徐紅星

中國建筑設(shè)計咨詢有限公司

1 工程概況

項目位于北京市，總建筑面積63萬m2，地上建筑面積35萬m2，地下建筑面積28萬m2，其中空調(diào)建筑面積約33.6萬 m2，屬大型商業(yè)綜合體，建筑高度52 m。該項目地下共3層，主要為車庫、自行車庫、設(shè)備用房和超市；地上最高13層，主要業(yè)態(tài)分布為一至四層為商場，五層及六層局部為餐飲，六層及七層局部為影院，七層局部為KTV，C1～C4四座樓和D棟樓四層以上為公寓。具體各子項概況見表1：

表1 各子項目概況

2 工程特點分析

1）總建筑面積比較大，集中制冷機房應(yīng)設(shè)在位于負荷中心附近[1]。

2）本工程無蒸汽需求，集中設(shè)一個真空燃氣熱水鍋爐房即可。

3）空調(diào)總冷負荷非常大，本工程采用了10 kV電壓冷水機組+380 V電壓冷水機組的大小機組合方式[2-3]。

4）由于空調(diào)系統(tǒng)作用半徑很大，且各種業(yè)態(tài)空調(diào)水系統(tǒng)阻力差異也較大，空調(diào)水系統(tǒng)采用了二級泵系

統(tǒng)[1-4]。

5）電影院的運營時間及負荷特性與其它業(yè)態(tài)不同，其空調(diào)冷熱水應(yīng)能滿足可單獨管理的需求。

6）項目建筑體量很大，存在大量內(nèi)區(qū)需常年供冷問題。

7）餐飲區(qū)域面積很大且種類繁多，廚房油煙處理和排放是設(shè)計難點。

3 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

3.1 空調(diào)冷熱源設(shè)計

本工程除沿街獨立商鋪外，其它商業(yè)區(qū)空調(diào)負荷均由集中制冷機房負擔(dān)，機房設(shè)在A8樓座地下三層?？照{(diào)冷水供回水溫度6/12℃，冷卻水供回水溫度32/37℃。

空調(diào)總冷量47260 kW，共設(shè)7臺制冷機組。5臺制冷量為7737 kW（2200 RT）的高壓離心式冷機，啟動電壓10 kV；2臺制冷量為4220 kW（1200 RT）的離心式冷機，啟動電壓380 V。

選用高壓離心機組可節(jié)省變壓器的投資和運行費用，另由于項目總冷負荷較大，應(yīng)避免最小制冷機組開機率過低情況發(fā)生。

鍋爐房貼臨C3樓地下一層庫房區(qū)建設(shè)，總供熱量32200 kW，共設(shè)5臺真空燃氣鍋爐帶冷凝熱回收裝置，其中4臺鍋爐供熱量為7.0 MW，為空調(diào)系統(tǒng)提供60/50℃熱水（其中1臺兼顧為散熱器采暖系統(tǒng)供熱），另1臺鍋爐供熱量4.2 MW，為散熱器采暖系統(tǒng)提供75/50℃熱水。鍋爐煙囪沿C3樓敷設(shè)至屋頂排放。

由于北京地區(qū)對熱水鍋爐房總供熱量和單臺供熱量均有限制，所以鍋爐房審批應(yīng)提前做相應(yīng)咨詢工作，同時其燃氣使用也應(yīng)事前征求燃氣集團意見。

鍋爐房位置選址主要遵守鍋爐房設(shè)計規(guī)范要求[1]，當(dāng)從運行節(jié)能等角度出發(fā)希望機房設(shè)在負荷中心的原則與消防安全的設(shè)置原則發(fā)生沖突時，首先應(yīng)遵循生命安全第一的原則進行設(shè)計，同時再兼顧節(jié)能和方便管理等設(shè)計原則。

冬季內(nèi)區(qū)冷源由冷卻塔提供一次冷水[3]，經(jīng)板式換熱器進行熱交換后為內(nèi)區(qū)提供二次空調(diào)冷水。冷卻塔冬季運行時應(yīng)做好集水盤和室外冷卻水管的防凍措施。

3.2 空調(diào)水系統(tǒng)

由于空調(diào)水系統(tǒng)作用半徑較大，且各種業(yè)態(tài)空調(diào)末端系統(tǒng)的使用功能、使用時間、服務(wù)區(qū)域和水系統(tǒng)阻力均不同，故采用了二級泵空調(diào)水系統(tǒng)。

空調(diào)水系統(tǒng)一級泵定頻運行，二級泵變頻運行。一級泵水系統(tǒng)回路與二級泵水系統(tǒng)回路之間設(shè)置盈虧連通管?？照{(diào)水一級泵與制冷機一一對應(yīng)，二級泵空調(diào)水系統(tǒng)根據(jù)各商業(yè)區(qū)特點劃分為四個環(huán)路，每個環(huán)路設(shè)一組變頻水泵，一用一備。

