成都某城市綜合體商業中心暖通空調設計

都劍 李林

中國建筑西南設計研究院有限公司

近年來國內城市綜合體項目大量出現，由于其建筑體量大、空間復雜、業態繁多，因此必須有針對性地采取通風、空調及防排煙措施，提供各業態所需的室內環境條件。

1 工程概況

某大型城市綜合體地處成都市中心核心區域，建筑總面積約100萬m2，集商業、辦公、酒店等為一體，建筑總高度約130m，屬一類高層公共建筑[1]。

圖1 成都某城市綜合體效果圖

該建筑地下共2層，為汽車庫、自行車庫、設備用房、超市等；地上1～5層裙房為百貨、精品店、小餐飲、次主力店、餐廳、KTV、步行街、電影城等；6層及以上為辦公和商務酒店。該項目效果圖如圖1所示。

2 空調設計

2.1 空調負荷及冷熱源設置

根據物業管理、營業時間、產權和能耗計量的要求，該項目分為三個獨立的冷熱源中心，空調冷水供回水溫度6℃/12℃，熱水供回水溫度60℃/50℃，均采用高位膨脹水箱定壓。冷熱源詳細設置[2～3]如下：

1）超市冷熱源中心：超市位于地下一層，空調面積7916m2，空調總冷量2083kW，總熱量683kW。設2臺螺桿式冷水機組，1臺燃氣真空熱水鍋爐。

2）百貨冷熱源中心：百貨位于地上1～5層，空調面積24119m2，空調總冷量6792kW，總熱量2314kW。設2臺離心式冷水機組，2臺燃氣真空熱水鍋爐。

3）大商業冷熱源中心：大商業由地下1層至地上4層的精品店、小餐飲、步行街、次主力店、KTV、電影城等構成，空調面積82884m2，空調總冷量16843kW，總熱量7251kW。設4臺離心式冷水機組，1臺螺桿式冷水機組，3臺燃氣真空熱水鍋爐。

4）地上4棟塔樓（6層及6層以上）：商務酒店采用分體空調；辦公采用多聯機空調系統。

2.2 空調水系統

空調水系統采用一級泵變流量兩管制系統，與之配套的空調循環水泵設變頻調速裝置。

空調水系統以異程式為主。由于大商業各業態營業時間、計量、空調方式、供冷供熱時間不一致，該區域采用分區兩管制[4]。

為了使各空調水系統達到水力平衡，并實現水流量可測控，在各并聯支路上設置靜態平衡閥；同時，由于空調水系統為變流量系統，運行過程中各分支管路的流量隨外界負荷的變化相應地改變，通過在空調機組等設備及支路上設置動態平衡閥來減少末端空調設備相互間的干擾。

2.3 空調風系統

超市、百貨、次主力店等采用低速單風道全空氣系統，空氣處理設備為單風機組合式空調機組，設置于各層空調機房內。氣流組織為上送上回，送風口采用方形散流器，回風口采用單層百葉風口。

精品店及小餐飲采用吊頂式空調器加獨立新風；步行街及KTV采用風機盤管加獨立新風。氣流組織為上送上回或側送上回，送風口采用雙層百葉風口，回風口采用單層百葉風口。

電影城各觀眾廳設置獨立的低速單風道全空氣系統，氣流組織為上送上回，送風口采用方形溫控旋流風口，回風口采用單層百葉風口[5]。為了保證空調系統運行時觀眾廳噪聲不高于35dB(A)，設計上將空調器設置于空調機房內，空調機房內貼吸聲材料，并采用防火隔聲門；同時，空調送、回風管路上分別設置兩級消聲器。

3 通風及防排煙

3.1 通風

城市綜合體通常進深大，業態復雜，房間自然通風換氣效果受外立面影響非常大，往往效果極差。該項目主要采取以下通風措施：

1）超市、百貨、次主力店、電影城觀眾廳等采用室內微正壓無組織排風與室內多個區域設置雙速機械排風機相結合的方式。平時，風機低速排風，通過排風機的臺數控制方式保持排風與新風的動態平衡；火災時，風機高速排煙。

2）精品店和小餐飲等與步行街直接連通的內區房間通過在步行街中庭屋頂設置機械排風系統達到通風換氣的要求。

3.2 防排煙

防煙系統設計按現行防火規范執行，對不具備自然排煙條件的防煙樓梯間、合用前室、消防電梯前室設置機械加壓送風系統。防煙樓梯間加壓送風口采用自垂百葉風口，每層或每隔一層設置；合用前室、防煙樓梯間前室、消防電梯前室加壓送風口采用常閉的多葉送風口，每層設置，火災時開啟著火層及其相鄰層多葉送風口。

裙房各層水平方向貫通的步行街與多個中庭連通，且步行街兩側均為精品店或小餐飲。設計把步行街作為安全走道，已突破現行的防火規范。經消防性能化設計計算及消防論證后提出以下加強措施：

