某大型商業(yè)綜合體的暖通空調(diào)設(shè)計

胡晨炯

(廣州市設(shè)計院，廣州510620)

1 項目概況

某大型高端商業(yè)綜合體坐落于廣州市天河路與天河?xùn)|交界外西北角，東為天河?xùn)|路，南面天河路，西面為規(guī)劃路，北為華文街。本工程為大型綜合式建筑，主體建筑可分為五個組成部分，包括:1棟212m高的39層辦公樓(下稱辦公樓一);1棟160m高的28層辦公樓(下稱辦公樓二)，其中最頂上的8層為一精品酒店;一座131m高的28層五星級酒店(下稱酒店A);以及一座8層的文化中心。各組成部份分別位于用地的四角，利用裙樓商場將各部份聯(lián)合在一起。裙樓商場包括兩層地上層，兩層地下層，還有兩層地下車庫及裝卸貨區(qū)/機電房。三層裙樓天面為一公眾文化廣場。建筑物東西長約270m，南北長約150m，總建筑面積457584m2，總高度為211.95m。屬于一類高層建筑。本文對其中央空調(diào)的冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)水系統(tǒng)、消防防排煙系統(tǒng)和工程特色進行介紹和總結(jié)，以期為大型綜合體建筑的暖通空調(diào)設(shè)計提供參考。

2 空調(diào)冷熱源

2.1 空調(diào)系統(tǒng)

本項目采用集中制冷系統(tǒng)，制冷機房位于地下四層，負擔(dān)辦公樓一、辦公樓二、酒店A以及裙樓商業(yè)部分的空調(diào)負荷，總冷負荷為52700kW。共設(shè)置6臺2000冷噸，4臺700冷噸水冷離心式制冷機。冷凍水供/回水溫度為7℃/14℃。另安裝兩臺1758kW的水－水熱泵，將制冷機組冷凝器排出的部分冷凝熱量回收，作為酒店A生活熱水系統(tǒng)預(yù)熱用。

2.2 采暖系統(tǒng)

辦公樓一、二以及裙樓商業(yè)部分冬季不設(shè)采暖系統(tǒng)。

五星級酒店的總熱負荷為1463kW，由位于酒店A屋頂鍋爐房的蒸氣鍋爐供給，經(jīng)熱交換器及水泵循環(huán)到各空調(diào)機組及風(fēng)機盤管。冬季熱水供回水溫度為60℃/50℃。

位于辦公樓二頂層的精品酒店熱總熱負荷為483kW，空調(diào)熱源由位于酒店屋頂鍋爐房的常壓熱水鍋爐供給，經(jīng)熱交換器及水泵循環(huán)到各空調(diào)機組及風(fēng)機盤管。

3 空調(diào)水系統(tǒng)

冷凍水采用兩管制及一次泵變流量系統(tǒng)，在供回水總管設(shè)置流量旁通裝置，并按裙樓、辦公、酒店等功能分區(qū)分了多個供回水分支路，在各支路的回水管上設(shè)平衡閥，保證其流量滿足設(shè)計要求。其中辦公樓一存在設(shè)備承壓問題，在其29層設(shè)置板式熱交換器進行上下分區(qū)。酒店空調(diào)水系統(tǒng)除酒店后勤區(qū)采用兩管制外，其余均為四管制系統(tǒng)?？照{(diào)供熱水系統(tǒng)利用頂層膨脹水箱作補水、定壓用。

4 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

4.1 辦公樓

辦公樓一、辦公樓二的辦公層、電梯大堂、走道及公眾區(qū)域等采用單風(fēng)道變風(fēng)量VAV系統(tǒng)，新鮮空氣由室外引入，經(jīng)過置于避難層的帶轉(zhuǎn)輪式熱交換器的中央變風(fēng)量新風(fēng)處理機處理后配送至各層，并于每層設(shè)置變風(fēng)量空氣處理機組，新風(fēng)與回風(fēng)混合處理后，送至環(huán)形主送風(fēng)管。經(jīng)各支干管送至變風(fēng)量末端設(shè)備。

4.2 裙樓

裙樓商場的公共回廊、主力店等采用定風(fēng)量全空氣系統(tǒng);小商鋪采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。為減低空氣處理機組的噪聲和振動對人員及租戶的影響，以及爭取商業(yè)價值的利益最大化，所有商場裙樓的空調(diào)機房設(shè)于地下四層。

4.3 酒店

酒店裙樓的大空間采用定風(fēng)量全空氣系統(tǒng);電梯前室及客房、服務(wù)房等采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)處理機組設(shè)置于設(shè)備層及避難層。

5 消防防排煙系統(tǒng)

