摘要：對(duì)高大空間建筑的常用的采暖方式的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件進(jìn)行闡述，并對(duì)建設(shè)單位和設(shè)計(jì)人員在選擇和分析高大空間采暖方案上提供相關(guān)的建議，以供參考。
關(guān)鍵詞： 高大空間建筑；熱負(fù)荷特點(diǎn)；采暖方式
1引言
隨著新時(shí)代中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對(duì)建筑功能的要求逐漸由原來(lái)的注重經(jīng)濟(jì)適用向追求品質(zhì)轉(zhuǎn)變，出現(xiàn)越來(lái)越多的高大空間建筑，給人以舒暢輕松和大氣的感覺(jué)，與此同時(shí)，高大空間的普及給暖通空調(diào)專業(yè)的設(shè)計(jì)安裝提出了更高的要求，設(shè)計(jì)師要根據(jù)工程的不同特點(diǎn)提供適合建筑自身的暖通設(shè)計(jì)方案。
2高大空間建筑
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(diǎn)，是指層高大于5米，體積大于1萬(wàn)立方米的建筑。高大建筑主要應(yīng)用在民用的公共建筑和工業(yè)建筑當(dāng)中，其中民用建筑主要有商業(yè)用房、影院、體育場(chǎng)、音樂(lè)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(fù)雜對(duì)暖通專業(yè)而言，主要的關(guān)注點(diǎn)在于高大空間建筑的熱負(fù)荷特性。由于高大空間層高比較高，空間比較廣，煙囪效應(yīng)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(dá)不到設(shè)計(jì)要求，另外高大空間一般面積較大，內(nèi)外區(qū)熱負(fù)荷相差也較大，如設(shè)計(jì)不合理，會(huì)造成室內(nèi)溫度場(chǎng)溫度分布不均勻，影響了舒適度。通常高大空間的冷負(fù)荷構(gòu)成當(dāng)中圍護(hù)結(jié)構(gòu)只占8%-27%，室外冷風(fēng)侵入負(fù)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。
3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?xì)饧t外線輻射供暖，熱水吊頂輻射板和采暖系統(tǒng)空氣調(diào)節(jié)供暖系統(tǒng)等。以下就以目前設(shè)計(jì)當(dāng)中比較常應(yīng)用的大空間采暖方式的特點(diǎn)作出分析，以便對(duì)建設(shè)單位和設(shè)計(jì)研究人員在選擇供暖方案時(shí)有所幫助。
3.1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(diǎn)是造價(jià)相對(duì)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(shè)置時(shí)，將更加困難。散熱器供暖主要是靠自然對(duì)流放熱為主，這種供暖方式造成上下溫度梯度大，達(dá)0.5～1.0℃/m，特別是10m以上時(shí)房頂下空氣溫度可高達(dá)三十多攝氏度，但2m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(shè)計(jì)師可利用立柱的四面布置散熱器，并優(yōu)先采用中心距為1800mm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(nèi)外區(qū)的溫差，可相對(duì)減少整個(gè)空間的橫向溫度梯度。
�。�3）散熱器供暖要以工程實(shí)際情況考慮使用，特別是對(duì)高大空間檔次要求較高時(shí)，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(shì)，作者建議除市政供暖條件及造價(jià)因素約束外，此種方式應(yīng)慎用。
3.2地板輻射供暖
�。�1）輻射供暖是指提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面中的一個(gè)或多個(gè)表面的溫度，形成熱輻射面，通過(guò)輻射面以輻射和對(duì)流的傳熱方式向室內(nèi)供暖的方式。輻射采暖是一種衛(wèi)生條件和舒適標(biāo)準(zhǔn)都比較好的采暖方式，早在20世紀(jì)30年代，國(guó)外有些高級(jí)建筑就已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用，目前輻射采暖在國(guó)內(nèi)各類型建筑當(dāng)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(jiàn)和普及。
�。�2）對(duì)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(diǎn)和熱負(fù)荷特性。地板輻射采暖地面有相對(duì)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(wù)的，只需要在人體活動(dòng)區(qū)域達(dá)到設(shè)計(jì)溫度也就完成了暖通設(shè)計(jì)的任務(wù)，有效解決了豎向溫度梯度特別大的問(wèn)題。
