成都某城市綜合體商業(yè)中心暖通空調(diào)設(shè)計

都劍 李林

中國建筑西南設(shè)計研究院有限公司

近年來國內(nèi)城市綜合體項目大量出現(xiàn)，由于其建筑體量大、空間復(fù)雜、業(yè)態(tài)繁多，因此必須有針對性地采取通風(fēng)、空調(diào)及防排煙措施，提供各業(yè)態(tài)所需的室內(nèi)環(huán)境條件。

1 工程概況

某大型城市綜合體地處成都市中心核心區(qū)域，建筑總面積約100萬m2，集商業(yè)、辦公、酒店等為一體，建筑總高度約130m，屬一類高層公共建筑[1]。

圖1 成都某城市綜合體效果圖

該建筑地下共2層，為汽車庫、自行車庫、設(shè)備用房、超市等；地上1～5層裙房為百貨、精品店、小餐飲、次主力店、餐廳、KTV、步行街、電影城等；6層及以上為辦公和商務(wù)酒店。該項目效果圖如圖1所示。

2 空調(diào)設(shè)計

2.1 空調(diào)負荷及冷熱源設(shè)置

根據(jù)物業(yè)管理、營業(yè)時間、產(chǎn)權(quán)和能耗計量的要求，該項目分為三個獨立的冷熱源中心，空調(diào)冷水供回水溫度6℃/12℃，熱水供回水溫度60℃/50℃，均采用高位膨脹水箱定壓。冷熱源詳細設(shè)置[2～3]如下：

1）超市冷熱源中心：超市位于地下一層，空調(diào)面積7916m2，空調(diào)總冷量2083kW，總熱量683kW。設(shè)2臺螺桿式冷水機組，1臺燃氣真空熱水鍋爐。

2）百貨冷熱源中心：百貨位于地上1～5層，空調(diào)面積24119m2，空調(diào)總冷量6792kW，總熱量2314kW。設(shè)2臺離心式冷水機組，2臺燃氣真空熱水鍋爐。

3）大商業(yè)冷熱源中心：大商業(yè)由地下1層至地上4層的精品店、小餐飲、步行街、次主力店、KTV、電影城等構(gòu)成，空調(diào)面積82884m2，空調(diào)總冷量16843kW，總熱量7251kW。設(shè)4臺離心式冷水機組，1臺螺桿式冷水機組，3臺燃氣真空熱水鍋爐。

4）地上4棟塔樓（6層及6層以上）：商務(wù)酒店采用分體空調(diào)；辦公采用多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)。

2.2 空調(diào)水系統(tǒng)

空調(diào)水系統(tǒng)采用一級泵變流量兩管制系統(tǒng)，與之配套的空調(diào)循環(huán)水泵設(shè)變頻調(diào)速裝置。

空調(diào)水系統(tǒng)以異程式為主。由于大商業(yè)各業(yè)態(tài)營業(yè)時間、計量、空調(diào)方式、供冷供熱時間不一致，該區(qū)域采用分區(qū)兩管制[4]。

為了使各空調(diào)水系統(tǒng)達到水力平衡，并實現(xiàn)水流量可測控，在各并聯(lián)支路上設(shè)置靜態(tài)平衡閥；同時，由于空調(diào)水系統(tǒng)為變流量系統(tǒng)，運行過程中各分支管路的流量隨外界負荷的變化相應(yīng)地改變，通過在空調(diào)機組等設(shè)備及支路上設(shè)置動態(tài)平衡閥來減少末端空調(diào)設(shè)備相互間的干擾。

2.3 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

超市、百貨、次主力店等采用低速單風(fēng)道全空氣系統(tǒng)，空氣處理設(shè)備為單風(fēng)機組合式空調(diào)機組，設(shè)置于各層空調(diào)機房內(nèi)。氣流組織為上送上回，送風(fēng)口采用方形散流器，回風(fēng)口采用單層百葉風(fēng)口。

精品店及小餐飲采用吊頂式空調(diào)器加獨立新風(fēng)；步行街及KTV采用風(fēng)機盤管加獨立新風(fēng)。氣流組織為上送上回或側(cè)送上回，送風(fēng)口采用雙層百葉風(fēng)口，回風(fēng)口采用單層百葉風(fēng)口。

