長沙某商業(yè)綜合體暖通設(shè)計(jì)

黃曉康

摘要：本文介紹了長沙某商業(yè)綜合體暖通設(shè)計(jì)，結(jié)合大型商業(yè)建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，從空調(diào)負(fù)荷及冷熱源、空調(diào)水系統(tǒng)及空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)等方面介紹設(shè)計(jì)思路，面對本項(xiàng)目的特殊的重點(diǎn)難點(diǎn)如何處理，并對設(shè)計(jì)進(jìn)行了一些簡單的分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：大型商業(yè)綜合體;空調(diào)冷熱源;空調(diào)水系統(tǒng);溴化鋰直燃機(jī)

1 工程概況

本工程是幢以商業(yè)為主的大型商業(yè)綜合體建筑，位于長沙中心商圈。

本工程總建筑面積為53萬平方米，由6幢公寓塔樓與商業(yè)裙房組成。6幢塔樓高度均為40m-45m，功能為公寓式辦公;地上6層裙房，為商場、餐飲及影院等;地下4層，其中負(fù)一、負(fù)二層為商場、超市等，負(fù)三、負(fù)四層為汽車庫及設(shè)備用房。

2 設(shè)計(jì)思想

本工程位于長沙市核心商圈，建筑體量較大且造型復(fù)雜，因此空調(diào)系統(tǒng)容量較大，相對復(fù)雜。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，始終把業(yè)主節(jié)約設(shè)備初投資且系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)可靠的設(shè)計(jì)要求放在首位。

本工程6棟公寓式辦公及其底商外街商鋪為出售，主體商業(yè)裙樓為自持。根據(jù)這個(gè)使用特點(diǎn)，空調(diào)系統(tǒng)按上述兩個(gè)區(qū)域獨(dú)立設(shè)置。公寓式辦公每間房間面積均很小，為靈活出售，設(shè)計(jì)分體空調(diào)，每間預(yù)留空調(diào)室外機(jī)位置及電源。公寓底商均為小面積臨街商鋪，有良好通風(fēng)，亦設(shè)計(jì)分體空調(diào)。

主體商業(yè)裙樓體量較大，能源系統(tǒng)在項(xiàng)目初期經(jīng)過了多輪的多種方案對比分析，最后綜合考慮到運(yùn)行穩(wěn)定性、成本控制等因素，確定為采用溴化鋰直燃機(jī)組作為冷熱源。用以熱定冷的方式，冬季均采用溴化鋰直燃機(jī)組作為熱源，夏季不足的負(fù)荷用離心冷水機(jī)組補(bǔ)足。夏季運(yùn)行時(shí)優(yōu)先采用電制冷。本系統(tǒng)采用復(fù)合能源系統(tǒng)，當(dāng)夏季電力或燃?xì)獠蛔銜r(shí)扔能以部分負(fù)荷運(yùn)行，可以有效提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性。

影院與超市考慮到其負(fù)荷特性與使用時(shí)間均與主體商場差異較大，并且未來由第三方獨(dú)立運(yùn)營，因此集中舒適性空調(diào)系統(tǒng)均由業(yè)主招商二次設(shè)計(jì)，僅在屋面預(yù)留機(jī)組位置和電量。

3 空調(diào)系統(tǒng)

3.1 空調(diào)負(fù)荷及冷熱源

經(jīng)詳細(xì)計(jì)算本工程各區(qū)域的空調(diào)負(fù)荷值如下表3.1：

由于商場熱負(fù)荷約為冷負(fù)荷的55%，考慮以熱定冷的方式選擇溴化鋰機(jī)組容量，按總熱負(fù)荷選擇溴化鋰機(jī)組，不足的冷負(fù)荷由電制冷機(jī)組補(bǔ)足。設(shè)計(jì)采用3臺制冷量5815kW，制熱量4760kW的溴化鋰直燃機(jī)，和2臺制冷量4200kW的離心式冷水機(jī)組為冷水機(jī)組做為空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源。綜合分析投資與節(jié)能，設(shè)計(jì)冷凍水采用6℃溫差系統(tǒng)，冷凍水出水及回水溫度為6℃/12℃。熱水出水及回水溫度為65℃/55℃。考慮到長沙夏季室外濕球溫度過高，冷卻水回水溫度不宜過低，設(shè)計(jì)冷卻水出水及回水溫度為37.5℃/32℃。能源站設(shè)置在負(fù)一層，冷卻塔設(shè)置在屋面。

