淺談商業(yè)綜合體項目的暖通空調(diào)設計要點

安秋香 周亮 初明陽 馬浩然

上海中森建筑與工程設計顧問有限公司

本項目地上分別有兩棟高層辦公塔樓，一棟高層商業(yè)塔樓，一棟高層酒店塔樓?？偨ㄖ娣e102947.36平方米，其中地上總建筑面積59816.40平方米，地下總建筑面積43121.96平方米，地上計容建筑面積共計59133.40平方米。項目將充分利用用地及周邊的有利條件，結合七寶老街的歷史文脈和當代都市生活節(jié)奏，通過引進國際高端商務辦公、休閑購物娛樂的綜合開發(fā)模式，打造出獨具魅力的商務休閑購物中心。

1 負荷計算

1.1 設計計算參數(shù)表

室外空調(diào)設計參數(shù)以上海地區(qū)規(guī)范設計參數(shù)為準。室內(nèi)設計參數(shù)如表1[1]。

表1 室內(nèi)空氣設計計算參數(shù)表

1.2 設計計算軟件

采用HDY-SMAD暖通空調(diào)負荷計算及分析軟件（HDY-V4.0.225）。

1.3 設計計算結果

對本工程的冬季熱負荷和夏季逐時冷負荷進行計算，冷熱總負荷如表2。在負荷計算時，將各單體的塔樓部分和裙樓部分分開計算，模型中的樓宇設置與空調(diào)水系統(tǒng)的負荷分區(qū)對應設置。后期負荷輸出的結果，與水系統(tǒng)分區(qū)一一對應，空調(diào)水管管徑選擇時非常方便。

表2 冷熱總負荷表

1.4 末端設備選型計算

負荷計算中有一個要點就是末端設備選擇需要重新進行負荷計算。此負荷計算模型定義為末端選型負荷計算模型。末端AHU（FCU）選型或末端管徑計算均按此模型的計算結果。按照末端選型負荷計算模型的結果，按照室內(nèi)顯熱負荷選擇末端風盤，全熱負荷進行校核。

本文的設計計算結果用于制冷機及水泵等設備選型計算，該負荷計算模型定義為冷機選型負荷模型。兩負荷計算模型主要區(qū)別見表3。

表3 冷機選型負荷模型與末端選型負荷模型主要區(qū)別

2 冷熱源

2.1 冷熱源的配置

冷源部分采用2臺離心式水冷冷水機組+1臺螺桿式水冷冷水機組。在配置時，考慮大小機的搭配以及小機調(diào)節(jié)的靈活性，采用離心式和螺桿式的組合。

單臺離心式水冷冷水機組制冷量3000 kW，工作壓力1.0 MPa，冷水供回水溫度6 ℃/12 ℃[2]，冷卻水供回水溫度32 ℃/37 ℃，環(huán)保冷媒。根據(jù)綠建二星要求效率較國家標準提高6%，COP≥6.254，IPLV≥6.2。

單臺螺桿式水冷冷水機組制冷量1400 kW，工作壓力1.0 MPa，冷水供回水溫度6 ℃/12 ℃，冷卻水供回水溫度32 ℃/37 ℃，環(huán)保冷媒。根據(jù)綠建二星要求效率較國家標準提高6%，COP≥5.936，IPLV≥6.3。水冷冷水機組均為低壓供電。

熱源部分考慮給排水專業(yè)900 kW的生活熱水熱量需求，采用2臺燃氣真空熱水鍋爐。單臺熱量為2800 kW，一次熱水供/回水溫80 ℃/60 ℃，空調(diào)熱水供/回水溫度為60 ℃/50 ℃。為滿足《鍋爐大氣污染物排放標準》（DB31/387-2018）最新標準，鍋爐排放物滿足NOx＜50 mg/CBM要求。

設2臺板式水水換熱器，每臺換熱量為3300 kW，和熱水鍋爐相對應。鍋爐和換熱器都設于地下一層鍋爐房內(nèi)。

2.2 冷熱源機房的設置

本項目地下有三層，B1為商業(yè)，B2和B3均為車庫。B2為普通車庫，層高為3.6 m，B3為人防車庫，層高3.7 m。

本項目有鍋爐房，需要重點考慮泄爆口在總圖上的位置因素。特別本項目裙樓均為商業(yè)，泄爆口的位置特別重要。鍋爐房最終設置在基地的左下角。制冷機房則為滿足凈高要求，兩層通高。制冷機房和鍋爐房上下疊放。在B3層，制冷機房屬于人防外。所有管線在B2層去至各個末端。冷卻水管徑為DN500，為滿足車庫凈高要求，在B2層分拆至2組DN400的管線進行排布。泄爆口兼吊裝口，滿足鍋爐和冷機的尺寸吊裝要求。

