商业建筑暖通空调设计分析

商业建筑暖通空调设计分析

发表时间：2019-07-22T13:33:43.647Z 来源：《基层建设》2019年第13期作者：姜翠[导读] 摘要：本文仅以某商业建筑的空调系统设计为例，分析和探讨了商业建筑暖通空调各种系统的应用。

中国电子工程设计院有限公司北京 100142摘要：本文仅以某商业建筑的空调系统设计为例，分析和探讨了商业建筑暖通空调各种系统的应用。并在最后总结了对本工程空调设计的一些体会，仅供专业人员在工程设计中参考。

关键词：商业建筑；暖通空调；设计 1、前言

随着现代经济的飞速发展，建筑用途与功能越来越复杂，新的建筑、新的使用功能对建筑设备提出了新的、更高的要求，暖通空调已成为现代化建筑必不可少的重要设施。尤其是商业建筑，建筑规模大，功能比较复杂，多种不同业态同时出现，如商铺、餐饮、影院、超市等，需要根据不同功能的使用情况分别设计暖通空调系统。

2、商业建筑空调设计参数及负荷计算

空调设计负荷主要包括热负荷、冷负荷与湿负荷计算。负荷计算是暖通空调设计的依据，关系到整个系统方案的确定以及建设方的投资情况。负荷计算应严格依据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》和《公共建筑节能设计标准》，选用正确的室内外参数进行负荷计算。

2.1空调冷负荷的主要来源

夏季冷负荷主要包括通过外围护结构进入的非稳态传热量、透过外窗进入的太阳辐射热量、人体散热量、设备和照明的散热量、室外新风带来的热量等各项得热量形成的冷负荷。在人员密度较大、群集系数较高的商业建筑中，人员冷负荷、新风冷负荷所占的比重较大，所以合理选择人员密度、新风量标准是冷负荷计算的关键。

2.2空调热负荷的主要来源

在冬季热负荷计算中，首先围护结构耗热量，包含围护结构温差传热量、缝隙渗入冷空气、外门开启侵入。此外，还要考虑因风压与热压作用室外空气经门窗缝隙进入室内的冷空气的耗热量以及加热新风所需要的热量。

3、商业建筑空调系统的选择分析 3.1商业建筑冷、热源的合理选用

商业建筑冷、热源的选用对于商业建筑的建设成本以及运行费用有很大的影响。因此在冷、热源方案确定前，一定要对当地的市政配套状况深入了解，包括水、电、气等能源的相关费用等。

由于本项目其地理位置在城市的繁华地段，热源采用市政热力。在建筑物内地下三层设置换热站，经过换热之后提供二次空调热水系统。

本项目根据前期的冷热源方案论证报告，冷源采用电制冷离心机来制取冷冻水，并结合多业态运行时间不同的问题，影院超市采用风冷冷水机组，设置在裙房屋顶。这种方式的优点在于可以利用DDC直接数字控制系统调整制冷机组的工作台数及最佳工况，来达到节能的效果。

3.2商业建筑空调风系统的选择

商业建筑常采用的空调方式主要有如下几种：定风量全空气空调系统、风机盘管加新风系统、吊顶式空调机系统、变风量全空气空调系统。针对本项目的各系统的应用区域介绍如下：（1）定风量全空气空调系统主要应用于大空间，如商业百货、步行街的公共区域等。此种系统通风换气次数大，舒适性高，过渡季节可以实现全新风运行。而且系统简单，机组维护检修方便。但是全空气系统空调机房占用楼层的使用面积，且风管尺寸大，后期管线综合风管占用层高较多。

（2）风机盘管加新风系统主要应用于商业建筑中的小隔间商铺或后场办公等独立区域。该系统灵活性高，能实现单个房间独立控制温度，房间分隔变化时影响较小，且占用层高较小、新风机房占用机房面积的较小。

（3）吊顶式空调机系统主要应用于大空间商业或面积较大的商铺及餐饮、超市等。吊顶式空调机不占用机房面积，风管高度比全空气系统小，比风机盘管大，吊顶式机组布置灵活。但是因为机组直接吊装在吊顶内，存在噪声问题，需要采取有效的消声降噪措施。

（4）变风量全空气空调系统，此系统因为末端需要增加变风量装置，所以比定风量方式的设备投资大。且运行调试相当复杂，需要经过专业培训的物业人员才可以操作，后期运行维护成本较高。因此本项目未采用此系统。

