長沙某商業(yè)綜合體暖通空調(diào)設(shè)計及設(shè)計體會

文/黃冰 深圳華陽國際工程設(shè)計股份有限公司長沙分公司 湖南長沙 410000

1、項目概況

項目位于湖南省長沙市，總建筑面積422580.25㎡，主要功能包括集中商業(yè)、高層公寓、多層辦公、地下車庫及配套設(shè)備用房等功能，其中集中商業(yè)部分面積為73197.50㎡，主要功能包括：零售、餐飲、兒童娛樂、美食廣場、影院、超市等功能。

2、冷熱源設(shè)計

根據(jù)甲方的運行管理要求、結(jié)合本項目的特點，本項目集中商業(yè)設(shè)置三臺1000RT的10KV高壓離心式制冷機組和一臺600RT的離心式制冷機組，冷卻泵和冷凍泵、冷卻塔與主機之間采用一一對應(yīng)布置，制冷機房設(shè)置在B3層，上方設(shè)置有吊裝口；冷卻塔采用超低噪音橫流冷卻塔，設(shè)置在商業(yè)裙房屋面。

圖1 集中商業(yè)冷熱源系統(tǒng)圖

超市冷源采用水冷冷水機組，選2臺200RT的螺桿式冷水機組,冷卻泵、冷凍泵、冷卻塔與主機之間采用一一對應(yīng)布置，制冷機房設(shè)置在B1層，冷卻塔設(shè)置在商業(yè)裙房屋面，超市與集中商業(yè)共同采用3臺制熱量為2100KW的冷凝式燃氣真空鍋爐，影院采用獨立的風冷熱泵機組。

3、空調(diào)水系統(tǒng)

集中商業(yè)空調(diào)水系統(tǒng)采用一次泵主機側(cè)變流量系統(tǒng)，冷凍水、冷卻水分別設(shè)六臺循環(huán)水泵,冷凍水泵變頻運行，冷凍水系統(tǒng)共分4個環(huán)路，其中2個環(huán)路服務(wù)于A地塊，另外2個環(huán)路經(jīng)直埋后接至B地塊。空調(diào)冷水供、回水溫度為6/12℃，冷卻水供回水溫度為32/37℃，空調(diào)熱水供、回水溫度為60/50℃。

超市空調(diào)水系統(tǒng)采用一次泵主機側(cè)定流量末端變流量系統(tǒng)，冷凍水、冷卻水分別設(shè)3臺循環(huán)水泵,空調(diào)冷水供、回水溫度為7/12℃，冷卻水供回水溫度為32/37℃，空調(diào)熱水供、回水溫度為60/50℃。

4、空調(diào)風系統(tǒng)

商業(yè)一層和四層回廊區(qū)域、影院部分采用定風量全空氣系統(tǒng)，二層和三層回廊區(qū)域采用吊頂式空調(diào)機組加新風形式，商鋪、超市采用風機盤管（或吊頂式空調(diào)機組）加新風系統(tǒng)。四層位于玻璃頂下方的連廊采用落地明裝風機盤管送風，二層沿玻璃幕墻狹長型的通高區(qū)域在二層和三層分別設(shè)置吊頂式空調(diào)機組沿往幕墻方向側(cè)送風，用于防止冬季沿外立面幕墻冷空氣下沉導(dǎo)致人員出現(xiàn)冷感的現(xiàn)象。

5、消防排煙系統(tǒng)

商業(yè)所有商鋪、超市、長度超過20米的內(nèi)走道和地上大于100㎡其他房間、地下室大于50㎡其他房間均設(shè)置機械排煙系統(tǒng)（凈高均小于6m），其排煙量按不小于60m m3/h.㎡計算，且取值不小于按15000 m3/h,其排煙風量按任意兩個相鄰防煙分區(qū)的排煙量之和的最大值計算。裙房中庭及與之相連的回廊分別設(shè)置機械排煙系統(tǒng)。中庭排煙量按周圍場所防煙分區(qū)中最大排煙量的2倍數(shù)值計算，且不小于107000m3/h回廊機械排煙量按不小于60m3/h.㎡計算，且不小于13000 m3/h，商業(yè)四層影院各影廳、放映走道等均設(shè)置單獨的機械排煙及補風系統(tǒng)。

6、排油煙系統(tǒng)

本項目地上部分餐飲商鋪排油煙均采用每戶獨立設(shè)置風管至屋面的形式，地下餐飲商鋪采用多鋪共用一根干管的形式排油煙，戶內(nèi)設(shè)置排油煙風機和油煙凈化器并于屋頂設(shè)置二級變頻風機和二級油煙凈化處理器的形式。排油煙風量前期按60次換氣次數(shù)進行估算，美食廣場各檔口采用按60次換氣次數(shù)并不小于5000m3/h.戶進行設(shè)計，美食廣場每個檔口的排油煙、補風支管均設(shè)置電動風閥。