鍋爐用的燃氣表設置在燃氣調(diào)壓站上。燃氣調(diào)壓站設置在本項目的綠化內(nèi)。

2.3 冷熱源機房的通風設計

制冷機房設有平時通風，設置同時下排風口，排風量為總風量的1/3。制冷機房設有雙速風機，平時低速通風，事故通風時候高速運行。

鍋爐房的通風需要考慮燃燒風量。且鍋爐房用的排風機不可設置在地下。

鍋爐房設置在地下或地下室時，其平時換氣次數(shù)每小時不應少于12次，送風量應為排風量加上燃燒空氣量。

本項目鍋爐房面積188 m2，計算排風量為12182 m3/h，鍋爐燃燒風量為9500 m3/h。選擇防爆型的排風機，風量14170 m3/h，設置T2辦公樓一層的專用機房內(nèi)。補風機兩臺，防爆型的，設在專用機房內(nèi)，風量均為11670 m3/h。補風機其中一臺變頻，平時運行時候兩臺全開，一臺根據(jù)鍋爐容量變頻運行。事故通風時，一臺定頻補風機與排風風機聯(lián)合起來運行，變頻補風機關閉。

3 末端方案

在設計中公區(qū)的概念非常重要，設計盡量圍繞公區(qū)進行。例如管井圍繞核心筒設計布置。空調(diào)風閥盡量設置在公區(qū)。末端以戶為單位，空調(diào)水管入戶設置關斷閥門。關斷閥門也盡量設置在公區(qū)。依靠公區(qū)，帶來運營后期的靈活性，維護也非常方便。

3.1 水系統(tǒng)

本工程空調(diào)水系統(tǒng)采用兩管制系統(tǒng)，冷、熱兩用。空調(diào)水系統(tǒng)采用一次泵變頻變流量系統(tǒng)。分集水器共設有5分路，各單體塔樓一路，各單體的裙房商業(yè)和地下商業(yè)。在商業(yè)一路上，地下一層采用同程環(huán)路溝通，其余均為異程系統(tǒng)。

水系統(tǒng)重點是水閥門的設置[3]。

冷熱源系統(tǒng)上設有冬夏工況切換的閥門，采用電動二通閥。

每層水管主干管上設置壓差控制閥組，靜態(tài)平衡閥加壓差控制器。供水管上設置靜態(tài)平衡閥，回水管路上設置壓差控制器。詳見圖1。

圖1 壓差控制閥組的設置

空調(diào)箱上設置動態(tài)平衡電動閥組，起到置靜態(tài)平衡，壓差及電動調(diào)節(jié)功能閥組?；厮苈飞显O置動態(tài)平衡閥，詳見圖2。

圖2 動態(tài)平衡電動閥組

每個商鋪的入戶設置一組關斷閥。

水閥門都盡量設置公區(qū)。

3.2 風系統(tǒng)

地下一層集中商業(yè)和公共區(qū)域等大空間區(qū)域，采用全空氣低速風管系統(tǒng)，氣流組織為上送上回。新風系統(tǒng)具備采用不同新風量的條件，過渡季節(jié)可加大新風量，最大至總風量的70%。

其余末端采用風機盤管加集中新風系統(tǒng)，風機盤管采用頂送頂回方式。新風系統(tǒng)在每個商鋪，每個租戶設置一根新風管入戶，新風調(diào)節(jié)風閥盡量需設置在公區(qū)。

裙樓新風系統(tǒng)水平設置，新風機組吊裝在公區(qū)?？紤]噪聲限制，新風機風量不得超過6000 m3/h。新風機組變頻，采用新風需求控制，可根據(jù)區(qū)域內(nèi)的CO2濃度調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的新風量[4]。本項目中大于100 m2的餐飲設置二氧化碳濃度監(jiān)測系統(tǒng)，傳感器設置在呼吸區(qū)，取距地面1.5 m高位置。二氧化碳濃度傳感器監(jiān)測到二氧化碳濃度超過1800 mg/m2時進行報警，同時自動啟動送排風系統(tǒng)，低于1500 mg/m2時，停止運行。