�。�3）地板輻射采暖方式能夠克服散熱器采暖內(nèi)區(qū)難以達(dá)到設(shè)計(jì)溫度的弊端，有效解決了內(nèi)區(qū)的采暖需要，從而使室內(nèi)工作區(qū)溫度場(chǎng)的溫度梯度達(dá)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(wú)法避免對(duì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有更大的降板要求，降板一般在100-150mm之間，對(duì)層高有一定的影響，但對(duì)高大空間而言，層高的影響基本可忽略，但相對(duì)散熱器系統(tǒng)而言，地面輻射采暖對(duì)平面不占面積。
（5）地板輻射采暖節(jié)能更有優(yōu)勢(shì)�！睹裼媒ㄖ┡L(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50736-2014）第3.0.5條規(guī)定輻射供暖室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度宜降低2℃。實(shí)踐證明，人體的舒適度受輻射影響很大，歐洲的相關(guān)實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了輻射和人體舒適度感覺(jué)的相互關(guān)系，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度降低2℃可以達(dá)到同樣的舒適度，從而達(dá)到節(jié)能效果。
（6）《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50736-2014）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(yīng)大于60℃；供回水溫差不宜大于10℃，且不宜小于5℃。這就是說(shuō)采用地面輻射供暖系統(tǒng)就必須建立相應(yīng)的換熱站，勢(shì)必增加項(xiàng)目造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用，相對(duì)散熱器采暖系統(tǒng)這屬于額外的投資。
3.3燃?xì)饧t外線輻射供暖
�。�1）燃?xì)饧t外線輻射采暖是利用可燃?xì)怏w，通過(guò)特殊的燃燒裝置-發(fā)生器進(jìn)行燃燒而輻射各種波長(zhǎng)的紅外線進(jìn)行采暖的。
�。�2）由于燃?xì)廨椛洳膳煽扇細(xì)怏w在現(xiàn)場(chǎng)提供熱源，存在一定的潛在危險(xiǎn)，目前僅應(yīng)用于工業(yè)廠房，體育館，農(nóng)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(guò)低，人體所感受到的輻射強(qiáng)度將會(huì)超過(guò)人體舒適的要求，所以《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50736-2014）中第5.6.3條規(guī)定燃?xì)饧t外線輻射器的安裝高度不宜低于3m。
�。�3）燃?xì)廨椛洳膳菍楦叽蠼ㄖ┡囊环N方式，特別適用于間歇采暖的建筑，并且不存在停用時(shí)凍結(jié)的危險(xiǎn)，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(chǎng)和體育看臺(tái)等位置，另外燃?xì)廨椛洳膳�可用于露天和室外局部采暖，當(dāng)然這種方式下就基本依靠100%的輻射采暖，對(duì)流對(duì)人的熱感覺(jué)基本沒(méi)有作用。
�。�4）由于燃?xì)廨椛洳膳瘜?duì)可燃?xì)怏w的依賴，在建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中對(duì)通風(fēng)和消防的設(shè)計(jì)要求上比普通建筑高，需要根據(jù)規(guī)范設(shè)置事故通風(fēng)，并做相應(yīng)的可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警等裝置，通風(fēng)機(jī)需要設(shè)計(jì)為防爆風(fēng)機(jī)，并分別在室內(nèi)外方便開(kāi)啟的地方設(shè)置開(kāi)關(guān)。
（5）燃?xì)廨椛洳膳绞接衅渥陨硖匦院褪褂脠?chǎng)合，在使用過(guò)程當(dāng)中要根據(jù)工程自身特點(diǎn)和甲方使用情況綜合分析確定，做到揚(yáng)長(zhǎng)避短。
4結(jié)論
綜上所述，高大空間由于自身建筑特點(diǎn)，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(chǎng)溫度梯度過(guò)大的問(wèn)題，但其需同時(shí)考慮裝修需求并需要建設(shè)換熱站，造價(jià)提高明顯；燃?xì)饧t外線輻射采暖對(duì)市政要求比較苛刻，能有充足的燃?xì)夤┙o，其可使用的建筑類型比較確定。設(shè)計(jì)者和建設(shè)者應(yīng)根據(jù)建筑功能和特點(diǎn)以及市政條件確定最佳和最合理的供暖方案。
參考文獻(xiàn)
[1]王玉軍，王玉慧.高大空間建筑物采暖方式芻議[J].節(jié)能與環(huán)保，2008，（2）.
[2]徐偉，鄒瑜，徐宏慶等.民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50736-2014）[M].北京：建筑工業(yè)出版社，2012.
[3]韓飛燕，沈致和.散熱器對(duì)流采暖與地板輻射采暖的比較分析[J].山西建筑，2008，（7）：34-20.
