大型商業建筑通風空調設計分析

趙媛媛

濟寧市建筑設計研究院，山東 濟寧 272100

1 大型商業建筑的概念與特點

商業建筑指主要用于開展各類商業活動的建筑，而大型商業建筑則是一種建筑規模較大并且集商業、辦公、文娛、餐飲、居住、旅店、會議、展覽等多種功能于一體的商業建筑。大型商業建筑的主要特點是空間大、業態繁多、人流量大，而且各部分之間相互依存、相互裨益，共同形成一個多功能、高效率的整體。大型商業建筑的內部空間可以分為多個部分，其中最主要的是公共性、開放性的公共行走空間以及與公共行走空間相連接的休息空間、內庭、中庭及邊庭等活動交往空間。

2 大型商業建筑內部的基本環境要求

2.1 環境溫度要求

大型商業建筑是城市居民的重要活動場所，因此必須為人們提供良好的環境溫度條件。例如，理論上在冬季大型商業建筑內部的溫度需達到16 ～18℃。一方面，由于大型商業建筑內部存在很多處于長時間運行狀態的設備，這些設備在運行過程中都會散發出很多的熱量；另一方面，由于大型商業建筑中的人流量較大，人們在活動過程中也會產生一定的熱量，因此通常其實際冬季溫度只需達到15℃即可。當然，這個溫度值并非是固定的，在實際大型商業建筑通風空調設計過程中，還需結合室內外的實際溫差變化和氣溫變化情況進行具有針對性的設計，以最大限度地發揮出通風空調系統的作用。

2.2 環境濕度要求

環境濕度是指環境空氣中水蒸氣的含量比，其直接影響環境的舒適度，故在大型商業建筑通風空調的設計中，需要確保建筑內部環境濕度適宜。如果室內環境相對濕度過高，則會導致機體不能及時散濕，從而影響機體的舒適度；而如果室內環境相對濕度過低，則會導致機體散濕過多，從而造成機體干燥脫水。一般來說，當室內環境相對濕度在50%～60%時，機體自身的蒸發過程可以保持最佳的穩定性，在感覺上也最為舒適，此為最適宜的濕度值。

2.3 環境空氣質量要求

空氣中除了包含人類賴以生存的氧氣，還包含一些污染性氣體（如二氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、硫化氯等）和粉塵，并且這些污染性氣體和粉塵的含量在大型商業建筑內部環境空氣中往往更多。為此，需要通過合理設計通風空調系統來過濾和凈化空氣，從而改善大型商業建筑內部環境的空氣質量。我國對空氣污染有著嚴格的規范和標準，在實際設計中需嚴格遵循相關規范和標準。由于大型商業建筑中業態繁多，且不同業態空間中對環境空氣質量的要求各有不同，因此還需充分結合實際情況和需求來設計具有針對性的通風空調系統。

3 大型商業建筑通風空調設計的要點

3.1 通風空調系統形式選擇

在大型商業建筑中的不同空間、不同業態中，往往需選擇不同形式的通風空調系統。例如，在大型商業建筑中的步行街，一般會選擇吊頂式空調機和獨立新風系統；在大型商業建筑中的餐廳、百貨賣場、電影院等區域，一般選擇低速單風道全空氣系統，該系統中的空氣處理設備可采用組合式空調機組，因為該機組的氣流組織形式以上送下回為主，同時配置粗效過濾設備可用來處理空氣中的顆粒，以滿足這些區域的空氣調節需求；在大型商業建筑中的精品店、KTV 等區域，選擇風機盤管和新風式通風空調系統比較適宜；在大型商業建筑中的變配電室、POS 機房、消防控制室等區域，需要選擇能保證全天24h 不間斷運行的通風空調系統；在大型商業建筑中的物業室和辦公室等區域，通常選擇獨立通風空調系統，一般以風機管盤為主，并根據用戶的實際要求進行個性化設計。

3.2 冷熱源系統設計

在大型商業建筑通風空調設計中，需要根據實際情況合理設計冷熱源系統。在不同空間、不同業態中，冷熱源系統設計往往也各不相同。例如，大型商業建筑中百貨賣場的冷熱源系統設計位置多選擇在地下1 ～2 層和地上2 ～3 層，并分別安設1 ～2 臺離心式冷水機組、螺桿式冷水機組以及燃氣鍋爐；大型商業建筑中步行街、精品店等的冷熱源系統設計位置多選擇在地上2 ～3 層，并結合實際情況安設多臺離心式冷水機組與燃氣鍋爐，如果是在冬季，還可以啟動冷卻塔供冷系統；大型商業建筑中餐廳的冷熱源系統設計位置多選擇在地上3 ～4 層，并結合實際情況安設多臺離心式冷水機組、螺桿式冷水機組以及燃氣鍋爐。

