大型商業(yè)建筑通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)分析

趙媛媛

濟(jì)寧市建筑設(shè)計(jì)研究院，山東 濟(jì)寧 272100

1 大型商業(yè)建筑的概念與特點(diǎn)

商業(yè)建筑指主要用于開展各類商業(yè)活動(dòng)的建筑，而大型商業(yè)建筑則是一種建筑規(guī)模較大并且集商業(yè)、辦公、文娛、餐飲、居住、旅店、會(huì)議、展覽等多種功能于一體的商業(yè)建筑。大型商業(yè)建筑的主要特點(diǎn)是空間大、業(yè)態(tài)繁多、人流量大，而且各部分之間相互依存、相互裨益，共同形成一個(gè)多功能、高效率的整體。大型商業(yè)建筑的內(nèi)部空間可以分為多個(gè)部分，其中最主要的是公共性、開放性的公共行走空間以及與公共行走空間相連接的休息空間、內(nèi)庭、中庭及邊庭等活動(dòng)交往空間。

2 大型商業(yè)建筑內(nèi)部的基本環(huán)境要求

2.1 環(huán)境溫度要求

大型商業(yè)建筑是城市居民的重要活動(dòng)場所，因此必須為人們提供良好的環(huán)境溫度條件。例如，理論上在冬季大型商業(yè)建筑內(nèi)部的溫度需達(dá)到16 ～18℃。一方面，由于大型商業(yè)建筑內(nèi)部存在很多處于長時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)備，這些設(shè)備在運(yùn)行過程中都會(huì)散發(fā)出很多的熱量；另一方面，由于大型商業(yè)建筑中的人流量較大，人們?cè)诨顒?dòng)過程中也會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，因此通常其實(shí)際冬季溫度只需達(dá)到15℃即可。當(dāng)然，這個(gè)溫度值并非是固定的，在實(shí)際大型商業(yè)建筑通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)過程中，還需結(jié)合室內(nèi)外的實(shí)際溫差變化和氣溫變化情況進(jìn)行具有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，以最大限度地發(fā)揮出通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的作用。

2.2 環(huán)境濕度要求

環(huán)境濕度是指環(huán)境空氣中水蒸氣的含量比，其直接影響環(huán)境的舒適度，故在大型商業(yè)建筑通風(fēng)空調(diào)的設(shè)計(jì)中，需要確保建筑內(nèi)部環(huán)境濕度適宜。如果室內(nèi)環(huán)境相對(duì)濕度過高，則會(huì)導(dǎo)致機(jī)體不能及時(shí)散濕，從而影響機(jī)體的舒適度；而如果室內(nèi)環(huán)境相對(duì)濕度過低，則會(huì)導(dǎo)致機(jī)體散濕過多，從而造成機(jī)體干燥脫水。一般來說，當(dāng)室內(nèi)環(huán)境相對(duì)濕度在50%～60%時(shí)，機(jī)體自身的蒸發(fā)過程可以保持最佳的穩(wěn)定性，在感覺上也最為舒適，此為最適宜的濕度值。

2.3 環(huán)境空氣質(zhì)量要求

空氣中除了包含人類賴以生存的氧氣，還包含一些污染性氣體（如二氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、硫化氯等）和粉塵，并且這些污染性氣體和粉塵的含量在大型商業(yè)建筑內(nèi)部環(huán)境空氣中往往更多。為此，需要通過合理設(shè)計(jì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)來過濾和凈化空氣，從而改善大型商業(yè)建筑內(nèi)部環(huán)境的空氣質(zhì)量。我國對(duì)空氣污染有著嚴(yán)格的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際設(shè)計(jì)中需嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。由于大型商業(yè)建筑中業(yè)態(tài)繁多，且不同業(yè)態(tài)空間中對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量的要求各有不同，因此還需充分結(jié)合實(shí)際情況和需求來設(shè)計(jì)具有針對(duì)性的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。