[4]胡禮清.高大空間暖通系統(tǒng)工程探討[J].海峽科學(xué)，2009，（4）.
關(guān)鍵詞： 高大空間建筑；熱負(fù)荷特點(diǎn)；采暖方式
1引言
隨著新時(shí)代中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對(duì)建筑功能的要求逐漸由原來(lái)的注重經(jīng)濟(jì)適用向追求品質(zhì)轉(zhuǎn)變，出現(xiàn)越來(lái)越多的高大空間建筑，給人以舒暢輕松和大氣的感覺(jué)，與此同時(shí)，高大空間的普及給暖通空調(diào)專業(yè)的設(shè)計(jì)安裝提出了更高的要求，設(shè)計(jì)師要根據(jù)工程的不同特點(diǎn)提供適合建筑自身的暖通設(shè)計(jì)方案。
2高大空間建筑
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(diǎn)，是指層高大于5米，體積大于1萬(wàn)立方米的建筑。高大建筑主要應(yīng)用在民用的公共建筑和工業(yè)建筑當(dāng)中，其中民用建筑主要有商業(yè)用房、影院、體育場(chǎng)、音樂(lè)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(fù)雜對(duì)暖通專業(yè)而言，主要的關(guān)注點(diǎn)在于高大空間建筑的熱負(fù)荷特性。由于高大空間層高比較高，空間比較廣，煙囪效應(yīng)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(dá)不到設(shè)計(jì)要求，另外高大空間一般面積較大，內(nèi)外區(qū)熱負(fù)荷相差也較大，如設(shè)計(jì)不合理，會(huì)造成室內(nèi)溫度場(chǎng)溫度分布不均勻，影響了舒適度。通常高大空間的冷負(fù)荷構(gòu)成當(dāng)中圍護(hù)結(jié)構(gòu)只占8%-27%，室外冷風(fēng)侵入負(fù)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。
3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?xì)饧t外線輻射供暖，熱水吊頂輻射板和采暖系統(tǒng)空氣調(diào)節(jié)供暖系統(tǒng)等。以下就以目前設(shè)計(jì)當(dāng)中比較常應(yīng)用的大空間采暖方式的特點(diǎn)作出分析，以便對(duì)建設(shè)單位和設(shè)計(jì)研究人員在選擇供暖方案時(shí)有所幫助。
3.1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(diǎn)是造價(jià)相對(duì)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(shè)置時(shí)，將更加困難。散熱器供暖主要是靠自然對(duì)流放熱為主，這種供暖方式造成上下溫度梯度大，達(dá)0.5～1.0℃/m，特別是10m以上時(shí)房頂下空氣溫度可高達(dá)三十多攝氏度，但2m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(shè)計(jì)師可利用立柱的四面布置散熱器，并優(yōu)先采用中心距為1800mm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(nèi)外區(qū)的溫差，可相對(duì)減少整個(gè)空間的橫向溫度梯度。
�。�3）散熱器供暖要以工程實(shí)際情況考慮使用，特別是對(duì)高大空間檔次要求較高時(shí)，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(shì)，作者建議除市政供暖條件及造價(jià)因素約束外，此種方式應(yīng)慎用。
3.2地板輻射供暖
�。�1）輻射供暖是指提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面中的一個(gè)或多個(gè)表面的溫度，形成熱輻射面，通過(guò)輻射面以輻射和對(duì)流的傳熱方式向室內(nèi)供暖的方式。輻射采暖是一種衛(wèi)生條件和舒適標(biāo)準(zhǔn)都比較好的采暖方式，早在20世紀(jì)30年代，國(guó)外有些高級(jí)建筑就已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用，目前輻射采暖在國(guó)內(nèi)各類型建筑當(dāng)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(jiàn)和普及。
�。�2）對(duì)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(diǎn)和熱負(fù)荷特性。地板輻射采暖地面有相對(duì)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(wù)的，只需要在人體活動(dòng)區(qū)域達(dá)到設(shè)計(jì)溫度也就完成了暖通設(shè)計(jì)的任務(wù)，有效解決了豎向溫度梯度特別大的問(wèn)題。