3.2 空調(diào)水系統(tǒng)

本工程采用兩管制水系統(tǒng)，采用一級泵變流量系統(tǒng)，冷凍水泵與冷卻水泵均設(shè)置在地下室能源站內(nèi)，同時(shí)機(jī)房內(nèi)還設(shè)置有完備的加藥和水處理設(shè)施?？照{(diào)水的定壓補(bǔ)水通過定壓補(bǔ)水真空排氣機(jī)組進(jìn)行。管程為異程結(jié)合同程式，立管異程水平同程;各區(qū)域空調(diào)冷水回水管的支管上設(shè)置壓差式平衡閥。

空調(diào)處理機(jī)組的回水支管上設(shè)置動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥，風(fēng)機(jī)盤管回水支管上設(shè)置動態(tài)平衡電動二通閥。

空調(diào)水系統(tǒng)共分4個(gè)環(huán)路：西區(qū)商業(yè);東區(qū)商業(yè);超市預(yù)留;影院預(yù)留。集分水器設(shè)置在主機(jī)房內(nèi)，供向各個(gè)區(qū)域的空調(diào)水環(huán)路上設(shè)置能量計(jì)量裝置。主管通過地下車庫接至各空調(diào)水井內(nèi)，豎向通至各層接支管到每個(gè)末端。

3.3 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

超市等大空間區(qū)域采用全空氣一次回風(fēng)低速送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。氣流組織為上送上回。設(shè)置過渡季節(jié)全新風(fēng)運(yùn)行。商鋪、餐飲區(qū)域采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。新風(fēng)采用立式或吊頂式新風(fēng)處理機(jī)組送風(fēng)。公共區(qū)域采用吊頂式空調(diào)器送風(fēng)。公共區(qū)域不單獨(dú)設(shè)置新風(fēng)系統(tǒng)，通過加大商鋪內(nèi)新風(fēng)量滿足公共區(qū)域新風(fēng)需求。

商場層高較高，功能主要是大開間商業(yè)及餐飲等，空調(diào)形式采用全空氣系統(tǒng)，氣流組織采用頂送頂回的方式?？照{(diào)系統(tǒng)過渡季節(jié)采用全新風(fēng)運(yùn)行。裙房排風(fēng)系統(tǒng)與全空氣系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置，排風(fēng)機(jī)設(shè)置于裙房屋頂。排風(fēng)系統(tǒng)除平時(shí)滿足空調(diào)新風(fēng)的80%風(fēng)量外，還考慮了系統(tǒng)在過渡季節(jié)全新風(fēng)運(yùn)行時(shí)的風(fēng)量排風(fēng)要求，而單獨(dú)設(shè)置了過渡季節(jié)使用的排風(fēng)機(jī)。

3.4 空調(diào)自控系統(tǒng)

對于中央空調(diào)通過對冷水機(jī)組、鍋爐和相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測與控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各相關(guān)設(shè)備及附件與冷水機(jī)組實(shí)順序啟停，并提供節(jié)能優(yōu)化策略功能，對中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能控制。采用智能化預(yù)期控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)冷凍水泵、熱水泵、冷卻水泵的優(yōu)化控制。通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫以及檢測水系統(tǒng)溫度、流量和壓力（或壓差）的變化，基于對負(fù)荷的預(yù)測方法，準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)的當(dāng)前以及下一個(gè)時(shí)間段的負(fù)荷變化，計(jì)算主機(jī)輸出負(fù)荷和空調(diào)負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)對水泵流量的動態(tài)調(diào)節(jié)。

4 工程設(shè)計(jì)中的主要難點(diǎn)

4.1 本工程商場正中間有南北向地鐵線穿過，將商場分隔成東西兩片。東商西商僅在二層以上連通，對集中空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來困難。分隔開后東商空調(diào)面積約8.6萬平米，西商空調(diào)面積約5.3萬平米。如分設(shè)兩套集中空調(diào)系統(tǒng)，可解決東西商無法連通問題，但是將分設(shè)兩個(gè)能源站，初投資較高，后期運(yùn)營復(fù)雜不可靠。經(jīng)過多次方案論證比較，最終決定東商西商合用一套集中空調(diào)系統(tǒng)，總能源站設(shè)置在東商負(fù)一層。東商西商分別設(shè)置2個(gè)空調(diào)水系統(tǒng)環(huán)路。經(jīng)與地鐵公司協(xié)商，在G層設(shè)置一個(gè)綜合管廊穿越地鐵站，西商的水系統(tǒng)環(huán)路通過管廊接至西商。該方案可大幅節(jié)省初投資，雖然西商水系統(tǒng)環(huán)路過長，導(dǎo)致輸送能耗增加，但由于僅適用一套空調(diào)系統(tǒng)，可提高主機(jī)房運(yùn)行效率，總體運(yùn)行能耗反而可以得到降低。

