杭州中大銀泰城商業(yè)中心空調(diào)設(shè)計(jì)

陸　葵，　賴慶林（浙江省工業(yè)設(shè)計(jì)研究院，浙江杭州310051）

杭州中大銀泰城商業(yè)中心空調(diào)設(shè)計(jì)

陸葵，賴慶林
（浙江省工業(yè)設(shè)計(jì)研究院，浙江杭州310051）

介紹了該項(xiàng)目商業(yè)中心的空調(diào)設(shè)計(jì)，給出了空調(diào)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)、系統(tǒng)形式和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

商業(yè)中心； 空調(diào)； 系統(tǒng)形式； 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

DOI：10.3969/J.ISSN.2095-3429.2015.02.023

0　引言

杭州中大銀泰城（又稱杭州城北銀泰城）位于杭州城北商務(wù)區(qū)核心地帶，項(xiàng)目總建筑面積為326410m2（其中地上建筑面積為184300m2，地下建筑面積為142110m2），地下四層，地上十七層。

中大銀泰城由七棟高層塔樓和裙樓組成，西部?jī)纱备邔樱?#、2#樓）為十七層辦公樓；東部四幢高層（4#～7#樓）為十七層公寓式辦公樓；中部高層（3#樓）為八層商業(yè)用房，3#樓及裙房組成銀泰城商業(yè)中心。

商業(yè)中心，總建筑面積約為10萬(wàn)m2，地下一層，地上八層。地下一層設(shè)有超市、百貨，地上一～五層設(shè)有百貨、童教娛樂(lè)、特色餐飲等，六層為KTV，七層為國(guó)際影院，是一個(gè)集商業(yè)、文化、休閑和娛樂(lè)為一體的綜合商業(yè)體，商業(yè)中心已于2014年12月31日正式開業(yè)。

1　室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

1.1溫度、濕度

溫度、濕度設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)功能要求及有關(guān)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)確定，詳見(jiàn)表1。

表1　溫、濕度設(shè)計(jì)參數(shù)

圖1　中大銀泰城工程效果圖

1.2人員密度及新風(fēng)量的確定

1.2.1人員密度的確定

商場(chǎng)人員密度的確定對(duì)于商場(chǎng)夏季空調(diào)冷負(fù)荷的計(jì)算起著至關(guān)重要的作用，有必要進(jìn)行認(rèn)真的研究。商場(chǎng)人員密度受區(qū)域位置、經(jīng)營(yíng)模式等多種因素的影響，目前關(guān)于商場(chǎng)人員密度的確定方法主要以下幾種：

（1）《百貨商場(chǎng)空調(diào)設(shè)計(jì)》［1］中商場(chǎng)人員密度標(biāo)準(zhǔn)：地下室：1m2/p；首層：0.67m2/p；標(biāo)準(zhǔn)層：1～2m2/p。

（2）《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》［2］疏散要求中確定的人員密度標(biāo)準(zhǔn)：首層、二層：2.3m2/p；三層：2.6m2/p；四層及以上：3.3m2/p。

（3）《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》［3］附錄B中商業(yè)建筑中人員密度標(biāo)準(zhǔn)：一般商店：3m2/p；高檔商店：4m2/p。

（4）美國(guó)特靈（TRANE）公司中央空調(diào)設(shè)備和資料手冊(cè)［4］中香港地區(qū)百貨公司人員密度標(biāo)準(zhǔn)：首層：1.5m2/p；中間層：2.0m2/p；上層：3.0m2/p。

受區(qū)域位置、經(jīng)營(yíng)模式等因素的影響，以上各種商場(chǎng)人員密度標(biāo)準(zhǔn)差異較大，計(jì)算所得的夏季空調(diào)冷負(fù)荷也差異很大。經(jīng)與銀泰百貨有關(guān)工程人員反復(fù)討論，根據(jù)銀泰百貨多年商業(yè)經(jīng)營(yíng)的經(jīng)驗(yàn)，確定各區(qū)域的人員密度：商業(yè)營(yíng)業(yè)廳：2m2/p，餐飲：2m2/p，公共空間：3.3m2/p，電影院：1.4m2/p。

1.2.2新風(fēng)量的確定

新風(fēng)對(duì)于改善室內(nèi)品質(zhì)具有積極的作用，但對(duì)于商業(yè)中心這類高人員密度建筑來(lái)說(shuō)，新風(fēng)能耗很高，其新風(fēng)負(fù)荷在空調(diào)負(fù)荷中的比重一般高達(dá)20%～40%，隨著建筑節(jié)能問(wèn)題日益得到普遍關(guān)注，降低新風(fēng)負(fù)荷也就成為主要的節(jié)能措施之一。然而病態(tài)建筑綜合癥和建筑相關(guān)疾病的出現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到保證房間新風(fēng)量是構(gòu)建健康建筑的基本選擇之一，所以《民用建筑供暖通風(fēng)與空調(diào)調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》［5］GB50736-2012中對(duì)不同人員密度條件下的人均最小新風(fēng)量做出規(guī)定。結(jié)合GB50736-2012最小新風(fēng)量和本項(xiàng)目具體特點(diǎn)，確定各區(qū)域的新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)：商業(yè)營(yíng)業(yè)廳：20m3/hp，餐飲：25m3/hp，公共空間：20m3/hp，電影院：25m3/hp。