5.1 辦公樓及酒店

1)防煙樓梯間、消防電梯前室均設(shè)置機械加壓系統(tǒng)。

2)辦公樓及酒店標(biāo)準(zhǔn)層:嚴格按照《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》執(zhí)行。辦公區(qū)內(nèi)及內(nèi)走道設(shè)機械排煙系統(tǒng)，其排煙量按最大防煙分區(qū)每m2不小于120m3/h進行計算。

3)酒店裙房部分，對于面積超過100m2的地上無窗房間及長度超過20m的無可開啟外窗的走道，和房間總面積超過200m2或一個房間面積超過50m2的地下功能房，設(shè)置機械排煙系統(tǒng)。

5.2 商業(yè)裙樓

1)公共回廊、中庭及商鋪各自設(shè)置獨立機械排煙系統(tǒng):

a:依據(jù)消防性能化報告，地下二層至二層回廊為一個防火分區(qū)，回廊最大防煙分區(qū)面積為1000m2?；乩扰c中庭利用擋煙垂壁進行防煙分區(qū)分隔，每個防煙分區(qū)小于1500m2，擋煙垂壁設(shè)在回廊天花板下方500mm，以在各防煙分區(qū)形成儲煙倉。于回廊部分設(shè)機械排煙系統(tǒng)，按60 m3/(h·m2)計算。為節(jié)省空間利用空調(diào)送風(fēng)管作為消防補風(fēng)風(fēng)管，空調(diào)回風(fēng)管作為消防排煙管，排煙風(fēng)機設(shè)置在裙樓高位，于地下室空調(diào)機房內(nèi)提供消防補風(fēng)機，補風(fēng)量按排煙量的50%計算。示意圖見圖1。

b:小商鋪設(shè)置排煙系統(tǒng)，按最大防煙分區(qū)按120 m3/(h·m2)計算，空調(diào)新風(fēng)管在消防狀態(tài)下作為消防補風(fēng)管，消防補風(fēng)風(fēng)機設(shè)置在地下空調(diào)機房內(nèi)，獨立設(shè)置排煙風(fēng)管，排煙風(fēng)機設(shè)置在裙樓高位。示意圖見圖1。

c:中庭設(shè)置機械排煙系統(tǒng)，按6次換氣次數(shù)執(zhí)行。

2)安全走廊、防煙樓梯間設(shè)置加壓系統(tǒng)，確保消防安全。依據(jù)消防性能化報告商場內(nèi)走廊視為安全走道，該走廊設(shè)置加壓送風(fēng)系統(tǒng)，以滿足防排煙要求。

3)除以上部分，其余裙樓部分按防火分區(qū)劃分，對面積超過100m2的地上無窗房間及長度超過20m的無可開啟外窗的走道，和房間總面積超過200m2或一個房間面積超過50m2的地下功能房，設(shè)置機械排煙系統(tǒng)。

圖1 空調(diào)系統(tǒng)示意圖

6 工程特色及技術(shù)創(chuàng)新

6.1 空調(diào)系統(tǒng)采用集中式冷源

本項目采用集中制冷系統(tǒng)，空調(diào)主機房位于地下四層，共設(shè)置6臺2000冷噸，4臺700冷噸水冷離心式制冷機作為整個項目之冷源。冷源集中設(shè)置，一方面，可平衡各單體建筑物之間在功能上、同時使用時間上的冷負荷要求，在一定程度上，可以使得系統(tǒng)的工作曲線維持一個比較平緩的模式，從而使系統(tǒng)可以實現(xiàn)一個較高的運行能效。另一方面，集中式冷源，有利于運行及維修管理，避免了各單體建筑物重復(fù)設(shè)置獨立的制冷機房、控制室等，增加了建筑物的使用面積。

6.2 空調(diào)冷凍水系統(tǒng)采用大溫差、一次泵變流量系統(tǒng)

由于本項目建筑面積較大，建筑物東西長約270m，南北長約150m，冷凍水輸送距離較遠。本項目的冷凍水系統(tǒng)采用大溫差的設(shè)計，供/回水溫度為7℃/14℃。供/回水溫差加大后，減少了冷凍水的循環(huán)水量，大大節(jié)省了冷凍水泵的輸送能耗并從系統(tǒng)設(shè)計上避免了小溫差狀況的出現(xiàn)。

冷凍水系統(tǒng)采用一次泵變流量系統(tǒng)，于供水管及回水管上設(shè)置流量計及溫度傳感器以監(jiān)視和控制制冷機組開關(guān)數(shù)量。冷凍水系統(tǒng)由12臺 (2臺備用)并聯(lián)的變水量水泵組成，將冷凍水壓送至各個區(qū)域各層之空調(diào)機組、新風(fēng)機組及風(fēng)機盤管。