電影城各觀眾廳設(shè)置獨立的低速單風(fēng)道全空氣系統(tǒng)，氣流組織為上送上回，送風(fēng)口采用方形溫控旋流風(fēng)口，回風(fēng)口采用單層百葉風(fēng)口[5]。為了保證空調(diào)系統(tǒng)運行時觀眾廳噪聲不高于35dB(A)，設(shè)計上將空調(diào)器設(shè)置于空調(diào)機房內(nèi)，空調(diào)機房內(nèi)貼吸聲材料，并采用防火隔聲門；同時，空調(diào)送、回風(fēng)管路上分別設(shè)置兩級消聲器。

3 通風(fēng)及防排煙

3.1 通風(fēng)

城市綜合體通常進深大，業(yè)態(tài)復(fù)雜，房間自然通風(fēng)換氣效果受外立面影響非常大，往往效果極差。該項目主要采取以下通風(fēng)措施：

1）超市、百貨、次主力店、電影城觀眾廳等采用室內(nèi)微正壓無組織排風(fēng)與室內(nèi)多個區(qū)域設(shè)置雙速機械排風(fēng)機相結(jié)合的方式。平時，風(fēng)機低速排風(fēng)，通過排風(fēng)機的臺數(shù)控制方式保持排風(fēng)與新風(fēng)的動態(tài)平衡；火災(zāi)時，風(fēng)機高速排煙。

2）精品店和小餐飲等與步行街直接連通的內(nèi)區(qū)房間通過在步行街中庭屋頂設(shè)置機械排風(fēng)系統(tǒng)達到通風(fēng)換氣的要求。

3.2 防排煙

防煙系統(tǒng)設(shè)計按現(xiàn)行防火規(guī)范執(zhí)行，對不具備自然排煙條件的防煙樓梯間、合用前室、消防電梯前室設(shè)置機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。防煙樓梯間加壓送風(fēng)口采用自垂百葉風(fēng)口，每層或每隔一層設(shè)置；合用前室、防煙樓梯間前室、消防電梯前室加壓送風(fēng)口采用常閉的多葉送風(fēng)口，每層設(shè)置，火災(zāi)時開啟著火層及其相鄰層多葉送風(fēng)口。

裙房各層水平方向貫通的步行街與多個中庭連通，且步行街兩側(cè)均為精品店或小餐飲。設(shè)計把步行街作為安全走道，已突破現(xiàn)行的防火規(guī)范。經(jīng)消防性能化設(shè)計計算及消防論證后提出以下加強措施：

步行街所有精品店和小餐飲均設(shè)置機械排煙，排煙量按72m3/h確定；精品店和小餐飲發(fā)生火災(zāi)時，自動噴淋系統(tǒng)先于機械排煙系統(tǒng)啟動；步行街及中庭排煙量按該區(qū)域不小于6次/h的體積換氣次數(shù)確定。

超市、百貨、次主力店等均按現(xiàn)行防火規(guī)范要求設(shè)置豎向機械排煙系統(tǒng)，自然補風(fēng)。

電影城各觀眾廳設(shè)置獨立的機械排煙系統(tǒng)，排煙量取90m3/(m2·h)換氣標(biāo)準(zhǔn)和13次/h換氣標(biāo)準(zhǔn)計算的大值[6]。各觀眾廳空調(diào)機組兼作火災(zāi)時的補風(fēng)系統(tǒng)。

4 空調(diào)自控

空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)采用直接數(shù)字式控制系統(tǒng)（DDC系統(tǒng)），由中央控制器及DDC現(xiàn)場控制器組成，可監(jiān)測冷熱源機組、空調(diào)循環(huán)水泵、空調(diào)末端設(shè)備、通風(fēng)機等設(shè)備的運行狀態(tài)及參數(shù)，集中遠距離控制和程序控制，并納入樓宇自控系統(tǒng)（BAS）。同時，各業(yè)態(tài)的空調(diào)水管支干管上設(shè)置熱量計量裝置和調(diào)節(jié)閥門，按業(yè)態(tài)獨立計量和控制。

4.1 空調(diào)冷熱源系統(tǒng)

冷熱源機組、空調(diào)循環(huán)水泵、冷卻塔及水系統(tǒng)管路上的電動閥門等納入空調(diào)能源管理系統(tǒng)，作為樓宇自控系統(tǒng)（BAS）的一個子系統(tǒng)接入其中，并將管路上采集到的溫度、流量、壓力、功率等數(shù)據(jù)進行歸納、分析和整理，結(jié)合空調(diào)負荷預(yù)測分析，對監(jiān)控對象的運行做優(yōu)化管理，以達到節(jié)能的目的。