2　冷、熱負(fù)荷

商業(yè)中心總空調(diào)面積約為63891m2（不含七層影院），夏季空調(diào)冷負(fù)荷約為17207kW （4894RT），冬季空調(diào)熱負(fù)荷約為7076kW；另外七層電影院空調(diào)面積為2746m2，夏季冷負(fù)荷為785kW，冬季熱負(fù)荷為686kW。

3　空調(diào)冷、熱源選擇

商業(yè)中心空調(diào)采用中央空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)冷、熱源為地下制冷機(jī)房、鍋爐房（除七層影院外），提供空調(diào)所需的冷、熱水。制冷機(jī)房設(shè)于地下四層，鍋爐房設(shè)于地下二層。由于運(yùn)營(yíng)時(shí)間不同，電影院的冷、熱院?jiǎn)为?dú)設(shè)置，采用風(fēng)冷熱泵機(jī)組，設(shè)置在八層屋面上。

3.1商業(yè)中心冷源（不含影院）

鑒于杭州地區(qū)夏季用電緊張的形勢(shì)，考慮到電力負(fù)荷移峰填谷的需要和峰谷電價(jià)政策，通過(guò)與業(yè)主的充分討論和協(xié)商，空調(diào)冷源按基載冷水機(jī)組和冰蓄冷空調(diào)分量蓄冰聯(lián)合供冷模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，經(jīng)計(jì)算，設(shè)計(jì)日總冷負(fù)荷為171900kWh（48887RTh），根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，從技術(shù)與經(jīng)濟(jì)分析出發(fā)，對(duì)于部分負(fù)荷蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，其蓄冰量一般按設(shè)計(jì)日總負(fù)荷的20%～25%確定，但銀泰方面提出，為了降低平時(shí)的運(yùn)行費(fèi)用，希望加大冰蓄冷的蓄冰量，最后經(jīng)各方反復(fù)研討確定，蓄冰量按按設(shè)計(jì)日總負(fù)荷的32%考慮，為55008kWh（15644RTh）。

冰蓄冷系統(tǒng)配置雙工況離心式冷水機(jī)組3臺(tái)，單臺(tái)空調(diào)工況制冷量為：2813kW（800RT），制冰工況：1878kW（534RT），輸入功率N=563kW。乙二醇溶液供、回水溫度為3.5℃/10.5℃，冷卻水供、回水溫度為32℃/37℃。蓄冰裝置采用12臺(tái)不完全凍結(jié)式盤管，單臺(tái)蓄冰量4694kWh（1335RTh），總蓄冰量56328kWh （16020RTH），冰蓄冷系統(tǒng)的雙工況離心式主機(jī)和蓄冰裝置采用串聯(lián)方式。另外，系統(tǒng)配置基載主機(jī)1臺(tái)，單臺(tái)基載冷水機(jī)組制冷量：1055kW（300RT），輸入功率N=195.2kW。冷凍水供、回水溫度為6℃/13℃，冷卻水供、回水溫度為32℃/37℃。

空調(diào)水系統(tǒng)通過(guò)供冷板式換熱器與蓄冰系統(tǒng)的乙二醇系統(tǒng)進(jìn)行換熱。板換水側(cè)進(jìn)、出口溫度為13℃/6℃，乙二醇側(cè)進(jìn)、出口溫度為3.5℃/10.5℃，選用換熱量為5550kW的供冷板式換熱器3臺(tái)，配乙二醇循環(huán)泵4臺(tái)（3用1備），單臺(tái)L=700m3/h，H=38mH2O，N=110kW，板換冷凍泵4臺(tái)（3用1備），單臺(tái)L=681m3/h，H=36mH2O，N=90kW。

雙工況主機(jī)配置冷卻塔3臺(tái)，單臺(tái)冷卻水量L=800 m3/h，N=7.5×4kW，配冷卻水泵4臺(tái)（3用1備）單臺(tái)L=587m3/h，H=26 mH2O，N=55kW。冷卻水供、回水溫度均為32℃/37℃?；d冷水機(jī)組配置冷卻塔1臺(tái)，單臺(tái)冷卻水量L=300m3/h，N=11kW，配冷卻水泵2臺(tái)（1用1備），單臺(tái)L=228m3/h，H=26mH2O，N=22kW。

