杭州某商業綜合體暖通空調設計

呂恒星

悉地國際設計顧問（深圳）有限公司上海楊浦分公司

1 工程概況

該商業綜合體位于浙江省杭州市濱江區，總建筑面積27.2萬m2，地上共6層，包含零售、餐飲、影院、冰場、兒童體檢、健身中心。地下室共3層，地下1層為超市、設備機房、自行車庫、機動車庫。地下2、3層為機動車庫。

2 冷熱源

根據各業態物業管理方不同、使用方式不一致，經與業主協商。商業、超市、影院分設冷熱源系統，冷熱負荷計算如表1所示：

表1 冷熱負荷計算表

2.1 商業冷熱源配置

商業包含零售、餐飲、冰場、兒童體檢、健身中心。采用冷水機組加鍋爐系統。冷源考慮部分負荷分布及機組制冷效率，設置3大1小4臺離心式冷水機組，3臺7400 kW，1臺3800 kW，10 kV供電。熱源對承壓熱水鍋爐、常壓鍋爐、真空鍋爐進行對比[1]，如表2所示，根據商業項目的特點，采用真空鍋爐，設置3臺真空鍋爐。健身中心采用商業冷熱源，考慮使用時間不一致，預留多聯機系統條件。

表2 熱源方案對比

2.2 超市冷源配置

超市為內區房間，冬季無制熱需求。獨立設置制冷機房，只考慮夏季制冷，設置2臺830 kW螺桿式冷水機組[2]。

2.3 影院冷熱源配置

影院需單獨管理，獨立設置冷熱源。選用2臺850 kW風冷螺桿熱泵機組，放置影院上方屋頂。避開影廳正上方，防止噪音對影廳造成影響。

3 空調風系統

3.1 空調末端的選擇

空調末端的選擇需考慮多方面的影響。表3對風機盤管、吊頂空調箱、全空氣系統進行了對比[3]。

表3 空調末端對比

本項目空調末端形式如下：

1）300m2以下小商業、后勤走道采用風機盤管加新風系統。

2）300～800m2商業及中庭采用吊頂空調箱加新風系統。

3）800m2以上大商業，超市、影院等主力店采用全空氣系統。

3.2 新風取風方式

新風從屋頂取風管井會占用室內部分面積，且容易把屋頂排油煙及汽車尾氣（杭州環評有汽車尾車上屋頂的要求）吸入室內。立面百葉取風可避免排油煙及汽車尾氣吸入室內，減少了室內管井，但對立面效果有一定的影響。

本項目采用立面百葉取風，外墻與外掛石材間為取風空腔，立面石材集中幾處開設百葉，減少對立面的影響，提高室內空氣品質，減少了新風管及補風管長度，提高了后勤走道凈高。

3.3 冰場除濕

冰場為4～6層，采用轉輪除濕。

冰面溫度較低，一般為-4℃，而冰面上空溫度梯度大，由于對流作用，容易結霧。冰場四周圍欄及屋頂內表面受冰面輻射角度大，壁面溫度較低，當溫度低于室內空氣露點溫度時，就會結露，形成水滴，產生霉菌，腐蝕壁面[4]。

采用以下方式防止結露產生：1）采用高反射吊棚，如圖1所示，降低頂棚冷輻射負荷。2）提高頂棚溫度，夏季把室外熱空氣導入吊棚內部。3）降低室內空氣絕對濕度，設置除濕系統。

圖1 冰場高反射頂棚

冰場常用的除濕方式有冷凍水冷凝除濕、直接膨脹式除濕、溶液式除濕、轉輪除濕。

冷凍水冷凝除濕適合高溫高濕環境，能耗較低；直接膨脹式除濕在低溫時，衰減很厲害，低溫時除濕能力差；溶液除濕在低溫時除濕能力強，但需要較大機房，去濕后空氣具有腐蝕性且設備投資較高；轉輪除濕在低溫時除濕能力強，但設備投資較高，能耗較大。

綜合考慮，本項目采用轉輪除濕。設置6臺風量為5000 m3/h的轉輪除濕機，吊裝于冰場4、5、6層走道，每層2臺。轉輪除濕后空氣溫度升高，設置表冷器降溫。

3.4 泳場泳池熱泵

健身房內有一游泳池，總面積600 m2，水面面積為200 m2，水深為1.5 m。采用泳池熱泵，夏季利用空調冷凝熱為池水加熱，以節約能耗。根據夏季空調制冷量與除濕量選擇泳池熱泵，能同時滿足冬季空氣與池水平時加熱。因泳池熱泵為輔助熱源，且無法滿足池水初始加熱功能，需給排水專業另配置燃氣熱水爐。

