大型商業綜合體空調系統設計研究探討

摘 要：深入探討大型商業綜合體空調系統設計的核心要素，通過分析高效能源管理和舒適性與環境適應性的實現策略，突出了智能控制與系統集成的重要性。著重分析了環保材料和節能技術的應用，旨在提出全面的設計方法論，關注系統效率和用戶體驗的優化，實現現代商業建筑高標準的推進空調系統的可持續和環境友好運營要求，旨在為大型商業綜合體空調系統的高效、舒適、智能化和環保設計提供實用的指導和新的視角。

關鍵詞：能源管理；智能控制；空調系統設計

中圖分類號：TU83" " " " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2024）06-0120-03

0 引言

大型商業綜合體不僅集購物、娛樂、辦公于一體，還承擔著提升城市形象和滿足居民生活需求的重要責任，其空調系統設計尤為重要，直接影響商業綜合體的能源消耗、環境舒適度以及運營成本。隨著人們環保意識的提升和節能減排政策的實施，節能與環保成為空調系統設計的核心要求。而由于商業綜合體的使用特性和人群密集度，其空調系統不僅需要契合節能環保理念，還面臨著獨特的設計挑戰。本文研究此類系統的設計要點，力求實現空調系統乃至整個大型商業綜合體的節能、環保、舒適和高效運營目標。

1 大型商業綜合體空調系統設計需求

1.1 能源管理高效性需求

在設計大型商業綜合體空調系統時，高效的能源管理是核心考慮因素，其重要性源于對能源成本的控制和對環境保護的關注[1]。能源管理的效率直接關系到空調系統的經濟運營成本，也體現了可持續發展理念在工程設計與實踐中的實現。

從降低消耗的角度來看，智能化的監測與控制系統可根據室內外環境參數的實時變化，優化調節空調運行工況，做到恰到好處地提供制冷或制熱效果，避免設備過度使用帶來的資源浪費。需要設置獨立的建筑自動化系統，實現對溫度、濕度、新風量等關鍵參數的檢測反饋，協調控制空調機組、風機、調節閥門等執行機構。

在選擇空調設備時，應優先考慮能效比高的產品，如采用變頻控制的螺桿式冷水機組，或天然工質熱泵系統等。如果設備整體性能優異，可在較低的能耗基礎上提供所需的制冷或制熱容量。部分設備還可實現余熱余冷的再利用，降低能量的浪費。

除設備本身的高效化外，也要注重系統內部的熱量平衡，通過設置空氣或水源側的熱回收裝置，回收建筑內部排出的熱量，與建筑供暖系統實現熱力交換再利用。能源管理的效果還取決于空調系統與建筑物自身的匹配程度。在建筑布局、圍護結構的選擇及天然通風的利用等方面，都應考慮如何與空調系統的運行發揮協同作用，共同構成高效的建筑環境控制方案。

1.2 智能控制與系統集成需求

在現代大型商業綜合體的空調系統設計中，智能控制與系統集成需求日益顯著，反映了技術創新和運營效率提升的當代趨勢。智能控制主要通過先進的軟硬件技術實現空調系統的自動化和優化運行，包括溫濕度的自動調節、能源消耗的實時監控以及故障預測和維護提醒等，不僅提高能源效率，還維持持續的舒適環境。

系統集成則指空調系統與建筑內其他系統（如照明、安防、能源管理等）的協同工作，實現數據和控制指令的無縫交流，綜合管理達到更高的運營效率[2]。例如，空調能夠在建筑低占用時段自動調整運行模式或根據光照和人流動態調整溫度，以精確管理能源。在設計層面，其體現為對高級傳感器技術、強大的數據分析能力和跨系統通訊協議的依賴。傳感器技術用于實時監控環境和系統性能，數據分析則幫助識別模式、預測需求和潛在問題。統一的通訊協議和接口標準是實現不同系統之間集成的關鍵，增強了整個建筑管理的智能化水平。通過應用先進技術，空調系統能夠更好地適應復雜多變的商業環境，滿足現代商業建筑的高標準需求。

2 大型商業綜合體空調系統設計

2.1 冷暖源系統設計

在進行冷暖源系統設計時，需要考慮商業綜合體的整體布局和需求，包括建筑的大小、形狀、用途以及人員流量等因素。選擇適當的冷暖源系統類型，例如中央空調系統、分散式系統或混合系統[3]。其關鍵是確定冷源和熱源的位置。

通常，冷源包括冷水機組或蒸發冷卻機組，而熱源則可以是鍋爐或熱水機組。冷熱源設備的安裝位置應盡量靠近需要供暖或供冷的區域，以最大程度地減少輸送熱量或冷量的損失。同時考慮設備的維護和維修便利性，確保系統長期穩定運行。