當(dāng)冷負荷變動時，相應(yīng)的安裝在空調(diào)機組/風(fēng)機盤管上的二通閥自動作出調(diào)節(jié)改變流量。安裝在冷凍水系統(tǒng)的壓差感應(yīng)器控制相應(yīng)冷凍水泵的變頻器以適應(yīng)需要的流量波動。同時安裝在冷凍水系統(tǒng)的流量及溫度感應(yīng)器探測到所需的冷負荷，回饋控制信號，通過群控系統(tǒng)控制制冷機及相應(yīng)水泵的臺數(shù)，有效的節(jié)省空調(diào)運行能耗。

6.3 冷卻水熱回收系統(tǒng)

常規(guī)的空調(diào)系統(tǒng)中，制冷機組冷凝器排出的熱量通過冷卻塔釋放到大氣中，這部分的熱量被白白浪費。本項目中，冷卻水系統(tǒng)安裝兩臺1758kW的水－水熱泵，一部分冷卻水在進入冷卻塔之前，先經(jīng)過水－水熱泵機組，熱泵機組通過回收制冷機組的部分冷凝熱量，用于加熱生活熱水，作為酒店A生活熱水系統(tǒng)預(yù)熱用;冷卻水經(jīng)過熱回收后，溫度降低，與其余冷卻水混合后，再通過冷卻塔散熱。

冷卻水熱回收系統(tǒng)不但可以實現(xiàn)廢熱利用，減少冷凝熱對環(huán)境產(chǎn)生的熱污染，減少冷卻塔的運行費用和噪聲;同時，利用廢熱作為生活熱水系統(tǒng)的預(yù)熱，減少了鍋爐的蒸汽消耗量，節(jié)省了能耗。

6.4 辦公樓排風(fēng)系統(tǒng)采用熱回收、空調(diào)末端采用單風(fēng)道變風(fēng)量系統(tǒng)

高端辦公樓很多都采用全空氣變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，它具有以下優(yōu)點:(1)區(qū)域溫度可控;(2)空氣品質(zhì)高，室內(nèi)相對濕度抵，熱舒適性好，(3)部分負荷時，可變頻調(diào)速，節(jié)能效果好等特點。本項目辦公層采用的是單風(fēng)道的變風(fēng)量系統(tǒng)，新鮮空氣由室外引入，經(jīng)過設(shè)置在避難層的帶轉(zhuǎn)輪式熱交換器的中央變風(fēng)量新風(fēng)處理機處理后，再經(jīng)由豎管按通風(fēng)要求配送至各層，并于每層設(shè)置變風(fēng)量風(fēng)箱控制新風(fēng)量以實現(xiàn)風(fēng)平衡。每層設(shè)兩臺變風(fēng)量空調(diào)機組，空氣經(jīng)空調(diào)機組處理后，送至環(huán)形主送風(fēng)管。經(jīng)各支干管送至變風(fēng)量末端設(shè)備。

6.5 與建筑、裝修的完美配合

1)空調(diào)機房的布置遵循與環(huán)境協(xié)調(diào)、與建筑協(xié)調(diào)、減少輸送能耗和節(jié)約用地資源的原則。為減少空調(diào)設(shè)備噪聲和振動對環(huán)境的影響，以及爭取商業(yè)價值的利益最大化。因此，所有商場裙樓的空調(diào)機房設(shè)于地下四層。新風(fēng)將由室外引入，經(jīng)豎管送至各空調(diào)機房處理后，由送風(fēng)管井引至各區(qū)域。由于空調(diào)末端風(fēng)系統(tǒng)輸送作用半徑較大，風(fēng)機均采用高效風(fēng)機，總效率達79%以上，滿足節(jié)能要求。集中式空調(diào)機房的設(shè)置為空調(diào)系統(tǒng)的運行管理帶來了便利，既滿足風(fēng)系統(tǒng)輸送能耗的要求，同時提高了地上商業(yè)部分的使用面積，減少了空調(diào)系統(tǒng)運行、維修對人員及租戶的影響。

2)地下送排風(fēng)管井地面開口百葉與景觀園林、建筑有機地融合為一體，既美觀協(xié)調(diào)，又解決噪聲對環(huán)境的影響。

7 結(jié)語

此商業(yè)項目已竣工驗收合格并于2011年交付業(yè)主使用?？照{(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在冬季和夏季均正常運行，室內(nèi)環(huán)境參數(shù)包括溫度、濕度、新風(fēng)、噪聲和空氣品質(zhì)等都達到設(shè)計要求。空調(diào)機房集中式布置在地下四層，噪聲、振動得到了很好的控制，為管理、維修等工作帶了便利，為裙樓的商鋪、餐廳等提供了良好的經(jīng)營環(huán)境。在設(shè)計中，貫穿以人為本、節(jié)能環(huán)保、節(jié)約用地的理念，可供今后同類商業(yè)綜合體設(shè)計參考和借鑒。

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