�。�3）地板輻射采暖方式能夠克服散熱器采暖內(nèi)區(qū)難以達(dá)到設(shè)計(jì)溫度的弊端，有效解決了內(nèi)區(qū)的采暖需要，從而使室內(nèi)工作區(qū)溫度場(chǎng)的溫度梯度達(dá)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(wú)法避免對(duì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有更大的降板要求，降板一般在100-150mm之間，對(duì)層高有一定的影響，但對(duì)高大空間而言，層高的影響基本可忽略，但相對(duì)散熱器系統(tǒng)而言，地面輻射采暖對(duì)平面不占面積。
（5）地板輻射采暖節(jié)能更有優(yōu)勢(shì)�！睹裼媒ㄖ┡L(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50736-2014）第3.0.5條規(guī)定輻射供暖室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度宜降低2℃。實(shí)踐證明，人體的舒適度受輻射影響很大，歐洲的相關(guān)實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了輻射和人體舒適度感覺(jué)的相互關(guān)系，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度降低2℃可以達(dá)到同樣的舒適度，從而達(dá)到節(jié)能效果。
（6）《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50736-2014）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(yīng)大于60℃；供回水溫差不宜大于10℃，且不宜小于5℃。這就是說(shuō)采用地面輻射供暖系統(tǒng)就必須建立相應(yīng)的換熱站，勢(shì)必增加項(xiàng)目造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用，相對(duì)散熱器采暖系統(tǒng)這屬于額外的投資。
3.3燃?xì)饧t外線輻射供暖
�。�1）燃?xì)饧t外線輻射采暖是利用可燃?xì)怏w，通過(guò)特殊的燃燒裝置-發(fā)生器進(jìn)行燃燒而輻射各種波長(zhǎng)的紅外線進(jìn)行采暖的。
�。�2）由于燃?xì)廨椛洳膳煽扇細(xì)怏w在現(xiàn)場(chǎng)提供熱源，存在一定的潛在危險(xiǎn)，目前僅應(yīng)用于工業(yè)廠房，體育館，農(nóng)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(guò)低，人體所感受到的輻射強(qiáng)度將會(huì)超過(guò)人體舒適的要求，所以《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50736-2014）中第5.6.3條規(guī)定燃?xì)饧t外線輻射器的安裝高度不宜低于3m。
�。�3）燃?xì)廨椛洳膳菍楦叽蠼ㄖ┡囊环N方式，特別適用于間歇采暖的建筑，并且不存在停用時(shí)凍結(jié)的危險(xiǎn)，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(chǎng)和體育看臺(tái)等位置，另外燃?xì)廨椛洳膳�可用于露天和室外局部采暖，當(dāng)然這種方式下就基本依靠100%的輻射采暖，對(duì)流對(duì)人的熱感覺(jué)基本沒(méi)有作用。
�。�4）由于燃?xì)廨椛洳膳瘜?duì)可燃?xì)怏w的依賴，在建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中對(duì)通風(fēng)和消防的設(shè)計(jì)要求上比普通建筑高，需要根據(jù)規(guī)范設(shè)置事故通風(fēng)，并做相應(yīng)的可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警等裝置，通風(fēng)機(jī)需要設(shè)計(jì)為防爆風(fēng)機(jī)，并分別在室內(nèi)外方便開(kāi)啟的地方設(shè)置開(kāi)關(guān)。
（5）燃?xì)廨椛洳膳绞接衅渥陨硖匦院褪褂脠?chǎng)合，在使用過(guò)程當(dāng)中要根據(jù)工程自身特點(diǎn)和甲方使用情況綜合分析確定，做到揚(yáng)長(zhǎng)避短。
4結(jié)論
綜上所述，高大空間由于自身建筑特點(diǎn)，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(chǎng)溫度梯度過(guò)大的問(wèn)題，但其需同時(shí)考慮裝修需求并需要建設(shè)換熱站，造價(jià)提高明顯；燃?xì)饧t外線輻射采暖對(duì)市政要求比較苛刻，能有充足的燃?xì)夤┙o，其可使用的建筑類型比較確定。設(shè)計(jì)者和建設(shè)者應(yīng)根據(jù)建筑功能和特點(diǎn)以及市政條件確定最佳和最合理的供暖方案。
參考文獻(xiàn)
[1]王玉軍，王玉慧.高大空間建筑物采暖方式芻議[J].節(jié)能與環(huán)保，2008，（2）.
[2]徐偉，鄒瑜，徐宏慶等.民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50736-2014）[M].北京：建筑工業(yè)出版社，2012.
[3]韓飛燕，沈致和.散熱器對(duì)流采暖與地板輻射采暖的比較分析[J].山西建筑，2008，（7）：34-20.
[4]胡禮清.高大空間暖通系統(tǒng)工程探討[J].海峽科學(xué)，2009，（4）.