4.2 空調(diào)末端

組合式空調(diào)器新、回風(fēng)管上設(shè)電動風(fēng)閥及溫濕度傳感器，空調(diào)自控系統(tǒng)設(shè)定多工況運行模式，對風(fēng)機、電動風(fēng)閥、電動二通調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)有效控制，并在適宜的室外氣象條件下，利用室外新風(fēng)降低室內(nèi)的熱濕負荷。

新風(fēng)機組回水管上設(shè)置電動二通調(diào)節(jié)閥，根據(jù)送風(fēng)溫度與設(shè)定值的差值控制電動二通調(diào)節(jié)閥開度。

吊頂式空調(diào)器回水管上設(shè)置電動二通調(diào)節(jié)閥，根據(jù)回風(fēng)溫度與設(shè)定值的差值控制電動二通調(diào)節(jié)閥的開度。

風(fēng)機盤管設(shè)置手動風(fēng)量三速開關(guān)，就地控制風(fēng)機啟停和風(fēng)量；回水管上設(shè)置電動二通閥，由室溫控制器控制電動二通閥開閉。

5 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

1）大商業(yè)冷熱源中心借用消防水池兼作空調(diào)蓄冷水池，利用夜間低焓值的室外空氣提高制冷機運行效率，并利用夜間低價電能儲存冷量。白天負荷高峰期，充分使用儲存的冷量進行供冷，不開啟制冷主機、延遲開啟制冷主機或與制冷主機聯(lián)合供冷，達到電力移峰填谷和節(jié)省空調(diào)系統(tǒng)運行費用的目的[7～8]；

2）空調(diào)供回水溫差由常規(guī)的5℃提高至6℃，并適當(dāng)放大管道直徑，降低水系統(tǒng)輸送能耗；

3）全空氣系統(tǒng)采用可變新風(fēng)比設(shè)計，在適宜的室外氣象條件下最大程度利用室外新風(fēng)。

4）冷水機組制冷系數(shù)COP值、熱水機組額定熱效率及平時使用的通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)機單位風(fēng)量耗功率均滿足現(xiàn)行公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求；

5）普通機械通風(fēng)機總效率（含風(fēng)機、電機及傳動效率）均大于0.52。

6 設(shè)計體會

該項目從方案設(shè)計到竣工歷時逾5年，于2012年底正式開業(yè)，各空調(diào)系統(tǒng)陸續(xù)投入運行。期間由于招商變化等原因造成各專業(yè)設(shè)計多次做出大的調(diào)整，因此，在城市綜合體項目的設(shè)計過程中，特別需要設(shè)計和業(yè)主密切溝通，多學(xué)科、多部門整合地工作，同時，設(shè)計人員在設(shè)計時要留有一定的富余量以適應(yīng)業(yè)態(tài)改變引起的變動。

城市綜合體項目通常為一個城市標(biāo)志性建筑，建筑專業(yè)對立面效果特別關(guān)注。該項目建筑立面上設(shè)有大幅廣告及櫥窗，使得空調(diào)專業(yè)很難在立面上設(shè)置風(fēng)口，不得已只能將風(fēng)口設(shè)在裙房屋頂。然而裙房商業(yè)建筑上部又筑有辦公和酒店，雖然設(shè)計時盡可能讓風(fēng)口、風(fēng)機、冷卻塔等設(shè)備遠離辦公和酒店，并采取了消聲、綠化等措施，但在實際運行工程中仍免不了對室外環(huán)境造成不利影響，因此對于城市綜合體項目，建議機電專業(yè)應(yīng)從項目方案設(shè)計階段開始介入，盡早與建筑專業(yè)溝通，討論建筑節(jié)點做法，并提出相應(yīng)的要求。

[1]高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范(2005年版)(GB 50045-95)[S].北京:中國計劃出版社,2005

[2]采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范(GB 50019-2003)[S].北京:中國計劃出版社,2003

[3]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司.全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施:暖通空調(diào)?動力(2009年版)[M].北京:中國計劃出版社,2009

[4]潘云鋼.高層民用建筑空調(diào)設(shè)計[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1999

[5]李惠風(fēng),王鴻章.影劇院空調(diào)設(shè)計[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1991

[6]電影院建筑設(shè)計規(guī)范(JGJ 58-2008)[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008

[7]公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(GB 50189-2005)[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005

[8]陸耀慶.實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007