高大空間建筑該怎么選擇采暖方式？
發(fā)布時間：2021-07-21 發(fā)布人：總管理員
高大空間建筑該怎么選擇采暖方式？
對高大空間建筑的常用的采暖方式的優(yōu)缺點和適用條件進行闡述，并對建設單位和設計人員，在選擇和分析高大空間采暖方案上提供相關的建議，以供參考。
引言
隨著新時代中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們對建筑功能的要求，逐漸由原來的注重經(jīng)濟適用向追求品質轉變，出現(xiàn)越來越多的高大空間建筑，給人以舒暢輕松和大氣的感覺，與此同時，高大空間的普及給暖通空調專業(yè)的設計安裝，提出了更高的要求，設計師要根據(jù)工程的不同特點，提供適合建筑自身的暖通設計方案。
高大空間建筑的定義
高大空間建筑，顧名思義就是層高較高，空間較大。高大空間建筑有其建筑自身的特點，是指層高大于五米，體積大于一萬立方米的建筑。高大建筑主要應用在民用的公共建筑和工業(yè)建筑當中，其中民用建筑主要有商業(yè)用房、影院、體育場、音樂廳和展覽館等建筑，工業(yè)建筑主要由工業(yè)工藝確定層高。
高大空間往往功能也比較復雜對暖通專業(yè)而言，主要的關注點在于高大空間建筑的熱負荷特性。由于高大空間層高比較高，空間比較廣，煙囪效應比較明顯，造成垂直方向形成特別大的溫度梯度，熱量集中往頂棚聚集，而工作區(qū)卻達不到設計要求，另外高大空間一般面積較大，內外區(qū)熱負荷相差也較大，如設計不合理，會造成室內溫度場溫度分布不均勻，影響了舒適度。通常高大空間的冷負荷，構成當中圍護結構只占8 % ~ 27 %，室外冷風侵入負荷比普通建筑所占比例較大，為9.5 % ~ 112 %，燈光散熱占2.5 % ~ 11 % 等。
高大空間建筑供暖方式
高大空間的供暖方式有多種，目前主要有散熱器供暖、地板輻射供暖、燃氣紅外線輻射供暖，熱水吊頂輻射板和采暖系統(tǒng)空氣調節(jié)供暖系統(tǒng)等。以下就以目前設計當中，比較常應用的大空間采暖方式的特點作出分析，以便對建設單位和設計研究人員，在選擇供暖方案時有所幫助。
01 散熱器供暖
1、在特定熱媒下，高大建筑物采用傳統(tǒng)的散熱器供暖，比較大的優(yōu)點是造價相對較低，但大跨度房間散熱器位置布置較困難，尤其是在外墻有幕墻設置時，將更加困難。散熱器供暖主要是靠自然對流放熱為主，這種供暖方式造成上下溫度梯度大，達0.5 ℃ / m ～ 1.0 ℃ / m，特別是十米以上時房頂下空氣溫度可高達30 ℃，但兩米以下人停留的工作區(qū)空氣溫度分布不均，有的地方甚至只有3 ℃ ～ 5 ℃。
2、在民用建筑中高大空間的立柱尺寸往往比較可觀，設計師可利用立柱的四面布置散熱器，并優(yōu)先采用中心距為一千八百毫米的散熱器，這樣可有效減少散熱器寬度，為后期的裝修以及溫控閥的安裝留夠足夠的位置。散熱器安裝與立柱上，可有效減少高大空間內外區(qū)的溫差，可相對減少整個空間的橫向溫度梯度。
3、散熱器供暖要以工程實際情況考慮使用，特別是對高大空間檔次要求較高時，需要考慮后期裝修及散熱器暗裝，其在舒適性方面都存在先天劣勢，建議除市政供暖條件及造價因素約束外，此種方式應慎用。
02 地板輻射供暖
1、輻射供暖，是指提高圍護結構內表面中的一個或多個表面的溫度，形成熱輻射面，通過輻射面以輻射和對流的傳熱方式，向室內供暖的方式。輻射采暖是一種衛(wèi)生條件和舒適標準都比較好的采暖方式，早在二十世紀三十年代，國外有些高級建筑就已經(jīng)開始應用，目前輻射采暖在國內各類型建筑當中也已普及，使用效果也大多令人滿意。輻射供暖方式主要有頂板輻射，墻板輻射和地板輻射等幾種方式，其中以地板輻射最為常見和普及。
