商業(yè)建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計(jì)研究院科技工程股份有限公司深圳分公司 廣東深圳 518040

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展和人民生活水平的提高，商業(yè)建筑也得到了大量的興建，我們需要做好商業(yè)建筑的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)建筑的使用功能，促進(jìn)建筑的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。本文結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)商業(yè)建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：商業(yè)建筑；空調(diào)；設(shè)計(jì)

1 工程概況

本工程負(fù)1～5 層為集購物、休閑、娛樂、飲食于一體的商業(yè)中心，6 層以上為3棟25層的塔樓，主要用于辦公；地下室一層部分為超市，地下其余部分為車庫；總建筑面積約為50萬m2。商業(yè)業(yè)態(tài)含大型百貨商場(chǎng)，超市、家電賣場(chǎng)、大型餐飲、小型餐飲，電玩、KTV 及電影院。

1.1 室外氣象參數(shù)

夏季空調(diào)室外計(jì)算干球溫度 33.4℃；夏季空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度 26.9℃。夏季通風(fēng)室外計(jì)算干球溫度 29℃。

冬季空調(diào)室外計(jì)算干球溫度-11℃；冬季空調(diào)室外計(jì)算相對(duì)濕度 53%。冬季通風(fēng)室外計(jì)算干球溫度-4℃。

1.2 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

表 1 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

空調(diào)功能夏季冬季新風(fēng)量（m3/h·人）噪聲等級(jí)NC

溫度（℃）相對(duì)濕度（﹪）溫度（℃）相對(duì)濕度（﹪）

主力商場(chǎng)24～26≤6520--2055

商鋪24～26≤6520--2055

門廳24～26≤6520--1055

電影院24～26≤6520--2045

辦公室25～27≤6520--3050

餐廳26～28≤6520--2555

注：人員密度：餐飲 1.5 m2/人，店鋪商場(chǎng) 4 m2/人。

2 空調(diào)負(fù)荷、冷熱源與空調(diào)系統(tǒng)

2.1 空調(diào)負(fù)荷和冷熱源

本商業(yè)廣場(chǎng)按業(yè)態(tài)及所有權(quán)布置制冷機(jī)房，共4 個(gè)制冷站。

1#制冷站為百貨商場(chǎng)單獨(dú)所有，夏季計(jì)算總冷負(fù)荷為 3958.7kW，冬季空調(diào)熱負(fù)荷為 1342.9kW；選用兩臺(tái) 600RT 離心機(jī)。

2#制冷站為超市單獨(dú)所有，夏季計(jì)算總冷負(fù)荷為 2647.8kW，冬季空調(diào)熱負(fù)荷為 1210.7kW；選用兩臺(tái) 380RT 離心機(jī)。

3#制冷站為電玩、KTV、酒樓、影院、電器賣場(chǎng)等商業(yè)提供冷熱源，夏季計(jì)算總冷負(fù)荷為14653kW，冬季空調(diào)熱負(fù)荷為 11771kW；選用 3臺(tái) 1100RT 離心機(jī)和 1 臺(tái) 380RT 離心機(jī)，380RT 制冷機(jī)是為影廳晚上單獨(dú)使用時(shí)設(shè)置的。

4#制冷站為 3 棟辦公樓提供冷熱源，計(jì)算總冷負(fù)荷為 9810kW，冬季空調(diào)熱負(fù)荷為7332kW；選用3臺(tái)900RT 離心機(jī)。

所有制冷站內(nèi)均設(shè)有板式換熱機(jī)組冬季為系統(tǒng)供熱，熱源為市政熱網(wǎng)。

空調(diào)冷熱源中心設(shè)置于地下2層。

每個(gè)業(yè)態(tài)均在制冷站單獨(dú)引出供回水環(huán)路，并做冷熱計(jì)量。

2.2 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

大商業(yè)部分采用全空氣單風(fēng)道送回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。氣流組織采用上送上回方式；室內(nèi)步行街采用吊頂式機(jī)組；電影院采用全空氣系統(tǒng)，每個(gè)影廳單獨(dú)設(shè)置空調(diào)機(jī)組，通風(fēng)管不穿其它影廳；小商鋪和辦公區(qū)采用風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)形式；商場(chǎng)內(nèi)按區(qū)域集中設(shè)置新風(fēng)、排風(fēng)豎井，排風(fēng)通過井道集中排至屋面；新風(fēng)經(jīng)豎井輸送至各層后，再通過風(fēng)管輸送至設(shè)備混合箱。同時(shí)為保證空調(diào)區(qū)域壓差，新、排風(fēng)量設(shè)計(jì)10%的差值。全空氣系統(tǒng)過渡季節(jié)采用全新風(fēng)運(yùn)行，空調(diào)季節(jié)按照最小新風(fēng)比及 CO2探測(cè)器數(shù)值自動(dòng)調(diào)整新風(fēng)量，冬季若內(nèi)區(qū)需要供冷還可調(diào)整新風(fēng)比給內(nèi)區(qū)供冷。