空調(diào)水系統(tǒng)根據(jù)商業(yè)內(nèi)、外區(qū)分別設(shè)置，并采用異程兩管制形式，內(nèi)、外區(qū)水系統(tǒng)通過制冷機房內(nèi)閥門實現(xiàn)不同季節(jié)冷熱水源的切換。

二級泵空調(diào)水系統(tǒng)四個環(huán)路的內(nèi)、外區(qū)風(fēng)機盤管水管和空調(diào)機組水管分別從分集水器上接出，且在集水器各環(huán)路上設(shè)置靜態(tài)平衡閥，并根據(jù)業(yè)態(tài)需求在分水器供水管路上設(shè)置熱計量裝置。

制冷機房位置和二級泵空調(diào)水系統(tǒng)分區(qū)見圖1。

圖1 制冷機房位置和二級泵空調(diào)水系統(tǒng)分區(qū)示意圖

電影院部分除制冷機房單獨為其設(shè)置一路空調(diào)水管外，屋頂另預(yù)留一套風(fēng)冷熱泵機組，熱源處并為影院預(yù)留一路空調(diào)熱水管路。

由于C系列樓座和D棟樓四層以上均為小隔間公寓，建設(shè)方要求采用散熱器采暖加分體式空調(diào)形式，此部分系統(tǒng)不再贅述。

3.3 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計原則：豎向分層、橫向按防火分區(qū)設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，主要空調(diào)區(qū)域房間均按微正壓設(shè)計。

超市、百貨和主力店等業(yè)態(tài)功能確定的大空間均采用全空氣雙風(fēng)機空調(diào)系統(tǒng)；精品店、小商鋪、KTV及各業(yè)態(tài)未確定的區(qū)域采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)機組帶熱回收功能段。

影院每個影廳單獨設(shè)置一臺空調(diào)機組，氣流組織為上送上回，但風(fēng)口均需與熒幕保持一定距離，避免氣流吹動電影屏幕?？照{(diào)機房均內(nèi)貼吸聲材料，并采用防火隔聲門，送、回風(fēng)管路至少設(shè)置兩節(jié)消聲器。級別較高院線空調(diào)機房樓板建議采用浮筑樓板隔聲技術(shù)。

4 通風(fēng)系統(tǒng)

通風(fēng)系統(tǒng)（包括空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)）主要按“內(nèi)庭進氣，外圍排氣”和“內(nèi)區(qū)排氣高空排放”的兩個原則結(jié)合進行設(shè)計。

各商業(yè)樓座分別對空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)進行全樓氣體平衡計算，通過控制中庭屋頂排風(fēng)機臺數(shù)，使其內(nèi)部維持微正壓狀態(tài)。沒有中庭的商業(yè)，通過設(shè)排風(fēng)豎井實現(xiàn)全樓的氣體平衡。

廚房油煙處理和排放一直是商業(yè)綜合體的一個難點，本工程廚房油煙排放主要采用“就地處理兩級排放”的原則，主要是指：

1）每個廚房內(nèi)設(shè)油煙凈化處理設(shè)備，油煙處理到滿足衛(wèi)生防疫標(biāo)準后在再排至主管道，即為就地處理。

2）每個廚房設(shè)排油煙風(fēng)機，把處理過的油煙排向一根或若干根油煙母管，并在母管頂部設(shè)置排風(fēng)機，即為兩級排放。如條件許可屋頂排風(fēng)機前端可再設(shè)一級油煙處理設(shè)備。

“就地處理兩級排放”技術(shù)上要求油煙母管內(nèi)為負壓，屋頂排風(fēng)機風(fēng)壓主要負擔(dān)母管壓力損失，且保證母管內(nèi)部為負壓，否則會因各排油煙支管系統(tǒng)風(fēng)壓不同，引起油煙互相串味兒問題。這要求設(shè)計時需對各油煙支路及母管的風(fēng)量風(fēng)壓關(guān)系進行分析和計算。

排油煙管道盡量避免穿越防火分區(qū)，如不能避免則不能再兼其它防火分區(qū)的排油煙，同時油煙管道應(yīng)設(shè)置防火閥和防火包覆。

5 空調(diào)自控系統(tǒng)

空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)采用直接數(shù)字式監(jiān)控系統(tǒng)，即DDC。它由中央電腦及終端設(shè)備加上若干個DDC控制盤組成，在空調(diào)控制中心能顯示打印出空調(diào)、通風(fēng)、制冷等各系統(tǒng)設(shè)備運行狀態(tài)及主要運行參數(shù)，并進行集中遠距離程序控制，并納入樓宇自控系統(tǒng)（BAS）。在DDC系統(tǒng)之下，冷水機組的控制可實現(xiàn)單獨控制。

5.1 空調(diào)冷源系統(tǒng)

