热交换设备。在这个过程中，新风与室内的空气进行热交换，将室内的余热带走，同时又将室内的热量进行回收，使得新风在进入活动区时温度更加适宜，符合人体舒适的需求。

经过初步处理的新风随后进入空调机组进行进一步的温度和湿度调节，以确保在春秋季过渡时期或特殊气候条件下，无论新风是否需要通过热回收机组，都能确保送入活动区域的风量充足且温度适宜。这种做法不仅提高了室内环境的舒适度，更重要的是，在春秋季过渡时期或特殊气候条件下，通过巧妙地利用热回收技术，减少了空调系统在制冷和采暖模式间的频繁切换，从而显著降低了能源消耗。

新风热回收系统在运行过程中需要注意一些问题。尤其是在北方严寒地区，由于室外温度可能降至零下几十度，新风热回收系统在冬季运行时可能会面临结冻风险。因此，在设计及实际应用中，需要对系统进行特别的防冻保护处理，比如采用防冻型热交换器材料、增设自动除霜功能、保证系统内部管道的保温效果等措施，以确保设备在低温环境下能够正常运作且寿命不受影响。另外，定期检查和维护热回收系统也是保证其高效稳定运行的关键，如清理积尘、检查换热片是否破损堵塞、核实驱动电机及控制系统的工作状态等。只有这样，才能充分发挥新风热回收系统在节能减排方面的优势，同时保障室内环境品质和人员舒适度。

4．合理调控运行设备

在现代化的工业厂房中，暖通空调节能设计不仅关乎着企业的经济效益，更是对环保和可持续发展的积极响应。对于拥有大空间结构的工业厂房来说，暖通设备的调控更显得尤为关键。在这些庞大的空间里，如何有效地控制温度、湿度和空气质量，成为了暖通设计工程师们需要解决的难题。

其中，冷却塔作为暖通系统中的重要组成部分，其耗能问题一直备受关注。冷却塔在运行过程中，需要消耗大量的电能来驱动其循环和散热功能。特别是在炎热的夏季，冷却塔的耗能更是会占到整个暖通系统耗能的一大部分。因此，如何根据实际情况灵活调节冷却塔的开机数量和时间，成为了节能设计的关键环节。

针对这一问题，一种可行的策略是根据当地的气候条件来制定开机计划。在春季和秋季，室外温度适中，此时可以适当减少冷却塔的开启数量，或者缩短其运行时间，以达到节能减排的效果。而在夏季，当室外温度持续升高时，则需要增加冷却塔的开机数量，以确保厂房内的温度能够得到有效的控制。

除了冷却塔的调控外，供暖设备的优化也是节能设计中的重要一环。传统的供暖方式往往存在着能耗高、利用率低的问题。为了提高供暖效率，可以采用空调与散热器相结合的方式。在非生产时段，可以通过散热器来维持厂房内的基本温度，而在生产时段，则可以开启空调进行快速降温或升温。这种方式既能够满足生产需求，又能够减少不必要的能耗。

综上所述，对于大空间工业厂房的暖通空调节能设计来说，综合调控策略是实现节能减排目标的关键所在。通过灵活的设备调控和优化的供暖方式，不仅能够提高暖通系统的运行效率，还能够为企业带来可观的经济效益和环保效益。

三、结束语

总而言之，暖通空调（HVAC）的节能设计在大空间工业厂房的可持续性运营中扮演着至关重要的角色。它不仅关系到工厂生产的稳定性和工作效率，更与企业的长期经济效益和社会责任息息相关。为了充分发挥出其作用，相关的运营企业和设计人员就需要对暖通空调节能设计的重要性加强认识。

大空间工业厂房由于其特殊性质，往往需要大量的冷却和加热负荷来维持生产环境的稳定。这无疑对能源消耗提出了较高的要求。因此，通过精准的计算和高效的设计，选用高效的空调系统和控制策略，是节能设计的关键。

在全面提升节能设计工作质量的同时，还要致力于优化暖通空调系统在实际应用中的性能表现。这意味着不仅要降低能源消耗，还要提高系统运行的舒适度和稳定性，确保工作人员能够在良好的环境中高效工作。

大空间工业厂房的未来发展中，暖通空调的节能设计将成为一个不可忽视的重要方面。通过深入研究和不断创新，我们有望见证更多高效、环保且节能的暖通空调系统在大空间工业厂房中的应用，为我国的可持续发展贡献一份力量。

参考文献：

[1]张国鹏.工业厂房暖通空调的节能设计探讨[J].工程建设与设计，2010(8):85-88.

[2]叶鸣.浅议工业厂房通风空调设计中的几个问题[J].暖通空调，2012(1):26-30.

[3]仲训禄.大空间工业厂房的暖通空调节能设计[J].中国新技术新产品，2019(16):100~101.

作者姓名：杨水清. 性别：男. 籍贯：浙江杭州 学历：大学专科 职称：暖通空调