2.3 空調(diào)水系統(tǒng)

空調(diào)水系統(tǒng)采用一次泵變流量系統(tǒng)，根據(jù)用戶側(cè)負(fù)荷變化采用變頻方式改變負(fù)荷側(cè)流量。水系統(tǒng)按照業(yè)態(tài)設(shè)置，各水環(huán)路管道分別由分、集水器連接，水系統(tǒng)采用兩管制異程式，分、集水器處設(shè)靜態(tài)平衡閥；水系統(tǒng)采用高位膨脹水箱實(shí)現(xiàn)定壓補(bǔ)水功能，空調(diào)冷凍水、冷卻水、熱水均設(shè)置旁通連接軟水處理裝置。

組合式空調(diào)器及吊頂式空調(diào)機(jī)組每臺(tái)均設(shè)置電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；風(fēng)機(jī)盤管設(shè)置電動(dòng)二通閥。

2.4 防、排煙系統(tǒng)

地下車庫、商場(chǎng)、地上內(nèi)走道、商場(chǎng)、辦公、中庭均采用機(jī)械排煙。排風(fēng)、排煙共用管道。

所有商場(chǎng)的每個(gè)防火分區(qū)又分為多個(gè)防煙分區(qū)，風(fēng)機(jī)平時(shí)作為排風(fēng)；全空氣機(jī)組火災(zāi)時(shí)作為補(bǔ)風(fēng)使用，補(bǔ)風(fēng)時(shí)回風(fēng)口全部關(guān)閉，新風(fēng)口風(fēng)閥全開。當(dāng)排煙溫度達(dá)280℃時(shí)，設(shè)在風(fēng)機(jī)前的防火閥關(guān)閉，聯(lián)動(dòng)排煙風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，并向消控中心輸出信號(hào)。

室內(nèi)步行街中庭采用機(jī)械排煙，平時(shí)開啟排風(fēng)，火災(zāi)時(shí)機(jī)械排煙，一旦火災(zāi)發(fā)生，通過消控中心將系統(tǒng)切換至排煙模式；采用商鋪新風(fēng)機(jī)組作為補(bǔ)風(fēng)。

影院影廳部分每個(gè)影廳單獨(dú)設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)，按照90m3/m2和換氣次數(shù)13次/h分別計(jì)算，取兩者中的大值作為排煙量；補(bǔ)風(fēng)采用空調(diào)機(jī)組補(bǔ)風(fēng)。

裙房部分防煙樓梯間采用自然排煙，塔樓防煙樓梯間及其前室采用機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，保證防煙樓梯間內(nèi)40～50Pa、前室為25～30 Pa，防止煙氣侵入。

加壓送風(fēng)系統(tǒng)：防煙樓梯間地下部分與地上部分共用豎井及加壓風(fēng)機(jī)，加壓送風(fēng)口采用電動(dòng)多葉加壓風(fēng)口，平時(shí)常閉，地上著火時(shí)打開地上部分風(fēng)口，地下部分著火打開地下部分風(fēng)口，同時(shí)聯(lián)動(dòng)屋頂風(fēng)機(jī)。

3 討論

3.1 空調(diào)負(fù)荷的確定

空調(diào)負(fù)荷是整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，對(duì)制冷主機(jī)和空調(diào)末端形式的規(guī)格選型起著決定性的影響。商業(yè)建筑不同于其他建筑，功能多樣、業(yè)態(tài)復(fù)雜、人流量不確定等特征，對(duì)于負(fù)荷的計(jì)算有很大的影響。

空調(diào)負(fù)荷主要包括維護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷、人員負(fù)荷、燈光負(fù)荷、設(shè)備負(fù)荷及新風(fēng)負(fù)荷。負(fù)荷的不確定性主要體現(xiàn)在人員負(fù)荷及燈光負(fù)荷，同時(shí)人員的多少又決定著新風(fēng)負(fù)荷。