2、對于高大空間而言，地板輻射采暖方式，非常符合高大空間建筑特點和熱負荷特性。地板輻射采暖地面有相對較高的溫度，使人體腳部感受到溫暖和舒適，符合人體腳暖的生理需求。由于高大空間的絕大多數(shù)層高，都是為建筑美感需要服務的，只需要在人體活動區(qū)域達到設計溫度，也就完成了暖通設計的任務，有效解決了豎向溫度梯度特別大的問題。
3、地板輻射采暖方式，能夠克服散熱器采暖內區(qū)難以達到設計溫度的弊端，有效解決了內區(qū)的采暖需要，從而使室內工作區(qū)溫度場的溫度梯度達到最小。
4、地板輻射采暖方案的選用，要充分考慮房間后期裝修的需要，如后期無法避免對地面做射釘或鉆孔等作業(yè)，就不宜選用此種采暖方案。另外，地板輻射采暖，在結構設計上有更大的降板要求，降板一般在一百毫米至一百五十毫米之間，對層高有一定的影響，但對高大空間而言，層高的影響基本可忽略，但相對散熱器系統(tǒng)而言，地面輻射采暖對平面不占面積。
5、地板輻射采暖節(jié)能更有優(yōu)勢。 《 民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范 》 （ GB 50736 – 2014 ）第3.0.5條規(guī)定，輻射供暖室內設計溫度宜降低2 ℃。實踐證明，人體的舒適度受輻射影響很大，歐洲的相關實驗，也證實了輻射和人體舒適度感覺的相互關系，室內設計溫度降低2 ℃可以達到同樣的舒適度，從而達到節(jié)能效果。
6、《 民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范 》（ GB 50736 – 2014 ）第5.4.1條規(guī)定熱水地面輻射供暖系統(tǒng)，供水溫度宜采用35 ℃ ～ 45 ℃，不應大于60 ℃；供回水溫差不宜大于10 ℃，且不宜小于5 ℃。這就是說采用地面輻射供暖系統(tǒng)，就必須建立相應的換熱站，勢必增加項目造價和運行費用，相對散熱器采暖系統(tǒng)這屬于額外的投資。
03 燃氣紅外線輻射供暖
1、燃氣紅外線輻射采暖是利用可燃氣體，通過特殊的燃燒裝置 — 發(fā)生器，進行燃燒而輻射各種波長的紅外線進行采暖的。
2、由于燃氣輻射采暖由可燃氣體在現(xiàn)場提供熱源，存在一定的潛在危險，目前僅應用于工業(yè)廠房，體育館，農業(yè)溫室和禮堂等高大建筑。由于輻射器的表面溫度較高，如其安裝高度過低，人體所感受到的輻射強度，將會超過人體舒適的要求，所以 《 民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范 》 （ GB 50736 – 2014 ）中第5.6.3條規(guī)定，燃氣紅外線輻射器的安裝高度不宜低于三米。
3、燃氣輻射采暖是專為高大建筑供暖的一種方式，特別適用于間歇采暖的建筑，并且不存在停用時凍結的危險，除非工藝有要求，否則不用提供值班溫度下采暖。天然氣輻射采暖，還適用于高大建筑中局部需要采暖的情況，例如滑冰場和體育看臺等位置，另外燃氣輻射采暖還可用于露天和室外局部采暖，當然這種方式下就基本依靠100 %的輻射采暖，對流對人的熱感覺基本沒有作用。
4、由于燃氣輻射采暖對可燃氣體的依賴，在建筑設計當中，對通風和消防的設計要求上比普通建筑高，需要根據(jù)規(guī)范設置事故通風，并做相應的可燃氣體檢測報警等裝置，通風機需要設計為防爆風機，并分別在室內外方便開啟的地方設置開關。
5、燃氣輻射采暖方式有其自身特性和使用場合，在使用過程當中，要根據(jù)工程自身特點和甲方使用情況綜合分析確定，做到揚長避短。
結論：綜上所述，高大空間由于自身建筑特點，有多種供暖方式供選擇，散熱器方式供暖市政條件容易滿足，但供暖效果不能保證；地面輻射采暖系統(tǒng)，能夠解決高空間溫度場溫度梯度過大的問題，但其需同時考慮裝修需求，并需要建設換熱站，造價提高明顯；燃氣紅外線輻射采暖對市政要求比較苛刻，能有充足的燃氣供給，其可使用的建筑類型比較確定。設計者和建設者，應根據(jù)建筑功能和特點以及市政條件，確定最佳和最合理的供暖方案。