塔樓區(qū)域的新風機組置于屋頂，通過垂直管線輸送到每層水平設置。塔樓除衛(wèi)生間排風外，還設置有空調(diào)排風?？照{(diào)排風通過熱管熱回收機組回收熱量。

3.3 暖通管井的設置

暖通管井一共分為新風管井，消防用的正壓排煙管井，空調(diào)水管井，餐飲廚房用的排油煙，事故風井，24 h冷卻用冷媒管井。

各管井圍繞樓梯電梯等核心筒體布置各功能管井。同時考慮各管井功能及間距，盡可能的使平面管路路線短，盡量避免交叉。圖3為各單體核心筒的管井布置。

圖3 各單體核心筒的管井布置

3.4 外墻百葉

外墻百葉均設置在裙樓。塔樓部分的設備均設置在屋頂，無需要再考慮外墻百葉事宜。

外墻百葉主要是服務地下部分的車庫、設備用房、商業(yè)的進排風及地下廚房的補風，裙樓部分的新風百葉，裙樓廚房的補風百葉。

進排風百葉之間需要保持間距水平或者高度上滿足間距要求。做到這一點，需要在風井位置選擇時重點考慮。本項目在地下一層還設置了8處土建轉(zhuǎn)換風井。轉(zhuǎn)換時，需要考慮風的通道上風速能滿足4～6 m/s。并在設備選擇上考慮此處轉(zhuǎn)換的阻力損失。

3.5 航空限高

本項目地處上海閔行，屬于航空限高范圍。屋面預留了2 m的設備安裝高度范圍。在T3屋面設置冷卻塔時，下挖一層，確保冷卻塔的頂高不超過限高范圍。大風量的新風機組拆分2臺，保證設備高度不超過1800 mm。

4 其他

4.1 與人防的配合

防護單元與防煙分區(qū)的設置盡量統(tǒng)一。

人防區(qū)平戰(zhàn)結合用的每個風口均需要設置調(diào)節(jié)措施。

有風管需要穿越人防防護單元時，可從人防門下走，此處需要配合人防門的高度，滿足風管下的高度符合車庫凈高要求。

4.2 24小時冷卻系統(tǒng)的預留

本項目預留的是氟利昂冷媒制冷系統(tǒng)，按15 W/m2預留冷量，按照容量每層可預留一根冷媒管線位置。

4.3 消防排煙口的3C認證問題

消防排煙口需要滿足3C認證，設計中采用了電動風閥加排煙閥的組合閥門再加普通風口的設計（見圖4）。

圖4 排煙風口的組合閥設計

4.4 氣體滅火房間事故后通風事宜

氣體滅火房間需要設置事故后通風。事故后通風為下排風口。通過MEE和MEC閥門進行平時通風和事故后通風的切換。

5 項目過程中的方案變更

1）廚房補風及新風。原方案按均設置在屋頂考慮，后為節(jié)省標準層的面積，廚房補風均設置裙樓百葉解決。裙樓新風外墻百葉解決。塔樓部分則維持在屋頂設置。

2）水系統(tǒng)。原方案按樓棟垂直分區(qū)。后又按功能調(diào)整為商業(yè)一路，各單體塔樓一路。

3）空間凈高。原方案車庫除了設有垃圾房的車庫凈高要求為2.2 m。后B2層為考慮酒店區(qū)域的卸貨小貨車的通行，要求凈高為2.8 m。梁下高度僅為2.8 m，意味著管線只能走梁井空間或者無管線。調(diào)整此處路由，結構也配合調(diào)整梁的布置，滿足了業(yè)主要求。

4）功能空間的劃分。在建筑的布局上，功能空間出現(xiàn)多次反復。

這四條大的方案變更可為以后的其他項目操作中提供參考，盡量方案走在前面落定，以避免后期大的變更。

6 結語

商業(yè)綜合體的暖通空調(diào)設計復雜，本文依次介紹了負荷計算、冷熱源，末端風水系統(tǒng)以及其他一些重點項目。也介紹了項目中的一些重大的方案變更。公區(qū)的概念非常重要，在設計時一定要圍繞著公區(qū)進行各建筑功能的暖通設計。本項目設計已完成，施工正在進行中。筆者進一步的關注系統(tǒng)投入運行后暖通的表現(xiàn)。