4 空調水系統

因商業最不利環路總長度不超過500 m，采用變流量一級泵系統。

冷凍水系統供回水溫度：6/12℃，冷卻水供回水溫度為：37/32℃，熱水供回水溫度為50/40℃。

從初投資、管線對凈高的影響、內區商業因為招商變動冬季需制熱的要求，設置兩管制空調水系統，夏季制冷，冬季制熱。冬季有供冷需求的內區，采用新風直接導入制冷，并采用適當加熱，保證送風溫差小于10℃，以防起霧。經校核，商鋪與公區新風滿足冬季制冷需求。對于冬季內區發散量較大，新風無法滿足冬季制冷需求的餐飲，租戶可采用多聯機制冷。每個餐飲根據招商要求，都預留了多聯機條件，防止夏季水系統供冷量不足，冬季需制冷的可能。

商業空調水分集水器設置6個主環路，其中一個主環路專為地下一層商業設置。其它5個環路分別負擔地上14組立管，每個環路2到3組立管。

采用水平同程，豎向異程，每層主分支設置靜態平衡閥，調節各水路水力平衡。

5 通風與防排煙設計

1）大樓風平衡。廚房設置排油煙與補風系統，油煙與補風系統需聯動設置。并聯入大樓BA系統，由物業監測。如未設置聯動，商業租戶為節省運行費用，當排油煙風機開啟時，不開設補風機，會把空調冷氣抽入廚房，造成冷量不足。且使整棟大樓為負壓，冬季一層大門冷風滲透嚴重。

2）屋頂統一排風。與中庭連通的商業無需每個房間設置排風，可統一在屋頂天窗處設置排風。夏季天窗處溫度較高，直接排走較高溫度的空氣，可減少室內空調能耗。

3）正壓送風。樓梯間地上地下合用正壓送風，正壓送風量為地上與地下送風之和。風機放置于屋頂，可減小管井，減少室內機房面積和系統數量，節約造價。

4）排煙。商業采用豎向排煙系統，風機放置于屋頂。店前走道與中庭一個防火分區，屋頂天窗處設置排煙風機為中庭與走廊統一排煙。此種排煙方式簡單，但存在一定風險，當中庭發生火災時，煙氣上升對走廊疏散會產生一定的影響[5]。

每間影院獨立設置排煙與補風系統，防止不同影廳之間竄音。

6 燃氣設計

燃氣主立管上至商業屋頂。主立管為中壓燃氣，需明敷。靠外墻設置管井，并對外開設百葉。屋頂設置調壓箱，調壓后燃氣通過管井送至各廚房，設置25處燃氣管井。管井設置事故通風，最下層開設百葉，屋頂設置事故排風機。風機與燃氣泄露報警探測器聯鎖，當燃氣泄露時，事故排風機運行[6]，如圖2所示。

圖2 燃氣立管示意圖

7 BIM正向設計

本項目采用BIM正向設計，暖通專業直接采用BIM設計并出施工圖。在初步設計階段，已采用BIM技術進行了凈高分析，對于局部結構梁特別大的區域，協調結構專業修改。BIM設計優點如下所示[7]：

1）通過設計階段就解決大的碰撞問題及凈高不足點，避免后期停工返工。

2）二維三維實時顯示，三維管線綜合后，二維實時顯示調整后的平面圖，節省了重復出圖的時間。

圖3 5F局部管線綜合模型

3）提高了凈高，最大限度壓縮了機電空間。在層高為5.4 m，中庭大梁1.2 m，地面面層0.1 m，吊頂裝修0.25 m的情況下，保證了中庭凈高為3.6 m，實際機電管線高度僅為0.25 m。

4）通過管線綜合解決碰撞問題，現場完全按管線綜合施工，使施工處于可控狀態。

管線綜合后5F局部模型如圖3所示。

8 設計體會

1）冷熱源方案需從技術經濟角度、能源利用率、物業管理方式等多方面對比，選出最適合項目的方案。

2）空調末端的選擇不僅要滿足技術需求，還需滿足招商變化的需求。

3）低溫時冷凝除濕效果較差，需考慮其它除濕方式，如溶液除濕、轉輪除濕，或聯合除濕方式。

4）一層冬季冷風滲入較嚴重，需考慮整棟大樓風平衡，空調末端量也需加大，不能簡單的以負荷計算軟件算出來的數值選擇末端。

5）燃氣各個省市要求不一樣，項目前期需與燃氣公司溝通確定方案，以免影響建筑。

6）BIM越早介入越能發現設計問題，BIM正向設計也是未來的趨勢，需重視。