20131226大型商业、超高层综合体机电设计

大型综合商业类建筑机电设计
悉地国际 DI机电设计顾问中心 丁瑞星
大型商业设计机电应注意的问题
1. 商业策划尽量准确。餐饮大小、位置对机电各专业影响很大，特别是厨房排 油烟风井；
2. 商业定位清晰：自有物业、出售物业、高档、中低档等； 3. 大租户入住对机电系统影响较大，如大租户可能会要求隔油池独立、水箱独
5（3） 3（5）
冬季室内温湿度
温度（℃） 18（20） 18（20） 18（20）
相对湿度（%） ≥30 ≥30 ≥30
商铺（3F~5F） 超市
5（5） 3（5）
18（20）
≥30
18（20）
≥30
后勤走廊
— 华润商业综合体供电16指（标18）
—
区域
负荷密度 区域 （w/㎡）
负荷密 度（w/ ㎡）
2 升/平米/天
车库冲洗
2 升/平米/天
空调补水
按冷却水量2%
未预见水量按每日用水量的10%考虑
用水时间 12 12 24 24 12 8 8 12
时变化系数 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
商业区域
购物通廊 主力店
商铺（B1、 1F、 2F）
人均使用面积 ㎡/人（净使用面积） 4（首层2、其他楼层4）
2.机电管井的合理规划
规划原则： l服务半径一般为50米； l靠近核心筒设置风井，避免招商后带来的调整； l由于餐饮的不确定性，建议风井进行适当的预留； l所有的机电管线尽量走在公共区域:后勤通道或公共走廊内，特别是经常检修的 阀门；
L1通风空调
8
9
p 基础参数的合理确定 p 机电管井的合理规划 p 机电设备的规划、送排风百叶的合理组织 p 商业中庭空调解决方案 p 冰场空调除湿方案的确定 p 商业策划结合污废水方案 p 供配电方案的提前策划
正
-2
中
科
卓 越 世
技 大 厦
纪
振
中
业
心
星
海
名
城
5.110kV变电站的提前规划
l城市综合体的用电负荷总容量如果超过40000kVA，按照深圳市供电局规定，原则上要设置 110kV变电站；
l一般公共建筑在40万平米左右，就达到甚至超过40000kVA这个指标。
l110kV变电站的优点；
l110kV变电站的影响；
区域
负荷密 区 度（w/ 域 ㎡）
负荷密度 （w/㎡）
L1高档商铺 150
超市
130
餐饮（带厨房） 500
电
L2高档商铺 120
影院
250
公共走道/中庭 40
普通商铺
100
餐饮（带 250
地下停车场
10
厨房）燃
气
p 基础参数的合理确定 p 机电管井的合理规划 p 机电设备的规划、送排风百叶的合理组织 p 商业中庭空调解决方案 p 冰场空调除湿方案的确定 p 商业策划结合污废水方案 p 供配电方案的提前策划
柴油发电机热能部分比 例
8.消防常高压和临时高压系统的确定
l 临时高压系统 Ø 优点：避难层占用面积小，平时管网系统承压
小； Ø 缺点：系统复杂，控制要求高；地下室设备房
面积大；火灾时管网压力变化大，瞬时超压需 考虑泄压，同时火灾初期容易发生消防水箱溢 流。
32
l 临时高压系统＋常高压系统 Ø 优点：系统简单，控制要求低，设备房面积小，消
4.蓄冰空调技术的应用
l深圳电价： 低谷：0.2495元/kW 平电：0.7716元/kW 峰电：0.9771元/kW
l一般在5年以内能够收回因采用蓄冰低 运行费用，一般技术增加的投资； l案例：
平 安 金 融 中 心
京 基 1 0 0
深 圳 新 世 界 中
心
(VAV )
6
11
4.5
9.5
-5.5
防由高位消防水池重力供水，安全性高，火灾时管 网压力变化小； Ø 缺点：系统常期处于高压状态，管材及管件等承压 高，减压阀使用较多，造价较高。