步行街所有精品店和小餐飲均設置機械排煙，排煙量按72m3/h確定；精品店和小餐飲發生火災時，自動噴淋系統先于機械排煙系統啟動；步行街及中庭排煙量按該區域不小于6次/h的體積換氣次數確定。

超市、百貨、次主力店等均按現行防火規范要求設置豎向機械排煙系統，自然補風。

電影城各觀眾廳設置獨立的機械排煙系統，排煙量取90m3/(m2·h)換氣標準和13次/h換氣標準計算的大值[6]。各觀眾廳空調機組兼作火災時的補風系統。

4 空調自控

空調、通風系統采用直接數字式控制系統（DDC系統），由中央控制器及DDC現場控制器組成，可監測冷熱源機組、空調循環水泵、空調末端設備、通風機等設備的運行狀態及參數，集中遠距離控制和程序控制，并納入樓宇自控系統（BAS）。同時，各業態的空調水管支干管上設置熱量計量裝置和調節閥門，按業態獨立計量和控制。

4.1 空調冷熱源系統

冷熱源機組、空調循環水泵、冷卻塔及水系統管路上的電動閥門等納入空調能源管理系統，作為樓宇自控系統（BAS）的一個子系統接入其中，并將管路上采集到的溫度、流量、壓力、功率等數據進行歸納、分析和整理，結合空調負荷預測分析，對監控對象的運行做優化管理，以達到節能的目的。

4.2 空調末端

組合式空調器新、回風管上設電動風閥及溫濕度傳感器，空調自控系統設定多工況運行模式，對風機、電動風閥、電動二通調節閥實現有效控制，并在適宜的室外氣象條件下，利用室外新風降低室內的熱濕負荷。

新風機組回水管上設置電動二通調節閥，根據送風溫度與設定值的差值控制電動二通調節閥開度。

吊頂式空調器回水管上設置電動二通調節閥，根據回風溫度與設定值的差值控制電動二通調節閥的開度。

風機盤管設置手動風量三速開關，就地控制風機啟停和風量；回水管上設置電動二通閥，由室溫控制器控制電動二通閥開閉。

5 空調系統節能

1）大商業冷熱源中心借用消防水池兼作空調蓄冷水池，利用夜間低焓值的室外空氣提高制冷機運行效率，并利用夜間低價電能儲存冷量。白天負荷高峰期，充分使用儲存的冷量進行供冷，不開啟制冷主機、延遲開啟制冷主機或與制冷主機聯合供冷，達到電力移峰填谷和節省空調系統運行費用的目的[7～8]；

2）空調供回水溫差由常規的5℃提高至6℃，并適當放大管道直徑，降低水系統輸送能耗；

3）全空氣系統采用可變新風比設計，在適宜的室外氣象條件下最大程度利用室外新風。

4）冷水機組制冷系數COP值、熱水機組額定熱效率及平時使用的通風、空調系統風機單位風量耗功率均滿足現行公共建筑節能設計標準要求；

5）普通機械通風機總效率（含風機、電機及傳動效率）均大于0.52。

6 設計體會

該項目從方案設計到竣工歷時逾5年，于2012年底正式開業，各空調系統陸續投入運行。期間由于招商變化等原因造成各專業設計多次做出大的調整，因此，在城市綜合體項目的設計過程中，特別需要設計和業主密切溝通，多學科、多部門整合地工作，同時，設計人員在設計時要留有一定的富余量以適應業態改變引起的變動。

城市綜合體項目通常為一個城市標志性建筑，建筑專業對立面效果特別關注。該項目建筑立面上設有大幅廣告及櫥窗，使得空調專業很難在立面上設置風口，不得已只能將風口設在裙房屋頂。然而裙房商業建筑上部又筑有辦公和酒店，雖然設計時盡可能讓風口、風機、冷卻塔等設備遠離辦公和酒店，并采取了消聲、綠化等措施，但在實際運行工程中仍免不了對室外環境造成不利影響，因此對于城市綜合體項目，建議機電專業應從項目方案設計階段開始介入，盡早與建筑專業溝通，討論建筑節點做法，并提出相應的要求。

[1]高層民用建筑設計防火規范(2005年版)(GB 50045-95)[S].北京:中國計劃出版社,2005

[2]采暖通風與空氣調節設計規范(GB 50019-2003)[S].北京:中國計劃出版社,2003

[3]住房和城鄉建設部工程質量安全監管司.全國民用建筑工程設計技術措施:暖通空調?動力(2009年版)[M].北京:中國計劃出版社,2009

[4]潘云鋼.高層民用建筑空調設計[M].北京:中國建筑工業出版社,1999

[5]李惠風,王鴻章.影劇院空調設計[M].北京:中國建筑工業出版社,1991

[6]電影院建筑設計規范(JGJ 58-2008)[S].北京:中國建筑工業出版社,2008

[7]公共建筑節能設計標準(GB 50189-2005)[S].北京:中國建筑工業出版社,2005

[8]陸耀慶.實用供熱空調設計手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,2007