中大銀泰城地下制冷機(jī)房設(shè)備布置見(jiàn)如圖2所示。

3.2商業(yè)中心熱源（不含影院）

熱源采用常壓熱水鍋爐和板式換熱器循環(huán)加熱系統(tǒng)。配置3臺(tái)常壓熱水鍋爐（含衛(wèi)生熱水的熱量），單臺(tái)供熱量2800kW，供、回水溫為85℃/60℃，輸入功率N=9kW；采用2臺(tái)板式換熱器，單臺(tái)換熱量4600kW，低溫側(cè)進(jìn)、出口溫度為50℃/60℃、高溫側(cè)進(jìn)、出口溫度為85℃/60℃。

3.3商業(yè)中心七層影院冷、熱源

為滿足使用管理的要求，根據(jù)業(yè)主意見(jiàn)，影院空調(diào)系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置，空調(diào)冷熱源設(shè)置風(fēng)冷熱泵機(jī)組2臺(tái)，提供影院空調(diào)所需的冷熱水，機(jī)組夏季供回水溫度為7℃/12℃，冬季熱水供回水溫度為55℃/45℃，機(jī)組每臺(tái)制冷量422kW，制熱量415kW，系統(tǒng)配冷（熱）水循環(huán)泵3臺(tái)（2用1備），單臺(tái)L=84m3/h，H=28MH2O，N=15kW。

圖2　中大銀泰城地下制冷機(jī)房設(shè)備布置圖

4　空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1系統(tǒng)選擇

商業(yè)中心制冷機(jī)房及鍋爐房設(shè)置在整個(gè)建筑地下室的中心位置，機(jī)房用地面積比較緊張，另外考慮冰蓄冷乙二醇泵采用變頻調(diào)節(jié)（類似于采用變頻冷水機(jī)組），故雖然商業(yè)中心建筑規(guī)模較大，但本空調(diào)水系統(tǒng)仍采用一級(jí)泵變水量系統(tǒng)，一級(jí)泵采用變頻泵。

3臺(tái)供冷板式換熱器配置了板式換熱器一級(jí)泵4臺(tái)（變頻，3用1備），單臺(tái)L=681m3/h，H=36mH2O，N=90kW，1臺(tái)基載冷水機(jī)組配置了基載一級(jí)泵2臺(tái)（1用1備），單臺(tái)L=136m3/h，H=36mH2O，N=22kW。

4.2供、回水溫差確定

由于采用了冰蓄冷，故空調(diào)冷水可以采用大溫差運(yùn)行，夏季冷凍水供、回水溫為6/13℃，供回水溫差為7℃，冷凍水泵流量和冷水管徑可以比常規(guī)5℃溫差相應(yīng)減小，可減少輸送設(shè)備與管路的初投資，也可降低輸送能耗。

4.3系統(tǒng)制式及管路平衡

空調(diào)水系統(tǒng)采用雙管制，季節(jié)的冷、熱水供應(yīng)通過(guò)在制冷機(jī)房?jī)?nèi)分、集水器上的閥門切換來(lái)實(shí)現(xiàn)；系統(tǒng)和空調(diào)機(jī)管路上根據(jù)需要設(shè)置平衡閥，以利于系統(tǒng)和設(shè)備的流量平衡。

4.4免費(fèi)供冷系統(tǒng)

考慮到地下一層商業(yè)在冬季可能需供冷的情況，特別設(shè)置了免費(fèi)供冷系統(tǒng)，利用冷卻塔作為冷源，提供冬季所需冷量，相應(yīng)配置了水-水板式換熱器1臺(tái)（換熱量1600kW）。

中大銀泰城制冷機(jī)房水系統(tǒng)原理如圖3所示。

圖2　中大銀泰城制冷機(jī)房水系統(tǒng)原理圖

5　空調(diào)自控

（1）根據(jù)氣候特點(diǎn)和空調(diào)實(shí)際需求，冰蓄冷供冷系統(tǒng)可按以下五種工作模式運(yùn)行：1）雙工況主機(jī)制冰，基載主機(jī)供冷：在晚22：00～8：00期間，雙工況主機(jī)全力制冰，共蓄冷量56328kWh（16020RTh）；若夜間有負(fù)荷，此時(shí)基載主機(jī)運(yùn)行空調(diào)工況為末端夜間負(fù)荷提供冷量；2）融冰單獨(dú)供冷：此時(shí)不開主機(jī)，冷量由融冰提供，此模式可在春秋過(guò)渡季節(jié)或冷負(fù)荷較小期間運(yùn)行；3）主機(jī)單獨(dú)供冷：該模式下，主機(jī)負(fù)責(zé)全部冷負(fù)荷；4）主機(jī)與融冰聯(lián)合供冷：當(dāng)設(shè)計(jì)日或負(fù)荷較大時(shí)，選用該模式為末端提供冷量；5）系統(tǒng)待機(jī)模式：所有設(shè)備停止運(yùn)行。