3 大型商業(yè)建筑通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

3.1 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)形式選擇

在大型商業(yè)建筑中的不同空間、不同業(yè)態(tài)中，往往需選擇不同形式的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。例如，在大型商業(yè)建筑中的步行街，一般會(huì)選擇吊頂式空調(diào)機(jī)和獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)；在大型商業(yè)建筑中的餐廳、百貨賣場、電影院等區(qū)域，一般選擇低速單風(fēng)道全空氣系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的空氣處理設(shè)備可采用組合式空調(diào)機(jī)組，因?yàn)樵摍C(jī)組的氣流組織形式以上送下回為主，同時(shí)配置粗效過濾設(shè)備可用來處理空氣中的顆粒，以滿足這些區(qū)域的空氣調(diào)節(jié)需求；在大型商業(yè)建筑中的精品店、KTV 等區(qū)域，選擇風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)式通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)比較適宜；在大型商業(yè)建筑中的變配電室、POS 機(jī)房、消防控制室等區(qū)域，需要選擇能保證全天24h 不間斷運(yùn)行的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)；在大型商業(yè)建筑中的物業(yè)室和辦公室等區(qū)域，通常選擇獨(dú)立通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，一般以風(fēng)機(jī)管盤為主，并根據(jù)用戶的實(shí)際要求進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)。

3.2 冷熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在大型商業(yè)建筑通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)實(shí)際情況合理設(shè)計(jì)冷熱源系統(tǒng)。在不同空間、不同業(yè)態(tài)中，冷熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)往往也各不相同。例如，大型商業(yè)建筑中百貨賣場的冷熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)位置多選擇在地下1 ～2 層和地上2 ～3 層，并分別安設(shè)1 ～2 臺(tái)離心式冷水機(jī)組、螺桿式冷水機(jī)組以及燃?xì)忮仩t；大型商業(yè)建筑中步行街、精品店等的冷熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)位置多選擇在地上2 ～3 層，并結(jié)合實(shí)際情況安設(shè)多臺(tái)離心式冷水機(jī)組與燃?xì)忮仩t，如果是在冬季，還可以啟動(dòng)冷卻塔供冷系統(tǒng)；大型商業(yè)建筑中餐廳的冷熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)位置多選擇在地上3 ～4 層，并結(jié)合實(shí)際情況安設(shè)多臺(tái)離心式冷水機(jī)組、螺桿式冷水機(jī)組以及燃?xì)忮仩t。

3.3 通風(fēng)及排煙設(shè)計(jì)

在大型商業(yè)建筑通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)中，需要做好建筑內(nèi)部的通風(fēng)及排煙設(shè)計(jì)工作。為保證通風(fēng)暢通，多選擇雙風(fēng)機(jī)整體組合式空調(diào)器，并充分結(jié)合建筑內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、負(fù)荷情況以及建筑周圍的氣候變化等合理調(diào)節(jié)新風(fēng)比。在通風(fēng)及排煙設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮季節(jié)問題，根據(jù)季節(jié)的不同合理調(diào)節(jié)新風(fēng)量和排風(fēng)量，而且為提升設(shè)計(jì)效果，宜分別選擇風(fēng)機(jī)。在大型商業(yè)建筑中的大部分公共區(qū)域中，應(yīng)結(jié)合空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)合理確定排風(fēng)口和風(fēng)機(jī)的位置，一般以中庭上空為排風(fēng)口的最佳位置，以商場屋面為風(fēng)機(jī)的最佳位置。另外，在大型商業(yè)建筑中的不同空間、不同業(yè)態(tài)中，往往需要進(jìn)行不同的通風(fēng)及排煙設(shè)計(jì)。例如，在大型商業(yè)建筑中的餐廳中，通常安裝有排風(fēng)系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)及油煙系統(tǒng)，個(gè)別涉及煎、燒、烤、蒸等烹飪工藝的餐廳中還會(huì)安裝排油煙系統(tǒng)和燃?xì)庀到y(tǒng)，在這些系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中均需要合理計(jì)算換氣次數(shù)、總排風(fēng)量、總補(bǔ)風(fēng)量等，并對(duì)氣流問題進(jìn)行有效分析，保證煙氣能夠順利排出；在大型商業(yè)建筑中的步行街、百貨賣場、電影院、精品店等區(qū)域，一般選擇機(jī)械排煙系統(tǒng)，并結(jié)合實(shí)際情況準(zhǔn)確計(jì)算排風(fēng)量，在計(jì)算時(shí)一般以新風(fēng)量的80%為基準(zhǔn)；在大型商業(yè)建筑中的廚衛(wèi)間、垃圾房等區(qū)域，通風(fēng)及排煙設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意與相鄰區(qū)域之間維持一定的負(fù)壓，目的是避免發(fā)生串味；在大型商業(yè)建筑中的地下車庫，必須根據(jù)具體的防煙分區(qū)來進(jìn)行排風(fēng)排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