• 目前，国内超过400米的建筑消防采用常高压系统 的日渐普及，如广州西塔、广州电视塔、京基100等， 平安金融中心基于土建的局限，自喷采用常高压系统， 消火栓系统采用临时高压系统。
6. 商业策划结合污废水方案
p 基础参数的合理确定 p 机电管井的合理规划 p 机电设备的规划、送排风百叶的合理组织 p 商业中庭空调解决方案 p 冰场空调除湿方案的确定 p 商业策划结合污废水方案 p 供配电方案的提前策划
7. 供配电方案的提前策划
10KV电源引入
超高层建筑机电设计
1. 建筑物高度变化对空调负荷的影响 2. 压力分区的确定 3. 重点租户24小时空调方案 4. 蓄冰空调技术的应用 5. 110KV电站的提前规划 6. 配电房的合理布置 7. 柴油发电机水冷却方式的应用 8. 常高压和临时高压系统的确定 9. 机电系统的安全性 10. 机电绿色技术
1.基础参数的合理确定
l 基础参数的选取对机电系统的设计影响非常大； l《华润商业综合体机电设计指引》
生活用水量标准：
功能区域
用水量标准
商业裙楼
6 升/平米/天
中餐饮
50升/人/次（按ຫໍສະໝຸດ Baidu餐3次）
快餐、西餐
20升/人/次（按用餐4次）
后勤服务人员
50 升/人/天
电影院
5升/人/场（按4场）
绿化及道路冲洗
Ø初始投资约3000~5000万； Ø需要专业的电力设计部门配合。
6.变配电房的合理布置
对于超高层建筑来说，变配电房的合理布置不但可以节约初始投资和减少电能损耗，还可以节约 核心筒电井面积。
l超高层变配电房一般考虑原则； Ø负荷中心； Ø供电距离的影响； Ø变配电房容量本身的限制； Ø随设备层或避难层设置； Ø随大型空调机房设置专用的变配电房； Ø以平安为例，前期设计集中为三个变 配电房区域，后期大约十个变配电房区 域，整体容量差别不大。但两种方案后 者节约电缆投资约2800万左右，节约电 能按照50年算约4000万元。
3. 机电设备的规划、送排风百叶的合理组织
不上冻地区建议采用屋面布置空调机、风机的方式 优点：不占用机房、节省建筑面积、空调噪声容易治理…… 缺点：设备因日晒而老化速度加快、设备防雨、穿越屋面风管防雨困难…… 采用项目：深圳华润、南宁华润、合肥华润、赣州华润
11
WM通风空调
12
商业中庭空提案系统划分示意
40m 80m
40m
变配电房结合避难 层或设备层设置， 上、下供电比变配 电房设置在一端供 电节省一半的电缆 初投资及减少一定 的电能损耗，并有 效减小电井尺寸。
7.柴油发电机水冷却方式的应用
l由于有重点客户电源的绝对保证，柴油发电 机安装容量较大，平安项目中选用10台 2000kVA的柴油发电机； l进排风百叶面积巨大，与建筑立面冲突较大； l水冷式发电机组的应用可减少百叶面积50%； l平安项目中由大厦常规空调冷却 塔提供冷却水，节省占地面积约 200平方米；
5. 冰场空调除湿方案的确定
p 转轮除湿、直接蒸 发除湿、冷冻除湿；
p 在南宁华润项目中 首次采用冷冻水除 湿，节省初投资和 运行费用；
p 冰面和活动区域空 调系统分开设置；
p 冰场周围单独设置 空调系统，形成气 帘，避免结露；
p 基础参数的合理确定 p 机电管井的合理规划 p 机电设备的规划、送排风百叶的合理组织 p 商业中庭空调解决方案 p 冰场空调除湿方案的确定 p 商业策划结合污废水方案 p 供配电方案的提前策划
强度
l以500米为例，推导出由于风速变化对建筑物围护
结构传热系数的影响
l建筑高度变化对建筑物的空调负荷影响可以忽略不 计。
2.压力分区的确定
l超高层建筑空调水系统压力分区的合理确定直接影响初投资和空调系统的运行费用
