文献综述
1 研究背景及意义
随着国家经济水平的持续高速发展，生活水平的提升使得建筑能耗在总能耗中占有大量比重。现阶段国内用能缺乏节制，因此在建筑中主动深化优化能源使用可在一定程度上遏制能源资源紧缺问题。针对于暖通设计工作，需要在确保室内环境的先决条件下，降低空调制冷、供热等能耗。[1,2]同时，国内公共文化艺术事业蒸蒸日上，各地纷纷新建或扩建了很多的艺术馆、博物馆等文化类建筑。像艺术馆、博物馆等都属于大空间的结构。对于这些大空间结构，还需考虑人们在特定环境下的舒适性，需做好有关暖通空调设计方面的工作，若这种大空间建筑没有配备相应的暖通空调设计的话，或者暖通空调设计不合理的话，将会给建筑内人群带来巨大的不利影响。[3]
在此根据此次设计的对象“艺术馆”进行论述。艺术馆的空调负荷较大，且对室内环境有比较苛刻的要求，常规中央空调是采用冷冻除湿降低空气温度，从而使得空气中的水分凝结析出，这种方式导致空调盘管表面潮湿，容易滋生各种细菌，由此引起的能耗偏大、生物污染源及室内环境温湿度不稳定等问题应引起重视。[4]故在暖通设计中应结合艺术馆建筑的特点，保证实现艺术馆这种特殊场所空调系统的节能运行和室内环境温湿度的稳定控制。
本次的设计对象为地处武汉市的艺术馆，是以美术为主，兼有音乐、影视、培训等为一体的综合艺术中心，需主要对其艺术展厅区的空调系统进行设计。主要设计内容由：整个艺术馆的负荷计算、制冷/供暖方案的确定、设备的选型和布置、风系统的设计、水系统的设计、节能的应用措施及相关图纸的绘制。该设计具有一定的代表性及工程实践训练的价值，在设计过程中强化了对专业知识的掌握和应用情况；锻炼了利用理论知识及专业技能解决工程技术问题的能力；并且可以训练提高工程计算、工程绘图和查阅及运用文献资料的能力。通过此次设计的学习和训练，可以更好地对本科期间所学的知识进行融会贯通，无论是对于以后从事学术研究方面，还是从事工作，都奠定了坚实的基础。
2 国内外研究现状
本暖通空调设计应重视系统的节能运行和室内环境恒温恒湿的原则。由于大空间建筑暖通空调系统本身的特殊性，其设计要求非常严格，特别是能量散热问题，如大量热量聚集在大空间建筑的内部，到达一定程度将会对人们的健康造成一定的危害，因此设计时应该采取有效的措施和对策去避免此种情况的发生，认真考虑整个空调系统的优化问题，降低空调系统的成本投入、增加空调的使用效率、增加空调系统的舒适性、降低空调系统的故障率、提高空调系统的可维护性，并在空调系统的节能优化上下足功夫。[3,5]《公共建筑节能设计标准》(GB 50189 -2015) [6]中第5.3.22条规定, “建筑空间高度大于或等于10m、且体积大于10000 m3时, 宜采用分层空气调节系统”。与全室空调方式相比, 分层空调夏季可节省冷量30%左右, 因此能减少运行能耗和初投资。因此在暖通设计中所实行的节能措施应具有一定的可持续发展性。以下将针对冷热源设计及应用、空调系统设计两大方面的节能方向进行综述。
朱文佳[7]在设计上海某艺术馆时将三种冷热源方案做比较：冷水机组加锅炉、风冷热泵、地源热泵。基于机房占用面积、工程造价及周期等综合因素考虑，最后冷热源选型采用风冷热泵，风冷热泵选用热回收型，在夏季时候通过回收冷凝热提供空调再热段热水，实现余热回收，变废为宝，夏季免费制取热水同时又减少城市热岛效应，节约能源。
胡磊等人[8]根据展览馆项目的负荷计算结果确定了空调冷热源系统的形式，同时简要地介绍了空调末端系统及生活热水系统的形式；接着确定了各类负荷需求下地源热泵机组及泳池除湿热泵机组的联合运行方式，同时根据全年累计冷热负荷计算结果，分析地源热泵系统的地热平衡情况，进一步优化系统运行的方式。
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