7、關(guān)于大型商業(yè)綜合體暖通設(shè)計的心得

現(xiàn)代商業(yè)綜合體項目中庭承載著整個商場人員交通、引導(dǎo)顧客購物、供人員休憩交流等功能，通常采用大面積的通高鏤空的設(shè)計，此類設(shè)計造成了嚴重的“煙囪效應(yīng)”，在空調(diào)設(shè)計中必須引起重視。以本項目為例：中庭高度大部分在27m左右，經(jīng)計算本工程中庭夏季在設(shè)計工況下產(chǎn)生的熱壓為11.5Pa，冬季在設(shè)計工況下產(chǎn)生的熱壓達27.0Pa，如不加以控制將嚴重影響空調(diào)效果和能耗。夏季空調(diào)工況下煙囪效應(yīng)會導(dǎo)致高層呈負壓熱空氣從高層吸入，大量室外熱空氣的吸入會加劇惡化頂層的空調(diào)狀況，冬季由于更大的室內(nèi)外溫差故其煙囪效應(yīng)比夏季更強，如不采取措施必將導(dǎo)致低層大量冷空氣吸入導(dǎo)致底層難以保證設(shè)計溫度，主要出入口附近受嚴重尤其嚴重。本項目設(shè)計中主要采用以下措施降低煙囪效應(yīng)帶來的影響：屋頂排風、排煙風機均設(shè)置與風機聯(lián)動啟閉電動密閉風閥，主要出入口均設(shè)置門斗，并設(shè)計有熱風幕；主要出入口外門均預(yù)留安裝防風條的條件，門窗均安裝密封條；進行施工交底強調(diào)各類孔洞要求做到嚴密封堵；進行嚴格的風量平衡計算，保持整體微正壓；適當加大出入口位置空調(diào)負荷，降低其冬季冷感。

大型商業(yè)綜合體頂層玻璃頂附近夏季空調(diào)負荷具有其特殊性，設(shè)計時必須加以重視。通過對長沙市多個大型商業(yè)綜合體的實地考察和咨詢，絕大部分都存在夏季頂層人員感覺悶熱的情況，結(jié)合商場實際情況加以分析可知導(dǎo)致頂層較熱的原因有以下幾點：①頂層沒有設(shè)計遮陽措施或者采用了遮陽系數(shù)較高的遮陽材料導(dǎo)致太陽輻射直接或者間接進入室內(nèi)加熱周圍的空氣造成所謂的“溫室效應(yīng)”，而高溫氣體不斷向周圍空氣進行對流換熱造成回廊等人員活動區(qū)域溫度升高②穹頂下方空氣等在陽光照射下溫度可達60℃，玻璃頂蓋和鋼構(gòu)架等在陽光的直射下則溫度更高，高溫的物體通過熱輻射影響周圍人員的舒適度，由PMV計算公式可知平均輻射溫度決定著人體輻射散熱強度，其值越高，PMV值越高，人體感覺越熱③室內(nèi)熱空氣上浮的特性導(dǎo)致室內(nèi)熱源產(chǎn)生熱空氣通過中庭源源不斷的往頂層聚集，產(chǎn)生分層效應(yīng) ④中庭煙囪效應(yīng)（前文已述）。本項目設(shè)計中通過采用遮陽系數(shù)低的電動折疊遮陽簾，加大頂層回廊空調(diào)布置負荷，設(shè)置穹頂排熱風機等措施保證頂層空調(diào)效果，空調(diào)送風口采用沿店鋪側(cè)設(shè)置條縫風口，送風方向為45度朝往店鋪側(cè)方向，防止送風直接進入中庭影響回廊空調(diào)效果。

大型商業(yè)綜合體暖通設(shè)計需要充分了解建設(shè)方需求和工程特點，應(yīng)力求做到通過合理的系統(tǒng)選型和設(shè)計達到整體管理方便和運行節(jié)能的目的。本項目集中商業(yè)采用10KV高壓冷水機組降低了變壓器的損耗同時高壓冷水機組具有更小的運行電流和啟動電流從而減小線路損耗；熱源方面采用冷凝式真空熱水鍋爐，對煙氣熱量予以回收，其運行效率較普通非冷凝式鍋爐提高8%以上。物業(yè)、商運辦公區(qū)等需要考慮在商場打烊后繼續(xù)運行的區(qū)域設(shè)置獨立的多聯(lián)機系統(tǒng)，影院等運行時間與集中商業(yè)不一致的區(qū)域獨立設(shè)置風冷熱泵系統(tǒng)從而避免了大型冷水機組長時間低負荷運行而導(dǎo)致運行效率低的情況；集中商業(yè)采用一次泵主機側(cè)變流量系統(tǒng)，冷凍水泵變頻運行，提高部分負荷下運行效率；中庭頂部設(shè)置有多臺排風風機，可靈活開啟運行，既可以作為夏季頂部排熱使用也可作為夏季或者過渡季節(jié)凌晨通風換氣用，可利用凌晨室外冷空氣對建筑進行“預(yù)冷”，既能利用室外天然冷量又改善室內(nèi)空氣品質(zhì)；末端方面：考慮到后期招商存在一定的不確定性，另外商業(yè)綜合體為應(yīng)對消費升級往往面臨 “三年一小調(diào),五年一大調(diào)”的狀況，本設(shè)計末端按柱跨進行布置、接入租戶的供回水總管做適當放大，末端系統(tǒng)在初期增加極少的成本的情況下即可做到后期只需少量調(diào)整就能快速的應(yīng)對商場業(yè)態(tài)的調(diào)整。