4.2 由于東商西商僅設(shè)置一個(gè)集中空調(diào)系統(tǒng)，主能源站由于有泄爆要求，設(shè)置在東商的東面，并不在負(fù)荷中心，導(dǎo)致東商西商兩個(gè)水系統(tǒng)環(huán)路長度差距較大。西商水系統(tǒng)最不利環(huán)路達(dá)到850m。如僅設(shè)一次泵，經(jīng)水力計(jì)算冷凍水泵揚(yáng)程需要38mH2O。各環(huán)路壓差不均可能導(dǎo)致不平衡率過大。設(shè)計(jì)考慮過在西商增設(shè)一組二次泵，可解決壓差不平衡問題，提高能效，但是需增設(shè)一組水泵與機(jī)房，增加初投資，并且運(yùn)營穩(wěn)定性降低，調(diào)試不當(dāng)反而會不節(jié)能。最終設(shè)計(jì)未考慮設(shè)置二次泵。在水系統(tǒng)設(shè)置動態(tài)平衡閥調(diào)節(jié)壓差，解決壓差不平衡問題。

4.3 商場有大面積的中庭和回廊，其空調(diào)末端的設(shè)置方式值得探討。采用全空氣系統(tǒng)氣流組織與空氣品質(zhì)最佳，但是空調(diào)箱需占用專用空調(diào)機(jī)房，并且風(fēng)管較大，會影響回廊凈高。采用吊頂式空調(diào)器不需專用空調(diào)機(jī)房，并且風(fēng)管較小占用層高低，缺點(diǎn)是氣流組織較差，噪音較大，水管接入回廊，漏水點(diǎn)較多，需設(shè)大量檢修口，對回廊吊頂布置有影響。綜合考慮分析后，為了提高回廊的凈高，回廊末端采用吊頂式空調(diào)器。由于商場平時(shí)運(yùn)營時(shí)，商鋪與回廊的門是敞開的，因此回廊與中庭不單獨(dú)設(shè)新風(fēng)系統(tǒng)，采用加大商鋪內(nèi)新風(fēng)量的做法，平衡排風(fēng)集中設(shè)置在中庭的頂面上，這樣氣流組織為新風(fēng)到回廊到中庭最后到屋頂，形成良好循環(huán)。

4.4 能源站采用泄爆口兼作吊裝孔，設(shè)計(jì)時(shí)未考慮大型設(shè)備的運(yùn)輸路線問題。施工過程中，由于吊裝口位置一側(cè)緊挨6#棟，一側(cè)是下沉廣場，僅另外兩側(cè)可作為設(shè)備運(yùn)輸通道，而附近有一處售樓部距離較近，大型吊車懸臂過長可能會有阻礙。后與施工方綜合規(guī)劃吊車運(yùn)輸路線和步驟，專門為運(yùn)輸路線設(shè)置通道，成功運(yùn)送設(shè)備。

5 結(jié)語

本文闡述了大型商業(yè)綜合體空調(diào)設(shè)計(jì)方法及相關(guān)系統(tǒng)和參數(shù)的選擇，列舉了一些工程實(shí)際問題和難點(diǎn)具體分析和解決辦法，為此類空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在其他項(xiàng)目中的應(yīng)用提供了案例。

本工程仍在安裝過程中尚未投入運(yùn)營，從調(diào)試來看運(yùn)行效果基本滿足設(shè)計(jì)要求。

隨著城市的發(fā)展和擴(kuò)張，商業(yè)趨向于集中，商業(yè)綜合體趨向于大型、有特色。并且新型的商業(yè)業(yè)態(tài)也隨之增多，電影院與大型超市基本成為商業(yè)綜合體的標(biāo)配，如電競場館、蹦床公園、游泳館、特色展覽館、特色餐飲等特殊業(yè)態(tài)也逐漸出現(xiàn)并且增多。如何將這些與商場負(fù)荷特性相差較大的業(yè)態(tài)設(shè)計(jì)空調(diào)既滿足使用效果，又達(dá)到節(jié)能，這對空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來難點(diǎn)和挑戰(zhàn)。

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