（2）主機(jī)進(jìn)行空調(diào)供冷時(shí)，根據(jù)末端冷負(fù)荷總需求（通過(guò)流量與溫差積算來(lái)實(shí)現(xiàn)）自動(dòng)進(jìn)行制冷主機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)；離心冷水機(jī)組啟動(dòng)程序：冷水泵、冷卻水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)回水管上的電動(dòng)蝶閥打開，冷卻塔運(yùn)轉(zhuǎn)，冷水機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)，停機(jī)時(shí)順序相反。

（3）根據(jù)系統(tǒng)供回水壓差控制一級(jí)泵運(yùn)行，3臺(tái)板換冷凍泵采用全變頻調(diào)節(jié)，以適應(yīng)末端空調(diào)負(fù)荷的變化，系統(tǒng)壓差測(cè)定點(diǎn)設(shè)在最不利環(huán)路干管靠近末端處。

（4）空氣處理機(jī)，由回風(fēng)溫度控制回水管上的二通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，使室溫達(dá)到要求范圍內(nèi)，當(dāng)空調(diào)機(jī)停機(jī)時(shí)，水閥自動(dòng)關(guān)閉；新風(fēng)機(jī)組由送風(fēng)溫度控制回水管上的二通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，達(dá)到送風(fēng)溫度一定，停機(jī)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉水閥；風(fēng)機(jī)盤管由室溫控制電動(dòng)二通閥，自動(dòng)關(guān)閉水閥。

（5）本建筑設(shè)置樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS），空調(diào)系統(tǒng)相應(yīng)的系統(tǒng)與設(shè)備運(yùn)行管理納入其中。

6　其它節(jié)能措施

對(duì)于人員密集型的大型商業(yè)建筑，由于商場(chǎng)類建筑通常進(jìn)深較大，使得商場(chǎng)常年有穩(wěn)定的冷負(fù)荷和供冷需求，當(dāng)過(guò)渡季節(jié)（春、秋兩季）或初冬有比較適宜的室外氣象條件時(shí)，利用室外新風(fēng)解決商場(chǎng)內(nèi)的室內(nèi)冷負(fù)荷，可以有效地減少人工冷源的運(yùn)行時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

因此，本設(shè)計(jì)空調(diào)新風(fēng)管管徑尺寸配置足夠大，且設(shè)置電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，制冷機(jī)供冷時(shí)，采用最小新風(fēng)量運(yùn)行，過(guò)渡季節(jié)空調(diào)或初冬可根據(jù)氣溫的具體情況采用室外新風(fēng)作為空調(diào)冷源，進(jìn)行全新風(fēng)運(yùn)行。

7　結(jié)語(yǔ)

（1）大型商業(yè)中心應(yīng)根據(jù)其各部分不同的功能及使用特點(diǎn)，確定合適的空調(diào)系統(tǒng)，以滿足不同的運(yùn)行模式和管理要求。

（2）大型商業(yè)中心其人員密度對(duì)空調(diào)冷負(fù)荷計(jì)算的影響非常大，應(yīng)與商業(yè)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)慎重研究確定。

（3）空調(diào)冷源選擇時(shí)，應(yīng)考慮夏季用電緊張地區(qū)電力負(fù)荷移峰填谷的需要和峰谷電價(jià)政策，并與業(yè)主充分研究、討論、比較，在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)比較可行的情況下，空調(diào)冷源可采取冷水機(jī)組和冰蓄冷蓄冰聯(lián)合供冷模式。

（4）應(yīng)充分采取成熟可靠的節(jié)能技術(shù)或系統(tǒng)，如大溫差供水技術(shù)、冬季免費(fèi)供冷系統(tǒng)、可變風(fēng)量新風(fēng)系統(tǒng)等等，以盡可能降低空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗。

［1］黃緒鏡.百貨商場(chǎng)空調(diào)設(shè)計(jì)［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1992.

［2］GB50016-2006.建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范［S］.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2006.

［3］GB50189-2005.公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)［S］北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.

［4］特靈（TRANE）中央空調(diào)設(shè)備和資料手冊(cè)［Z］.

［5］GB50736-2012.民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

［56陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，1993.

Design of Air Conditioning in Hangzhou Zhongda-intime Commercial Center

LU Kui， LAI Qing-lin
（Zhejiang Industry Design&Research Insitute，Hangzhou 310051，China）

this paper introduces the design of air conditioning of the project's commercial center，gives the main design parameter，air conditioning system form and design essentials.

commercial center； air-conditioning； formal system； key points of design

TU83

B

2095-3429（2015）02-0090-05

陸葵（1965-），女，浙江杭州人，高級(jí)工程師；賴慶林（1965-），男，浙江杭州人，教授級(jí)高工。

2015-03-09

2015-04-10