3.3商业建筑空调水系统

本项目在地下三层设置制冷机房，空调冷冻水系统有一次泵和二次泵两种方案可选。

方案一，一次泵、变流量（用户侧）水系统是一种应用较多，比较成熟的系统。它的特点是在冷水机组入口水管上设循环泵，该泵的流量为冷水机组的额定流量，扬程为系统最不利环路的阻力损失。在系统供回水总管之间设旁通管，管上设有带压差传感器的旁通阀门，当用户侧负荷减少时，部分空调供水从旁通管返回回水总管，进入冷水机组，因而冷水机组蒸发器的水流量能保持稳定，保证了传热效率，避免蒸发器缺水被冻裂或冷水机组工作不稳定。这种系统的优点是管路系统比较简单，初投资也比较低，控制元件少，运行管理方便。

图1 空调冷水-次泵系统示例[4]

1-分水器；2-集水器；3-冷水机组；4-定流量冷水循环泵；5-止回阀；6-压差控制器；7-旁通电动调节阀；8-末端空气处理装置；9-电动两通阀

方案二，适用于用户侧各部分空调负荷变化较大，各环路压力损失相差悬殊的大型工程，考虑到本系统特点，经技术比较分析，冷水循环在设计中采用一次泵变流量调节方式。

空调水管采用分区两管制水系统。空调水系统垂直方向不分区。按不同的业态，在分集水器处设置不同的分支，并加装远传型能量表，方便后期业主根据需要收费。

3.4商业建筑通风系统

商业建筑通风系统主要包括营业区域、餐饮厨房、公共卫生间及各设备用房的通风。下面主要阐述一下商业营业区域及餐饮厨房的通风，公共卫生间及设备用房的通风不再赘述。

（1）商业营业区排风量主要一般考虑为商场新风量的80%左右，以保持空调区域微正压。过渡季节采用可以实现全新风运行的空调系统，其排风系统也应考虑全新风运行时的排风量。

（2）餐饮区位置不确定及后期调整可能性较大，设计时设备容量可能与实际需求不匹配的问题，且排油烟管路较长，风阻大，本项目餐饮排油烟采用在屋顶集中设置排油烟风机，并在户内设置接力风机的方式。排油烟系统采用运行时间控制，根据就餐高峰期按时间段控制屋顶风机的开启数量，控制简单。油烟处理措施采用在户内设置紫外光初级处理，屋顶设置静电油烟净化器二级处理的方式，来满足《饮食业油烟排放标准》的相关要求。

4、商业建筑空调系统设计的几点体会

4.1一层入口大堂，采用全空气空调系统。由于大堂挑空三层，净高很高，考虑到冬季的热压作用，为减弱大堂上热下冷的现象，在大厅处辅助设置地板辐射采暖系统。另外由于商业建筑人员进出频繁，外门常处于开启状态，为了避免冬季侵入大量冷空气使室内温度突然降低，主要出入口设置了空气幕。这样，空气幕形成了第一层保障，室内空间夏季可以用组合式空调机组送风，冬季增加地板辐射采暖发挥其作用，以保证大厅下部冬季不至于过冷，既节能，又达到了舒适的效果。

4.2吊顶式新风机组因其使用方便，不占用使用面积，安装快捷而得到了广泛的使用。本工程中采用了吊顶式空调机组，由于考虑到机组的噪声较大，采取的措施为在吊顶内作整体式消声箱，仅留出检修门，日后的运行实践证明消声效果较好。

4.3由于多功能厅平时作为羽毛球场地，会议期间作为多功能厅，使用功能不同新风量及冷热负荷相差较大，故设置两套系统，分别满足平时健身和多功能厅用途的使用。平时采用“风机盘管+新风”系统，将风机盘管设置在多功能厅的两侧走道，空调风口下送下回，不影响羽毛球的使用功能，满足平时健身的空调需求。会议时采用全空气系统，因受层高限制，空调机房设置在多功能厅的首层，风管经管井沿侧墙爬至顶板下，通过四槽条形风口（温控型）顶送风，侧下方回风。在屋面设置两台排烟风机，其中一台采用双速风机，低速运行时满足多功能厅全空气系统运行时的排风要求。两个系统相结合的方式满足了业主的不同需求，且运行效果很理想。

参考文献：

[1]巫晓东．做好大空间建筑暖通空调的设计及节能的探讨［Ｊ］.科技创新导报，２０１４（２９）：６１．

[2]黄海燕．天津市某商业综合体暖通空调设计[Ｊ]．广州建筑２０１６（４）：４７．

[3]全国民用建筑工程设计技术措施－暖通空调、动力2009分册

[4]陆耀庆. 实用供热空调设计手册（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，2008