大型商業(yè)綜合體項目應(yīng)注重優(yōu)化水系統(tǒng)設(shè)計以降低運行能耗，本項目冷、熱源機房均設(shè)置在建筑物負荷中心位置，冷、熱源機房外水管管徑選擇參考《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施—暖通空調(diào)·動力》(2009)5.8.3條將其比摩阻控制在100～300Pa/m范圍內(nèi)，同時校核其流速保證空調(diào)房間內(nèi)空調(diào)管道流速不宜超過技術(shù)措施中表5 .8 .3 -1 的限值。而機房內(nèi)的管道因為管道彎頭、三通、閥門等構(gòu)件特別多其局部阻力系數(shù)遠大于機房外管線，所以不能簡單以控制比摩阻為目標，必須適當控制流速從而控制動壓達到最終控制機房內(nèi)整個阻力損失的目的。本項目冷熱水系統(tǒng)設(shè)有四個總環(huán)路，每個環(huán)路均設(shè)置有靜態(tài)平衡閥，環(huán)路劃分既能促進了水力平衡，也利于后期管理，自立管接出的樓層干管均設(shè)有靜態(tài)平衡閥，靜態(tài)平衡閥均標注設(shè)計流量，從而保證后期的調(diào)試效果；另外考慮商業(yè)大型主力店等議價能力較強的商家可能要求自機房獨立環(huán)路引出以便于計量或者管理，設(shè)計中分集水器位置預(yù)留1～2個環(huán)路接口作為后期備用。

餐飲業(yè)態(tài)往往占據(jù)商業(yè)面積的40%以上，排油煙系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響商戶的運營和工作人員的身體健康和商場運行能耗。商業(yè)綜合體項目排油煙系統(tǒng)設(shè)計常面臨著油煙凈化器和油煙風機放置在屋面還是放置在戶內(nèi)的討論，兩者在實際工程中均有一定比例。油煙凈化器和油煙風機放置在屋面的優(yōu)點在于機組檢修方便、管道呈負壓減少煙氣泄露，其缺點在于煙道容易積累油污，不及時清理時甚至存在火災(zāi)隱患，煙凈化器和油煙風機放置在戶內(nèi)的優(yōu)點在于機組免受日曬雨淋使用壽命更好、操作人員能方便觀察到機組的工作狀態(tài)，風管不易積累油污，其缺點在于管道正壓存在煙氣泄露，排風風機風量較大時存在噪音大影響室內(nèi)環(huán)境、檢修困難，占用層高較多等問題，因此選擇排油煙風機和油煙凈化器的放置位置時應(yīng)該結(jié)合項目具體分析后確定，不能盲目套用。

排油煙補風風量應(yīng)滿足整體風量平衡要求，應(yīng)與排油煙風機聯(lián)動啟閉，經(jīng)了解實際運營過程中經(jīng)常出現(xiàn)租戶只開排油煙風機不開補風風機的現(xiàn)象，不開補風風機對于商戶而言不僅節(jié)約了電費，而且從公共區(qū)域抽取的為室溫空氣也增加廚房工作人員的舒適度，但對整個商場的平衡造成嚴重的破壞，造成商場整體負壓大量空氣直接從外墻、門窗縫等進入室內(nèi)，嚴重影響空調(diào)效果，導(dǎo)致商場出現(xiàn)溫度不達標、風口凝露等問題。該現(xiàn)象如果僅依靠后期人員管理很難完全杜絕，所以應(yīng)在設(shè)計階段考慮必要的技術(shù)措施進行防治。本項目設(shè)計中將商戶各排油煙風機、補風風機均納入BA監(jiān)控，設(shè)置未聯(lián)鎖開啟報警，可從技術(shù)層面實現(xiàn)杜絕不開補風風機的現(xiàn)象。

結(jié)語：

隨著人們生活水平的提高，商場已從原來的單純的百貨為主導(dǎo)的賣場形式轉(zhuǎn)變?yōu)槌院韧鏄焚徱惑w的商業(yè)綜合體。現(xiàn)代商業(yè)綜合體各種復(fù)雜的建筑形態(tài)百花齊放，各類新型業(yè)態(tài)的涌現(xiàn)以及不斷改變的管理運營理念都對商業(yè)的暖通空調(diào)設(shè)計帶來挑戰(zhàn)，暖通專業(yè)必須充分了解各種業(yè)態(tài)運營特點，緊密結(jié)合建設(shè)單位運營管理需求進行設(shè)計。本文以實際設(shè)計為基礎(chǔ)，對商業(yè)綜合體設(shè)計、運營中遇到常見的問題加以分析和解決，希望能對今后類似建筑的暖通空調(diào)設(shè)計有借鑒和參考意義。