為提高能源效率和可持續性，可采用先進的技術，如余熱回收系統、地源熱泵系統或太陽能熱水系統，以降低能源消耗，減少運營成本，并對環境產生更小的影響，符合現代商業綜合體的可持續性要求。必須確保其滿足當地法規和標準的要求，包括排放限制、噪聲控制、防火安全等方面的要求，以確保系統的安全性和可靠性。

冷暖源系統的設計應具備可擴展性，以適應未來商業綜合體的擴建或改建需求，設計要預留足夠的空間和容量，以便在必要時增加冷源或熱源設備，滿足不斷增長的需求，還需要設置獨立的新風處理設備，與冷暖源系統實現協調配合[4]。

2.2 空調系統設計

大型商業綜合體的空調系統設計是復雜而重要的過程，直接影響到建筑內部的舒適性和能源效率。在進行此設計時，必須遵循一系列嚴謹的步驟，以確保系統能夠滿足各種要求。

第一，設計的起點是進行負荷計算。該步驟旨在準確測算建筑內的熱負荷，包括熱量的產生和損失，涵蓋人員、設備、照明等產熱元素以及墻壁、窗戶、屋頂等導致熱量損失的因素。通過專業的軟件和模擬工具，精確計算每個房間或區域的負荷需求，為后續的設計奠定了基礎。

第二，需要選擇適當類型的空調系統。中央空調系統適用于大面積商業綜合體，而VRF系統更適用于需要區域性溫度控制的場所。系統的選擇應該根據負荷計算的結果以及建筑的具體需求來進行。

第三，在安裝空調設備時，設備的布局和位置非常關鍵，旨在最大程度地減少空氣流通的阻力和能量損失。管道、通風系統和風口的位置也需經過精心規劃，確?？諝饽軌蚓鶆蚍植?，避免產生死角，從而提高室內舒適度。

第四，控制系統的重要性也不可忽視?，F代空調系統采用自動化技術，能夠監測和調整室內溫度和濕度，提高能源效率。其還可與建筑管理系統集成，實現集中控制和監控，確保室內環境的穩定性。

第五，在設計中，還必須考慮能源效率和可持續性。采用高效的設備和技術，如能源回收系統、智能控制和低排放制冷劑，降低能源消耗、運營成本，并對環境造成更小的影響。

第六，設計必須符合當地法規和標準的要求，包括室內空氣質量、噪聲控制和安全性等方面的規定，確保系統的安全可靠性。

2.3 通風系統設計

通風系統設計在大型商業綜合體中是確保室內空氣質量和人員健康的關鍵因素之一。通風系統的設計需要考慮空氣流動、新鮮空氣供應以及排氣，設計通風系統時，需要明確建筑的用途、人員流量以及空氣質量要求，這些因素將決定通風系統的負荷需求。商業綜合體通常需要滿足較高的空氣質量標準，故通風系統的設計要求通風量充足，并且需要考慮到高峰期和低峰期的變化，進而選擇適當類型的通風系統。

常見的通風系統類型包括機械通風系統、自然通風系統和混合通風系統。機械通風系統通過風扇和排氣系統控制空氣流動，自然通風系統依靠自然氣流，混合通風系統將兩者結合。通風系統的關鍵是新鮮空氣供應和排氣，新鮮空氣應該從外部引入，并在室內分布均勻，以確保室內氧氣含量充足，并排除污染物和二氧化碳。

排氣系統應能夠有效地將室內空氣中的污染物排出，以維護空氣質量。此外還需要考慮空氣過濾和空氣質量監測，空氣過濾器可捕獲懸浮在空氣中的顆粒物，凈化室內空氣。空氣質量監測系統可實時監測室內空氣質量參數，如二氧化碳濃度、溫度和濕度，以便根據需要進行調整?？刂葡到y在通風系統設計中也起著重要作用，現代通風系統通常配備自動化控制系統，能夠根據室內空氣質量和人員流量實時調整通風量，以提高能源效率，并確保在不同需求情況下維持合適的通風。

通風系統的設計需要符合相關法規和標準，包括室內空氣質量標準、噪聲控制和能源效率要求等方面的規定，以確保系統的安全性和可靠性。大型商業綜合體的通風系統設計需全面考慮多個因素，并與專業的通風系統工程師的密切合作，以確保系統成功實施。通過精心設計和細致規劃，實現高效、健康的通風系統，提供良好的室內空氣質量，有助于維護人員的健康和舒適。

