商業建筑空調系統設計

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摘要：隨著我國經濟的持續快速發展和人民生活水平的提高，商業建筑也得到了大量的興建，我們需要做好商業建筑的暖通空調設計，以進一步實現建筑的使用功能，促進建筑的長遠發展。本文結合工程實際，對商業建筑空調系統設計進行探討。

關鍵詞：商業建筑；空調；設計

1 工程概況

本工程負1～5 層為集購物、休閑、娛樂、飲食于一體的商業中心，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。商業業態含大型百貨商場，超市、家電賣場、大型餐飲、小型餐飲，電玩、KTV 及電影院。

1.1 室外氣象參數

夏季空調室外計算干球溫度 33.4℃；夏季空調室外計算濕球溫度 26.9℃。夏季通風室外計算干球溫度 29℃。

冬季空調室外計算干球溫度-11℃；冬季空調室外計算相對濕度 53%。冬季通風室外計算干球溫度-4℃。

1.2 室內設計參數

表 1 室內設計參數

空調功能夏季冬季新風量（m3/h·人）噪聲等級NC

溫度（℃）相對濕度（﹪）溫度（℃）相對濕度（﹪）

主力商場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 4 m2/人。

2 空調負荷、冷熱源與空調系統

2.1 空調負荷和冷熱源

本商業廣場按業態及所有權布置制冷機房，共4 個制冷站。

1#制冷站為百貨商場單獨所有，夏季計算總冷負荷為 3958.7kW，冬季空調熱負荷為 1342.9kW；選用兩臺 600RT 離心機。

2#制冷站為超市單獨所有，夏季計算總冷負荷為 2647.8kW，冬季空調熱負荷為 1210.7kW；選用兩臺 380RT 離心機。

3#制冷站為電玩、KTV、酒樓、影院、電器賣場等商業提供冷熱源，夏季計算總冷負荷為14653kW，冬季空調熱負荷為 11771kW；選用 3臺 1100RT 離心機和 1 臺 380RT 離心機，380RT 制冷機是為影廳晚上單獨使用時設置的。

4#制冷站為 3 棟辦公樓提供冷熱源，計算總冷負荷為 9810kW，冬季空調熱負荷為7332kW；選用3臺900RT 離心機。

所有制冷站內均設有板式換熱機組冬季為系統供熱，熱源為市政熱網。

空調冷熱源中心設置于地下2層。

每個業態均在制冷站單獨引出供回水環路，并做冷熱計量。

2.2 空調風系統

大商業部分采用全空氣單風道送回風空調系統。氣流組織采用上送上回方式；室內步行街采用吊頂式機組；電影院采用全空氣系統，每個影廳單獨設置空調機組，通風管不穿其它影廳；小商鋪和辦公區采用風機盤管+新風系統形式；商場內按區域集中設置新風、排風豎井，排風通過井道集中排至屋面；新風經豎井輸送至各層后，再通過風管輸送至設備混合箱。同時為保證空調區域壓差，新、排風量設計10%的差值。全空氣系統過渡季節采用全新風運行，空調季節按照最小新風比及 CO2探測器數值自動調整新風量，冬季若內區需要供冷還可調整新風比給內區供冷。

2.3 空調水系統

空調水系統采用一次泵變流量系統，根據用戶側負荷變化采用變頻方式改變負荷側流量。水系統按照業態設置，各水環路管道分別由分、集水器連接，水系統采用兩管制異程式，分、集水器處設靜態平衡閥；水系統采用高位膨脹水箱實現定壓補水功能，空調冷凍水、冷卻水、熱水均設置旁通連接軟水處理裝置。

組合式空調器及吊頂式空調機組每臺均設置電動調節閥；風機盤管設置電動二通閥。

2.4 防、排煙系統

地下車庫、商場、地上內走道、商場、辦公、中庭均采用機械排煙。排風、排煙共用管道。

所有商場的每個防火分區又分為多個防煙分區，風機平時作為排風；全空氣機組火災時作為補風使用，補風時回風口全部關閉，新風口風閥全開。當排煙溫度達280℃時，設在風機前的防火閥關閉，聯動排煙風機和送風機停止運行，并向消控中心輸出信號。