空調(diào)自控系統(tǒng)的冷水機組，鍋爐，水泵，冷卻塔，空調(diào)機組，新風(fēng)機組，通風(fēng)機，空調(diào)系統(tǒng)的各種風(fēng)機、電機、電動風(fēng)閥、電動水閥等均納入空調(diào)能源管理系統(tǒng)，并作為樓宇自控系統(tǒng)一個子系統(tǒng)接入。

制冷機房主要設(shè)備啟?？刂祈樞驗椋豪渌妱娱y及冷水循環(huán)泵—冷卻塔風(fēng)機—冷卻水電動閥及冷卻水循環(huán)泵—冷水機組。停機順序與之相反。

5.2 空調(diào)末端

空調(diào)機組和新風(fēng)機組與房間溫度聯(lián)鎖控制，通過調(diào)節(jié)空調(diào)送、回風(fēng)管上電動風(fēng)閥、冷（熱）水管上電動二通調(diào)節(jié)閥以及風(fēng)機頻率等方式，可設(shè)定多運行工況模式。

新風(fēng)機組和空調(diào)機組加濕通過房間內(nèi)外空氣的相對濕度差來控制調(diào)節(jié)加濕量。

冬季空調(diào)機組和新風(fēng)機組停機時，電動二通水閥保留5%的開度，且在表冷器之后設(shè)防凍溫度監(jiān)控，防止表冷器凍裂。

風(fēng)機盤管除室內(nèi)設(shè)三速開關(guān)外，回水管上還應(yīng)設(shè)置電動兩通閥，由室內(nèi)溫控器控制其啟閉。風(fēng)機盤管不納入空調(diào)自控系統(tǒng)。

樓宇自控系統(tǒng)可實現(xiàn)對整個綜合體的能源優(yōu)化集中管理，達到節(jié)約能源，降低管理費用，提高管理可靠性以及管理制度的規(guī)范性。

6 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施

1）通過合理劃分二級泵空調(diào)水系統(tǒng)，使各部分二級泵水系統(tǒng)更加適應(yīng)空調(diào)負荷變化，達到節(jié)能目的。

2）提高空調(diào)冷水供回水溫差，減小流量，從而降低空調(diào)水系統(tǒng)的輸送電耗。

3）通過調(diào)節(jié)空調(diào)機組新、回風(fēng)管上電動風(fēng)閥，控制新風(fēng)比例或通過全新風(fēng)模式運行，來消除室內(nèi)余熱。

4）內(nèi)區(qū)過渡季或冬季盡量通過加大新風(fēng)量來消除余熱，當(dāng)新風(fēng)不能滿足消除余熱時，再開啟空調(diào)水路上的電動閥，通過向內(nèi)區(qū)供冷水進行降溫。

5）外區(qū)新風(fēng)系統(tǒng)采用帶熱回收裝置的新風(fēng)機組（熱回收裝置帶旁通閥），利用排風(fēng)對新風(fēng)進行預(yù)熱，當(dāng)室內(nèi)外溫差較小時開啟旁通閥，實現(xiàn)節(jié)能目的。

6）由于建筑體量很大，內(nèi)區(qū)余熱也很大，充分合理利用冷卻塔和室外新風(fēng)等天然冷源供冷，對項目每年節(jié)省的運行費用很可觀。

7）制冷機訂貨階段，考慮建設(shè)方前期資金因素和商業(yè)運行需要一定時間培養(yǎng)期等問題，給出建設(shè)方前期可暫時少安裝大小冷機各一臺及對應(yīng)水泵的方案，待商業(yè)運行達到一定飽和度時，再安裝相應(yīng)設(shè)備來滿足負荷的要求。此方案得到建設(shè)方認可。

7 總結(jié)

項目設(shè)計工作一直處于邊設(shè)計邊修改狀態(tài)，這導(dǎo)致在設(shè)計過程中難免會有些遺憾和不足之處，主要有以下三方面：1）初步設(shè)計階段主力店部分空調(diào)系統(tǒng)是采用部分冰蓄冷供冷方式，且方案階段已通過專家評審和建設(shè)方認可，但施工圖階段由于運營管理的調(diào)整和投資限制等原因，最終建設(shè)方取消了冰蓄冷空調(diào)形式，這點個人覺得有些遺憾。2）餐飲區(qū)排油煙系統(tǒng)的整體規(guī)劃設(shè)計介入相對較晚，導(dǎo)致個別油煙管路較長，且屋面的出風(fēng)口與樓下取風(fēng)百葉高度距離不夠遠。3）個別空調(diào)機房位置選擇不理想且機組安裝緊張，不方便檢修。

對于商業(yè)綜合體項目，暖通設(shè)計應(yīng)從建筑方案階段就要介入，并及時與建筑專業(yè)密切溝通，隨時掌握項目變化信息，并對暖通空調(diào)方案進行修正，才能盡量避免出現(xiàn)方案方面的遺憾，也給后續(xù)設(shè)計工作打下良好基礎(chǔ)。上述即為針對本工程案例的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計介紹和總結(jié)，希望能給暖通同仁以后的設(shè)計工作提供參考。