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        淺議地下商場的通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計

        2018-07-26 01:47:14莫光武
        機電信息 2018年21期

        莫光武

        (佛山市野馬電子商貿(mào)有限公司,廣東佛山528000)

        0 引言

        隨著最近兩年城市化的進展不斷加劇,城市地上土地使用變得緊張起來,由此人們開始開發(fā)城市建筑的地下空間。全國各大城市均開始大量修建地下商場和商業(yè)街,但是地下商業(yè)廣場能否充分發(fā)揮經(jīng)濟效益的前提是其通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計是否成功。本文以廣州市某地下商場的通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計為案例進行分析,發(fā)現(xiàn)該地下商場通風(fēng)與空調(diào)效果較差,目前主要表現(xiàn)為商場內(nèi)比較悶熱、空氣混濁、相對濕度較高。一般來說,造成地下商場空調(diào)效果不佳的原因包括空調(diào)計算負(fù)荷偏小、中央空調(diào)的設(shè)備選型存在問題使得換氣次數(shù)較少、低效率的空調(diào)系統(tǒng)管理水平。本文針對該地下商場空調(diào)系統(tǒng)的現(xiàn)狀,分析了地下商場和空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計原則,從而有效解決了地下商場空調(diào)與通風(fēng)問題。

        1 地下商場的通風(fēng)設(shè)計

        1.1 空調(diào)系統(tǒng)

        地下商場的室內(nèi)參數(shù)如下:夏季白天平均溫度33.5℃,夜晚平均溫度27.7℃,相對濕度86%,平均風(fēng)速2.0 m/s。室內(nèi)空調(diào)的設(shè)計參數(shù)如下:要求地下商場室內(nèi)溫度為26~27℃,空氣相對濕度小于62%,噪聲小于50 dB,地下商場的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計只針對夏天高溫季節(jié),其余季節(jié)采用機械通風(fēng)。

        本文研究的廣州市某地下商場建筑面積為8 000 m2,單位面積的空調(diào)計算負(fù)荷為120 W/m2,所以中央空調(diào)設(shè)備總負(fù)荷為960 kW。該中央空調(diào)系統(tǒng),制冷端設(shè)備集中,末端設(shè)備比較分散。中央空調(diào)的主機設(shè)備為兩臺功率為500 kW的螺桿式水冷柜機,冷水供/回水溫度分別為7℃和13℃。中央空調(diào)系統(tǒng)的冷卻塔選擇為200 t/h的低噪聲冷卻塔,放在室外,供/回水溫度分別為33℃和38℃。末端設(shè)備為吊頂式空調(diào)風(fēng)柜,送風(fēng)與回風(fēng)均采用吊頂散流器進行。

        1.2 排煙與通風(fēng)系統(tǒng)

        表1為地下商場最小新風(fēng)量的相關(guān)要求。

        表1 地下商場最小新風(fēng)量要求

        從表1可以看出,不同的標(biāo)準(zhǔn)對最小新風(fēng)量的要求是不同的,通過增加新風(fēng)量和降低CO2濃度可以改善地下商場空氣的清潔程度。一般情況下,空氣中的塵埃濃度越高,含菌濃度也就越高。在安裝空氣過濾器后,空氣中的塵埃數(shù)量能夠減少90%以上。所以,改善地下商場的空氣環(huán)境,一方面需要足夠的新風(fēng)量,同時還需要提高過濾效率。考慮到地下商場的封閉性因素,地下商場的最小新風(fēng)量應(yīng)該不小于15 m3/h。

        地下商場建筑的熱量主要來自人體的散熱和室外新風(fēng)帶來的熱量,這兩項熱量占比達(dá)到80%以上。在新風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)確定后,決定中央空調(diào)設(shè)備選型的主要因素為客流量密度。一般來說,影響地下商城客流量密度的因素包括工藝布置形式、柜臺與商品密度、商品的類型以及地下商場的層數(shù)。地下商場一般在城市比較繁華的地區(qū),人流密度一般為0.5~1.5人/m2。隨著地下商場越來越繁榮,人流密度將逐漸增高,客流量密度可以取得稍微偏高一點。

        該地下商場的空調(diào)機入口溫度為t0=30℃,h0=74.5 kJ/kg;商場出口參數(shù)tL=9℃,hL=25.4 kJ/kg;溫差為21℃,焓差=49.1 kJ/kg。一般選擇大溫差和大焓差空調(diào),這是由地下商場的通風(fēng)特點所決定的,所以該商場應(yīng)該選擇調(diào)溫和水冷機組的組合空調(diào)設(shè)備。

        1.3 排煙量與排風(fēng)量的計算

        目前地下商場應(yīng)設(shè)置排煙風(fēng)機,該商場的排煙與排風(fēng)管道為相同管道。根據(jù)高層建筑的民用設(shè)計規(guī)范,在地下商場的每個防火區(qū)域設(shè)置一臺柜式排煙風(fēng)機,每臺排煙風(fēng)機的排風(fēng)量不小于150m3/(m2·h),整個地下商場的最小排風(fēng)量為65300 m3/h。