室內步行街中庭采用機械排煙，平時開啟排風，火災時機械排煙，一旦火災發生，通過消控中心將系統切換至排煙模式；采用商鋪新風機組作為補風。

影院影廳部分每個影廳單獨設置機械排煙系統，按照90m3/m2和換氣次數13次/h分別計算，取兩者中的大值作為排煙量；補風采用空調機組補風。

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械加壓送風系統，保證防煙樓梯間內40～50Pa、前室為25～30 Pa，防止煙氣侵入。

加壓送風系統：防煙樓梯間地下部分與地上部分共用豎井及加壓風機，加壓送風口采用電動多葉加壓風口，平時常閉，地上著火時打開地上部分風口，地下部分著火打開地下部分風口，同時聯動屋頂風機。

3 討論

3.1 空調負荷的確定

空調負荷是整個空調系統設計的基礎，對制冷主機和空調末端形式的規格選型起著決定性的影響。商業建筑不同于其他建筑，功能多樣、業態復雜、人流量不確定等特征，對于負荷的計算有很大的影響。

空調負荷主要包括維護結構負荷、人員負荷、燈光負荷、設備負荷及新風負荷。負荷的不確定性主要體現在人員負荷及燈光負荷，同時人員的多少又決定著新風負荷。

對于人員的密度的確定，相關規范規定 “當計算空氣調節冷負荷時，營業廳人數應包括顧客和售貨員兩部分，顧客人數應按星期日平均流量計算”。規范中并沒有給出具體的數值，查閱不同的設計資料數值不一，最后根據《公共建筑節能設計標準》（GB50189-2005）中的參數及對于商業街主要商業建筑的調查結果，確定商場人員密度為按照0.25人/ m2選擇計算。

3.2 冬季天然冷源的選擇

本項目三層室內步行街兩側均為餐飲商鋪，且進深較大，外圍護結構僅為屋頂和小面積的外墻、外窗，另外室內步行街為三層共享結構并在三層設大面積的采光頂。冬季白天營業的時候三層會非常熱，如何消除這些內部余熱，顯得尤為重要，冬天開啟制冷機既不經濟，也不合理，所以天然冷源的引入就變得順理成章。本項目可采用的天然冷源有兩個：新風和室外的冷卻塔。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通風窗排除；（2）餐飲商鋪內余熱通過新風與冷卻塔的聯合作用去除。新風送入時要對其進行預處理使其與室內溫度的送風溫差不大于 10℃，新風無法除去的負荷由冷卻塔與室內風機盤管配合去除。開式冷卻塔經板式換熱器換熱后的二次水通過末端（風機盤管）向室內供冷。板換的選擇是這個過程的難點，難點有兩個：一次水溫的確定及容量的選擇。換熱機組容量按照下面的公式進行設計計算：

換熱機組容量=內熱源散熱-維護結構負荷-新風帶走負荷。

3.3 空氣處理設備的選擇

本項目為了減少吊頂內機組水管泄漏及設備檢修對商場經營的影響，降低商場內噪音，方便設備檢修和清理，最大限度的減少吊頂機及風盤的使用，多采用空調機房設置空氣處理機組的形式；盡管空調機房會占用一定經營面積，但在定位較高的場合采用，有利于加強管理、提升商業檔次和購物環境，還有提高空氣品質和利用新風消除余熱以減小冷機開啟時間的作用。

3.4 能源管理

《公共建筑節能設計標準》（GB 50189-2005）第 5.5.12 規定：“采用集中空氣調節系統的公共建筑，宜設置分樓層、分室內區域、分用戶或分室的冷、熱量計量裝置；建筑群的每棟公共建筑及其冷、熱源站房，應設置冷、熱量計量裝置”。本項目按業態設置了計量裝置，有利于管理與收費，用戶也能及時了解和分析用能情況，加強管理，提高節能意識和節能的積極性，自覺采取節能措施。

3.5 自動控制

根據《公共建筑節能設計標準》第5.5要求，本項目設計采用了樓宇數字控制系統，具備機組群控和末端設備運行狀態監控功能，根據二氧化碳濃度監控控制新風量，監測管路流量和壓力變化。同時設置了自動人流統計系統，根據商場內人流的變化調節負荷，保證空調系統安全高效節能運行。

4 結論

設計過程中要對系統的每個參數進行斟酌，不要一味的去套規范及設計手冊上的參數，要根據具體工程的特點具體問題具體分析，這樣才能讓設計變得盡善盡美，不斷提升自己的專業能力。