對(duì)于人員的密度的確定，相關(guān)規(guī)范規(guī)定 “當(dāng)計(jì)算空氣調(diào)節(jié)冷負(fù)荷時(shí)，營(yíng)業(yè)廳人數(shù)應(yīng)包括顧客和售貨員兩部分，顧客人數(shù)應(yīng)按星期日平均流量計(jì)算”。規(guī)范中并沒有給出具體的數(shù)值，查閱不同的設(shè)計(jì)資料數(shù)值不一，最后根據(jù)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2005）中的參數(shù)及對(duì)于商業(yè)街主要商業(yè)建筑的調(diào)查結(jié)果，確定商場(chǎng)人員密度為按照0.25人/ m2選擇計(jì)算。

3.2 冬季天然冷源的選擇

本項(xiàng)目三層室內(nèi)步行街兩側(cè)均為餐飲商鋪，且進(jìn)深較大，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)僅為屋頂和小面積的外墻、外窗，另外室內(nèi)步行街為三層共享結(jié)構(gòu)并在三層設(shè)大面積的采光頂。冬季白天營(yíng)業(yè)的時(shí)候三層會(huì)非常熱，如何消除這些內(nèi)部余熱，顯得尤為重要，冬天開啟制冷機(jī)既不經(jīng)濟(jì)，也不合理，所以天然冷源的引入就變得順理成章。本項(xiàng)目可采用的天然冷源有兩個(gè)：新風(fēng)和室外的冷卻塔。消除余熱的過程為：（1）步行街中庭的余熱通過開啟采光頂兩側(cè)通風(fēng)窗排除；（2）餐飲商鋪內(nèi)余熱通過新風(fēng)與冷卻塔的聯(lián)合作用去除。新風(fēng)送入時(shí)要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理使其與室內(nèi)溫度的送風(fēng)溫差不大于 10℃，新風(fēng)無法除去的負(fù)荷由冷卻塔與室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管配合去除。開式冷卻塔經(jīng)板式換熱器換熱后的二次水通過末端（風(fēng)機(jī)盤管）向室內(nèi)供冷。板換的選擇是這個(gè)過程的難點(diǎn)，難點(diǎn)有兩個(gè)：一次水溫的確定及容量的選擇。換熱機(jī)組容量按照下面的公式進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算：

換熱機(jī)組容量=內(nèi)熱源散熱-維護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷-新風(fēng)帶走負(fù)荷。

3.3 空氣處理設(shè)備的選擇

本項(xiàng)目為了減少吊頂內(nèi)機(jī)組水管泄漏及設(shè)備檢修對(duì)商場(chǎng)經(jīng)營(yíng)的影響，降低商場(chǎng)內(nèi)噪音，方便設(shè)備檢修和清理，最大限度的減少吊頂機(jī)及風(fēng)盤的使用，多采用空調(diào)機(jī)房設(shè)置空氣處理機(jī)組的形式；盡管空調(diào)機(jī)房會(huì)占用一定經(jīng)營(yíng)面積，但在定位較高的場(chǎng)合采用，有利于加強(qiáng)管理、提升商業(yè)檔次和購物環(huán)境，還有提高空氣品質(zhì)和利用新風(fēng)消除余熱以減小冷機(jī)開啟時(shí)間的作用。

3.4 能源管理

《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50189-2005）第 5.5.12 規(guī)定：“采用集中空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的公共建筑，宜設(shè)置分樓層、分室內(nèi)區(qū)域、分用戶或分室的冷、熱量計(jì)量裝置；建筑群的每棟公共建筑及其冷、熱源站房，應(yīng)設(shè)置冷、熱量計(jì)量裝置”。本項(xiàng)目按業(yè)態(tài)設(shè)置了計(jì)量裝置，有利于管理與收費(fèi)，用戶也能及時(shí)了解和分析用能情況，加強(qiáng)管理，提高節(jié)能意識(shí)和節(jié)能的積極性，自覺采取節(jié)能措施。

3.5 自動(dòng)控制

根據(jù)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》第5.5要求，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用了樓宇數(shù)字控制系統(tǒng)，具備機(jī)組群控和末端設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控功能，根據(jù)二氧化碳濃度監(jiān)控控制新風(fēng)量，監(jiān)測(cè)管路流量和壓力變化。同時(shí)設(shè)置了自動(dòng)人流統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，根據(jù)商場(chǎng)內(nèi)人流的變化調(diào)節(jié)負(fù)荷，保證空調(diào)系統(tǒng)安全高效節(jié)能運(yùn)行。

4 結(jié)論

設(shè)計(jì)過程中要對(duì)系統(tǒng)的每個(gè)參數(shù)進(jìn)行斟酌，不要一味的去套規(guī)范及設(shè)計(jì)手冊(cè)上的參數(shù)，要根據(jù)具體工程的特點(diǎn)具體問題具體分析，這樣才能讓設(shè)計(jì)變得盡善盡美，不斷提升自己的專業(yè)能力。