        本文研究的地下商場人均占地面積為1.35 m2,按照每個人最小新風(fēng)量為9 m3計算,在每個防火區(qū)域安裝一臺新風(fēng)空調(diào)機柜,總的新風(fēng)量為12 200 m3/h,所以選擇送風(fēng)量為14 000 m3/h的新風(fēng)空調(diào)機柜。在地下商場的排風(fēng)量計算方面,一般來說,地下排風(fēng)量應(yīng)該按照送風(fēng)量的90%來計算,所以排風(fēng)量為11 000 m3/h,該地下商場選擇的雙速排煙風(fēng)機在高速運轉(zhuǎn)時排風(fēng)量為56 200 m3/h,低速運轉(zhuǎn)時排風(fēng)量為10 800 m3/h。

        在設(shè)備噪聲控制方面,該地下商場采取的措施包括:(1)所有中央空調(diào)的安裝都應(yīng)采用減震措施,尤其是落地設(shè)備,應(yīng)安裝減震墊,吊在空中的設(shè)備應(yīng)安裝減震彈簧;(2)地下商場的所有設(shè)備房間不設(shè)置窗戶,并使用防火隔音門;(3)在風(fēng)管內(nèi)的主管道風(fēng)速不低于8 m/s,支管道風(fēng)速不低于3 m/s;(4)排風(fēng)出口和送風(fēng)出口安裝靜壓箱。

        2 地下商場的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

        2.1 調(diào)溫除濕空調(diào)機組

        首先,調(diào)溫除濕空調(diào)機組的水冷冷凝器的管排數(shù)設(shè)置為8個,采用兩組串聯(lián)的方式進行安裝,使得制冷劑能夠直接蒸發(fā),獲得良好的制冷效果。其次,制冷劑在冷凝器中進行放熱,將空氣加熱至S點狀態(tài),通過冷凝器的調(diào)節(jié),使得出風(fēng)溫度等于設(shè)定溫度。制冷劑的冷凝放熱實現(xiàn)了空調(diào)出風(fēng)溫度的調(diào)節(jié),并不需要增加外部熱源,能夠獲得良好的節(jié)能效果。第三,該地下商場的中央空調(diào)具備除濕功能,通常地下商場的死角較多,空氣濕度較高,建筑結(jié)構(gòu)比較嚴(yán)密,所以中央空調(diào)機組應(yīng)該具備除濕功能。第四,本文選擇的中央空調(diào)設(shè)備結(jié)構(gòu)相對緊湊,占地面積較小,能夠獲得更好的制冷效果。

        2.2 水冷機組加組合式空調(diào)器

        該地下商場的水冷機組能夠為組合式空調(diào)器提供7℃冷水,一方面需要對中央空調(diào)所使用的兩組表冷器進行并聯(lián),從而有效解決大焓差的問題;另外一方面,應(yīng)設(shè)置加熱段從而實現(xiàn)空氣的等濕加熱過程。

        2.3 換氣次數(shù)分析

        地下商城的濕熱負(fù)載較大,通常會存在再熱負(fù)荷,故常規(guī)的計算送風(fēng)量和空調(diào)設(shè)備選型并不能滿足地下商場的空氣參數(shù)要求。因此送風(fēng)量的精確計算可以從換氣次數(shù)方面來進行,相關(guān)計算結(jié)果如表2所示。

        表2 不同換氣次數(shù)下的計算結(jié)果

        從表2可以看出,增加換氣次數(shù)可以有效解決地下商場焓差較大的問題,但是換氣次數(shù)不能太大,否則就會占用較大比例的送風(fēng)管道,從而造成較大的能耗,經(jīng)濟效益較差。一般換氣次數(shù)控制在10~15次/h左右,能夠得到良好的空調(diào)使用效果。筆者認(rèn)為,地下商場的空調(diào)系統(tǒng)在進行設(shè)計時,應(yīng)充分考慮能源節(jié)約因素,通過全熱交換器的使用,地下商場可在夏季回收冷量,冬季回收熱量,從而有效減少能源的消耗。另一方面,空調(diào)機房的占地面積應(yīng)盡可能小,比如本文采用的軸流式雙速排煙風(fēng)機,通過采用吊頂安裝的形式,有效減少了地面占用面積,實現(xiàn)了一機兩用的效果。

        3 結(jié)語

        隨著最近兩年來城市地下商場的不斷發(fā)展,商場的通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)建設(shè)已成為建筑工程應(yīng)用的熱點。本文以廣州市某地下商場為案例,分析了該地下商場的通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計,包括采用調(diào)溫除濕空調(diào)機組、水冷機組加組合式空調(diào)器和適當(dāng)增加換氣次數(shù)等措施,從而為大型地下商場的建設(shè)提供了有益的借鑒。

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