3.3 通風及排煙設計

在大型商業建筑通風空調設計中，需要做好建筑內部的通風及排煙設計工作。為保證通風暢通，多選擇雙風機整體組合式空調器，并充分結合建筑內部空間結構特點、負荷情況以及建筑周圍的氣候變化等合理調節新風比。在通風及排煙設計中，應充分考慮季節問題，根據季節的不同合理調節新風量和排風量，而且為提升設計效果，宜分別選擇風機。在大型商業建筑中的大部分公共區域中，應結合空間結構特點合理確定排風口和風機的位置，一般以中庭上空為排風口的最佳位置，以商場屋面為風機的最佳位置。另外，在大型商業建筑中的不同空間、不同業態中，往往需要進行不同的通風及排煙設計。例如，在大型商業建筑中的餐廳中，通常安裝有排風系統、送風系統及油煙系統，個別涉及煎、燒、烤、蒸等烹飪工藝的餐廳中還會安裝排油煙系統和燃氣系統，在這些系統的設計中均需要合理計算換氣次數、總排風量、總補風量等，并對氣流問題進行有效分析，保證煙氣能夠順利排出；在大型商業建筑中的步行街、百貨賣場、電影院、精品店等區域，一般選擇機械排煙系統，并結合實際情況準確計算排風量，在計算時一般以新風量的80%為基準；在大型商業建筑中的廚衛間、垃圾房等區域，通風及排煙設計時應注意與相鄰區域之間維持一定的負壓，目的是避免發生串味；在大型商業建筑中的地下車庫，必須根據具體的防煙分區來進行排風排煙系統設計。

3.4 通風空調自控系統設計

通風空調自控系統可以實現對風機的自動化控制，從而更好地保證通風空調系統的正常穩定運行。大型商業建筑通風空調自控系統設計的內容較多，需要有效掌握運轉設備及模式。一般可采用多工況空調運行模式，對風機和電動閥門進行自動化控制，以提高通風空調系統運行效率，降低系統運行能耗，保證系統運行安全。同時，還需要實時監測回風管和排風管的運行狀態，利用傳感器監測其溫度、濕度等相關參數信息。在回風管中準確安裝電動二通閥門，以保證系統運行的穩定性。另外，一般還需要對風機盤管的三速開關與電動二通閥門進行綜合分析，結合三速開關合理設定風量，利用溫度控制器合理調節電動二通閥門的運行狀態。

4 大型商業建筑通風空調的節能設計方法

4.1 合理設計氣流模式

可以在大型商業建筑中應用分層空調，以出風口的中心作為側面供氣的接口，將多功能孔垂直分為上部非空調區和下部空調區兩部分，由室內熱源形成的浮力作為地板供氣驅動，形成一種自下而上的氣流模式，以實現節能效果。

4.2 合理設計水力平衡

在大型商業建筑通風空調設計中，水力平衡設計是一種有效的節能手段。在設計前需要先準確計算水力平衡，再依照水力平衡要求和建筑供應系統調節需求來選擇適宜的平衡閥、節流閥等裝置，并確保每個回路中的水和空氣量滿足相關壓力需求。

4.3 合理應用地源熱

近年來，地源熱泵技術在通風空調工程中得到了十分廣泛的應用。地源熱泵技術是一種將低品位熱能轉換為高品位熱能的技術，也是利用地下淺層地熱資源來同時實現供熱、制冷兩項功能的高效型、節能型、環保型空調系統。地源熱泵技術所應用的地熱資源屬于可再生能源，故該技術同時具有節能和減排效果。并且，地源熱泵技術在管理過程中也無需燃燒燃料，對能源的需求較小。地源熱泵的類型較多，地埋管最為常見，它是由埋管和換熱器兩部分組成，可通過介質循環實現傳熱。在夏季時，可以利用地源熱泵將室內的熱量取出并釋放到土壤中，同時保證地下溫度的常年均衡；而冬季時，則可以再把土壤中的熱量取出來，用以進行室內采暖。

4.4 合理應用各種新型節能技術

為了使大型商業建筑通風空調系統擁有更好的節能效果，在其設計中應合理應用各種新型節能技術，如余熱循環技術、熱回收技術、蓄能空調技術、冷熱電三聯供技術等。以余熱循環技術為例，該技術主要應用了熱傳遞原理，可與循環系統相結合而使余熱從某部分傳遞到其他部分，以降低通風空調系統運行能耗。

5 結束語

綜上所述，由于大型商業建筑空間大、業態繁多、人流量大，因此對通風空調設計的要求也很高，必須保證建筑內部環境溫度、濕度及空氣質量達到相關要求。在實際設計中，重點需把握好通風空調系統形式選擇、冷熱源系統設計、通風及排煙設計、通風空調自控系統設計等要點，另外還要進行有效的節能設計。