3.4 通風(fēng)空調(diào)自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通風(fēng)空調(diào)自控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)的自動(dòng)化控制，從而更好地保證通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。大型商業(yè)建筑通風(fēng)空調(diào)自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容較多，需要有效掌握運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備及模式。一般可采用多工況空調(diào)運(yùn)行模式，對(duì)風(fēng)機(jī)和電動(dòng)閥門進(jìn)行自動(dòng)化控制，以提高通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率，降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗，保證系統(tǒng)運(yùn)行安全。同時(shí)，還需要實(shí)時(shí)監(jiān)測回風(fēng)管和排風(fēng)管的運(yùn)行狀態(tài)，利用傳感器監(jiān)測其溫度、濕度等相關(guān)參數(shù)信息。在回風(fēng)管中準(zhǔn)確安裝電動(dòng)二通閥門，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。另外，一般還需要對(duì)風(fēng)機(jī)盤管的三速開關(guān)與電動(dòng)二通閥門進(jìn)行綜合分析，結(jié)合三速開關(guān)合理設(shè)定風(fēng)量，利用溫度控制器合理調(diào)節(jié)電動(dòng)二通閥門的運(yùn)行狀態(tài)。

4 大型商業(yè)建筑通風(fēng)空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)方法

4.1 合理設(shè)計(jì)氣流模式

可以在大型商業(yè)建筑中應(yīng)用分層空調(diào)，以出風(fēng)口的中心作為側(cè)面供氣的接口，將多功能孔垂直分為上部非空調(diào)區(qū)和下部空調(diào)區(qū)兩部分，由室內(nèi)熱源形成的浮力作為地板供氣驅(qū)動(dòng)，形成一種自下而上的氣流模式，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

4.2 合理設(shè)計(jì)水力平衡

在大型商業(yè)建筑通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)中，水力平衡設(shè)計(jì)是一種有效的節(jié)能手段。在設(shè)計(jì)前需要先準(zhǔn)確計(jì)算水力平衡，再依照水力平衡要求和建筑供應(yīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求來選擇適宜的平衡閥、節(jié)流閥等裝置，并確保每個(gè)回路中的水和空氣量滿足相關(guān)壓力需求。

4.3 合理應(yīng)用地源熱

近年來，地源熱泵技術(shù)在通風(fēng)空調(diào)工程中得到了十分廣泛的應(yīng)用。地源熱泵技術(shù)是一種將低品位熱能轉(zhuǎn)換為高品位熱能的技術(shù)，也是利用地下淺層地?zé)豳Y源來同時(shí)實(shí)現(xiàn)供熱、制冷兩項(xiàng)功能的高效型、節(jié)能型、環(huán)保型空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵技術(shù)所應(yīng)用的地?zé)豳Y源屬于可再生能源，故該技術(shù)同時(shí)具有節(jié)能和減排效果。并且，地源熱泵技術(shù)在管理過程中也無需燃燒燃料，對(duì)能源的需求較小。地源熱泵的類型較多，地埋管最為常見，它是由埋管和換熱器兩部分組成，可通過介質(zhì)循環(huán)實(shí)現(xiàn)傳熱。在夏季時(shí)，可以利用地源熱泵將室內(nèi)的熱量取出并釋放到土壤中，同時(shí)保證地下溫度的常年均衡；而冬季時(shí)，則可以再把土壤中的熱量取出來，用以進(jìn)行室內(nèi)采暖。

4.4 合理應(yīng)用各種新型節(jié)能技術(shù)

為了使大型商業(yè)建筑通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)擁有更好的節(jié)能效果，在其設(shè)計(jì)中應(yīng)合理應(yīng)用各種新型節(jié)能技術(shù)，如余熱循環(huán)技術(shù)、熱回收技術(shù)、蓄能空調(diào)技術(shù)、冷熱電三聯(lián)供技術(shù)等。以余熱循環(huán)技術(shù)為例，該技術(shù)主要應(yīng)用了熱傳遞原理，可與循環(huán)系統(tǒng)相結(jié)合而使余熱從某部分傳遞到其他部分，以降低通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗。

5 結(jié)束語

綜上所述，由于大型商業(yè)建筑空間大、業(yè)態(tài)繁多、人流量大，因此對(duì)通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)的要求也很高，必須保證建筑內(nèi)部環(huán)境溫度、濕度及空氣質(zhì)量達(dá)到相關(guān)要求。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)需把握好通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)形式選擇、冷熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)、通風(fēng)及排煙設(shè)計(jì)、通風(fēng)空調(diào)自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)等要點(diǎn)，另外還要進(jìn)行有效的節(jié)能設(shè)計(jì)。