2.4 防排煙系統設計

防排煙系統設計在大型商業綜合體中是確保火災安全和人員疏散的至關重要的組成部分，旨在控制煙氣擴散，提供可通行的疏散通道，并為消防人員提供工作條件。防排煙系統的設計需要考慮建筑的布局、用途以及火災安全法規的要求，確定煙氣控制區域。在設計中，需要將建筑劃分成不同的煙氣控制區域，以便在火災發生時控制煙氣擴散，通常包括樓層、走廊、電梯間和安全樓梯等。

每個區域需要獨立的控制和排煙系統，選擇適當類型的防排煙系統也是關鍵。防排煙系統通常分為機械排煙系統和自然排煙系統。機械排煙系統使用風扇和通風道來排除煙氣，而自然排煙系統依賴于自然氣流。設計時應根據建筑特點和火災風險選擇適當的類型。防排煙系統的關鍵是排煙通道和排煙口的設計。排煙通道必須確保煙氣能夠迅速排出建筑，避免火災煙氣進入疏散通道。排煙口的位置和尺寸也需要經過精心規劃，以確保能夠有效地排煙，并在火災情況下保持通暢。

控制系統在防排煙系統設計中也起關鍵作用。自動化控制系統可監測火警報警系統的信號，并自動啟動防排煙系統，有助于確保在火災發生時及時采取措施，控制煙氣擴散。防排煙系統的設計還需要符合相關法規和標準的要求，包括煙氣控制、通風量、排煙口尺寸、控制系統和排煙通道等方面的規定，以確保系統的安全性和可靠性[5]。

大型商業綜合體的防排煙系統設計需全面考慮多個因素，與防排煙系統工程師的密切合作，以確保系統的成功實施。通過精心設計和細致規劃，可確保在火災發生時保護人員的生命安全，并提供適當的控制煙氣擴散的措施，以便有效疏散和火災撲救。

3 大型商業綜合體空調系統節能與環保思考

3.1 優化節能設計

優化節能設計是實現環保和經濟效益的關鍵環節，有效的節能設計不僅能降低能源消耗和運營成本，還可減弱對環境的影響。為實現該目標，需從提升系統效率、優化建筑設計、利用可再生能源和實施智能控制等多個方面綜合考慮。

提升系統效率主要通過選用高效空調設備，例如變頻空調系統和高效熱交換器。變頻技術能夠根據需求調節壓縮機運行速度，避免不必要的能耗，而高效熱交換技術則提高熱能轉換效率。利用自然通風和光照不僅降低對空調系統的依賴，還能減少能源消耗。集成太陽能發電系統等在節能設計中也起到關鍵作用，其不僅為空調提供部分所需電力，還減少了對傳統能源的依賴，降低了碳排放。

3.2 使用環保材料與技術

在大型商業綜合體空調系統設計的研究探討中，使用環保材料與技術是實現節能和環保目標的關鍵方面，不僅包括選擇低環境影響的材料，還涵蓋采用先進技術降低整體碳足跡和促進可持續發展。

環保材料的選擇在空調系統設計中至關重要。例如，在管道和隔熱材料的選擇上，優先考慮具有高隔熱效能且可回收的材料，不僅能有效降低能源損失，而且在其生命周期結束時，對環境的負面影響較小。使用低揮發性有機化合物（VOC）的涂料和密封劑，也有助于改善室內空氣質量，減少對環境和人體健康的危害。

采用環保技術也是實現節能和環保的重要途徑，包括利用先進的制冷劑。具有較低的全球變暖潛能（GWP）和臭氧消耗潛能（ODP），相比傳統制冷劑對環境的影響更小。環保技術的應用還包括利用太陽能或風能等可再生能源，為空調系統提供輔助能源，不僅降低了對傳統能源的依賴，還有助于減少溫室氣體排放。

4 結束語

在大型商業綜合體空調系統設計的研究中，集中于實現高效能源管理、智能控制與系統集成以及環保和節能的重要性。有效的能源管理通過智能化控制和區域化溫度調節實現，確保用戶舒適和空氣質量。智能控制和系統集成提升了操作效率和用戶體驗，而高效的冷暖源系統設計則關注于提升能源利用率。通風和防排煙系統的有效設計對于保持室內空氣質量和應對緊急情況至關重要。采用環保材料和技術在降低能源消耗和推動環境友好運營方面發揮著核心作用。

參考文獻

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[2] 李玲玲，徐鴻，馬友才.某大型商業綜合樓暖通空調設計[J].建筑技術開發，2022，49（21）：23-25.

[3] 吳喆.大型現代化商業綜合體建筑工程暖通空調系統設計[J].建設科技，2021（19）：103-106+110.

[4] 范共華.商業綜合體建筑空調系統設計[J].工程技術研究， 2021，6（9）：195-196.

[5] 劉偉，馬任遠，李梅.合肥市某大型商業綜合體空調系統設計[J].建筑熱能通風空調，2018，37（7）：89-92.