l以平安项目为例，水 系统压力分区从最开始 的三次换热到最终确定 的两次换热（如右图）， 经过了反复的比较和认 真的论证； Ø减少冷冻水泵装机功 率约100kW； Ø节约制冷机供水温度 降低和板换冷损失约 1000RT； Ø年节约运行费用约230 万元；
1. 建筑物高度变化对空调负荷的影响
l随着建筑物高度的增加风速在迅速提高
高度 （m）
2 50 100 200
风速 （m/s）
2.80 5.54 6.13 7.05
高度 （m）
300
400 500 600
风速 （m/s）
7.64
8.09 8.46 8.78
l采用CFD模拟技术，分析建筑物外表面的热流
p 基础参数的合理确定 p 机电管井的合理规划 p 机电设备的规划、送排风百叶的合理组织 p 商业中庭空调解决方案 p 冰场空调除湿方案的确定 p 商业策划结合污废水方案 p 供配电方案的提前策划
4. 商业中庭空调解决方案
p 中庭竖向合用一套空调系统 p 每层设置送回风管 p 各层送风管道设置变风量阀门 p 各层回风管道设置温度传感器
立等，需预先评测； 4. 针对商业业态的不确定性，机电系统进行适当的预留设计； 5. 各功能区域用电指标的合理确定、末端机电负荷设计与实际偏差的确定；
p 基础参数的合理确定 p 机电管井的合理规划 p 机电设备的规划、送排风百叶的合理组织 p 商业中庭空调解决方案 p 冰场空调除湿方案的确定 p 商业策划结合污废水方案 p 供配电方案的提前策划
Ø相比较需要众多的10kV回路来说，110kV供电 受制于市政电源情况较小；以平安为例，目前供
Ø建筑面积3000m2 ~4000m2 ，影响建筑方案， 对建筑要求高，一般独立设置；
电是9路10kV市政电源，从三个区域变电站引来
Ø电磁强辐射环境对人体的影响，需环境评估。
电源，如设置110kV变电站，仅需要从上级电站 引来2路110kV电源； Ø电能损耗较小；
2套 水管
备 用 水 管
每根 为额 定流 量的 60%
Ø生活给水一般采用常速泵组+高位水箱重力供 水方式，工频供水泵组水泵流量Q可按最大小时 流量选泵，水泵均在高效段运行，而且高位水箱 供水安全、稳定、节水 、节能；
10.机电绿色技术
并不是所有的绿色技术都需要大量的资金投入： l蓄冰技术 l大温差供冷 l绿色冷媒 l分户计量 l变风量系统 l雨水收集回用绿地浇灌及车库地面冲洗 l能耗分项计量 l至少90%照明独立可控 l控制光污染 以上各项在LEED评分标准中都可以得分，总计分值为9分，这些技术本身并不是尖端技术，也不 需要花费太多额外的费用。
控制逻辑： 各层的空调送风量可以根据本层的温度独立 调节，自动分配各层的空调送风量，彻底消 除中庭“上热下冷”现象； 节能： 屋面的AHU根据各层的实际送风量进行变频调 节，降低运行能耗； 已申请专利，并首次应用于南宁华润项目；
p 基础参数的合理确定 p 机电管井的合理规划 p 机电设备的规划、送排风百叶的合理组织 p 商业中庭空调解决方案 p 冰场空调除湿方案的确定 p 商业策划结合污废水方案 p 供配电方案的提前策划
9.机电系统的安全性
l对超高层建筑，由于人数较多，对机电系统的依赖程度也较大，这就要求建筑的机电系统具备 较高的安全性； l机电系统的安全措施： Ø柴油发电机的合理选配及油料储存； Ø冷冻水管道、冷却水管道的备用，有两种方式，见图1、图2； Ø制冷设备、高低压配电对不可预见负荷的预判、预留。
图2
图 1
谢谢！
37
3.重点租户24小时空调方案
l预先评估项目中重点租户的类型和规模； l合理选择保证重点租户24小时空调的方案： Ø备用风冷冷水机组系统 Ø单独设置闭式冷却塔提供冷却水 Ø中央制冷站共用、单独设置冷冻水供回水管路
l香港的ICC、IFC等采用风冷冷水 系统； l上海中心、卓越世纪等采用中央 制冷站共用、单独设置冷冻水供回 水管路系统；京基、西塔没有考虑 这部分设计；