商業(yè)綜合體穹頂節(jié)能改造設(shè)計(jì)

張劍

大連市建筑設(shè)計(jì)院有限公司 遼寧大連 116021

隨著城市的發(fā)展，各地商業(yè)綜合體應(yīng)運(yùn)而生。商業(yè)綜合體，將城市活動(dòng)中的多種不同的功能空間（商業(yè)、辦公、居住、展覽、餐飲、會(huì)議、文娛）有機(jī)組合，通過一組建筑來完成，并與城市交通相協(xié)調(diào)，同時(shí)不同功能之間建立一種空間依存，價(jià)值互補(bǔ)的能動(dòng)關(guān)系，從而成為一個(gè)功能復(fù)合的、高效率的、復(fù)雜而統(tǒng)一的綜合體。商業(yè)綜合體容積率高、建筑體量大、人流量大、功能復(fù)雜，是資源消耗大戶。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，建筑用能系統(tǒng)中，空調(diào)能耗已成為主要能耗組成部分，如何在滿足功能要求和室內(nèi)環(huán)境要求的基礎(chǔ)上降低空調(diào)冷負(fù)荷，提高空調(diào)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行效率，降低總體能源消耗，已成為商業(yè)綜合體在設(shè)計(jì)運(yùn)行中應(yīng)重點(diǎn)考慮的問題[1]。

1 工程概況

購物中心建筑高度31.98m。建筑面積約17.62萬m2，其中地上建筑面積約9.87萬m2。計(jì)算冷負(fù)荷為11988KW，步行街由兩個(gè)大中庭和三條長(zhǎng)廊組成，穹頂下部周圍設(shè)計(jì)有透氣百葉窗。經(jīng)實(shí)測(cè)夏季穹頂最高溫度達(dá)55℃，室內(nèi)3F吊頂以上至穹頂處空氣溫度高達(dá)45℃，在客流高峰期，部分客流集中區(qū)域穹頂區(qū)域CO2濃度高達(dá)1300ppm，舒適感差。

2 改造方案

夏季太陽輻射直透穹頂，使得穹頂及整個(gè)中庭熱負(fù)荷增大。持續(xù)的太陽輻射使得穹頂及其下方附近走廊區(qū)域溫度升高、冷負(fù)荷需求增大，而步行街頂層原設(shè)計(jì)冷負(fù)荷無法滿足需求。

在消防系統(tǒng)基礎(chǔ)上，進(jìn)行控制線路改造，以原有樓宇控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，添加現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，改造原有的排風(fēng)機(jī)配電箱，采集現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度及二氧化碳的濃度。通過系統(tǒng)集成、編制控制策略，實(shí)施對(duì)排風(fēng)機(jī)的優(yōu)化控制，調(diào)節(jié)穹頂內(nèi)溫度及步行街室內(nèi)CO2濃度。

采取分季節(jié)進(jìn)行控制的運(yùn)行策略。夏季排風(fēng)風(fēng)機(jī)與制冷主機(jī)連鎖，夏季在冷機(jī)開啟前根據(jù)穹頂溫度情況自動(dòng)判斷開啟排風(fēng)，待排步行街穹頂內(nèi)熱風(fēng)初步降溫度，開啟冷機(jī)后關(guān)閉排風(fēng)系統(tǒng)。冬季主要調(diào)整室內(nèi)舒適度，運(yùn)營(yíng)期間根據(jù)CO2濃度情況開啟一次短時(shí)排風(fēng)。過渡季當(dāng)室內(nèi)CO2濃度大于設(shè)定值（如800ppm）達(dá)100ppm時(shí)，開啟排風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)室內(nèi)舒適度；當(dāng)室內(nèi)溫度大于設(shè)定溫度，且排氣溫度高于設(shè)定值時(shí)，開啟排風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)。改造方案如圖所示.

3 氣流組織

室內(nèi)步行街采用新風(fēng)機(jī)組送風(fēng)，自新風(fēng)井送入各層，利用吊頂空調(diào)風(fēng)管進(jìn)入室內(nèi)。穹頂排風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)應(yīng)聯(lián)動(dòng)室內(nèi)步行街新風(fēng)機(jī)組，從而進(jìn)行有組織的送排風(fēng)，排走熱量。廣場(chǎng)主力店、次主力店、步行街店鋪等，均為有組織的機(jī)械送排風(fēng)，且維持對(duì)室內(nèi)步行街的微正壓。穹頂原設(shè)計(jì)排風(fēng)機(jī)排風(fēng)較強(qiáng)，風(fēng)口集中，對(duì)下部冷氣的抽吸作用較強(qiáng)，增設(shè)風(fēng)管或?qū)Я鞔胧┠芷鸬礁霉?jié)能效果，改造前后的溫度對(duì)比如下圖所示。

4 運(yùn)行節(jié)能

穹頂至步行街3F約3.05萬m3體積空氣平均溫度高達(dá)35℃，排風(fēng)啟動(dòng)后5分鐘內(nèi)平均溫度下降至28℃，系統(tǒng)綜合COP指數(shù)為4，日均15次換氣，按每年6個(gè)月制冷季計(jì)算共節(jié)省用電量44.82MWH、節(jié)省費(fèi)用約6.2萬元[2]。

夏季時(shí)空調(diào)主機(jī)開啟信號(hào)與系統(tǒng)啟停連鎖，只在冷機(jī)啟動(dòng)前的進(jìn)行排風(fēng)控制調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境溫度；室內(nèi)環(huán)境溫度超過設(shè)定值后，及時(shí)排除穹頂內(nèi)熱氣，經(jīng)測(cè)試5分鐘內(nèi)穹頂附近空氣溫度從55℃下降至26℃，10分鐘內(nèi)CO2濃度可從1300ppm下降到700ppm以下，顯著提高步行街舒適度[3-4]。

5 結(jié)語

對(duì)穹頂部分溫度及二氧化碳濃度分析，提出聯(lián)動(dòng)方案并對(duì)節(jié)能改造相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了論證分析，夏季穹頂溫度過高時(shí)，聯(lián)動(dòng)及時(shí)排除熱量，同時(shí)客流高峰 CO2濃度過高時(shí)能及時(shí)換氣。