梁捷
(江蘇省建筑設計研究院有限公司,江蘇南京 210000)
大型商業(yè)綜合體建筑即是指多個使用功能不同的建筑空間組合而成的建筑功能體系,是一種商業(yè)綜合建筑的主要代表功能形態(tài)。隨著我國經濟高速發(fā)展,大型商業(yè)建筑綜合體不斷增多。暖通空調控制系統(tǒng)不僅是大型商業(yè)建筑綜合體的一套必備空調系統(tǒng),也是其舒適度的重要組成保證,下文將面對大型商業(yè)建筑綜合體暖通空調系統(tǒng)設計方案進行深入研究,并進行一定的分析。
大型商業(yè)綜合體的暖通空調設計主要采用中央空調系統(tǒng),集中設置冷源和熱源。在這種整體項目的冷源和熱源形式設計中,辦公區(qū)與商業(yè)區(qū)空調冷熱源設計是分開設立的,大型商業(yè)綜合體的冷源系統(tǒng)獨立設計以便于運營管理和計量,這種冷源管理形式不僅不影響正常運行,還能節(jié)省運行成本。熱源形式以供暖系統(tǒng)運行為主,市政供熱或燃氣鍋爐作為其重要能源來源。
首先,空調冷源設置技術可以采用獨立安裝操作,方便管理而且同時也有利于其充分發(fā)揮使用功能。一般的大型商業(yè)綜合體宜優(yōu)先采用空調水冷式的形式。采用冷水機組將其作為空調冷源設置基礎,在空調機組結構搭配及熱源選擇上,各自的冷源設置系統(tǒng)及各冷水機組的綜合設置臺數不得小于兩臺,根據各商業(yè)空調中心區(qū)域冷負荷的不同變化,宜在多臺大型冷水機組旁設置一臺小型制冷機,保證在較低的空調負荷下仍然能夠穩(wěn)定工作運行。冷凍水、冷卻水系統(tǒng)等都需要綜合安裝一套備用水泵,避免在工作水泵出現(xiàn)問題時,影響整個商業(yè)空調系統(tǒng)正常工作運行,冷水機組宜設置在整個空調系統(tǒng)服務中心區(qū)內甚至空調中心處,既要優(yōu)先綜合充分考慮整個空調系統(tǒng)實際經濟效益,也同時要綜合考慮空調設備正常運輸、檢修等其他因素。其次,大型商業(yè)空調綜合體的配套空調系統(tǒng)和熱源設置系統(tǒng)中,在有市政供熱的區(qū)域,應優(yōu)先考慮市政供熱作為系統(tǒng)空調熱源,在沒有市政供熱的地區(qū),供熱方式一般可以直接選用燃氣或燃油鍋爐作為熱源,既可減少成本,又可減少環(huán)境污染,并具有一定的經濟和環(huán)境效益。
在具有相對復雜的空間組成的系統(tǒng)的構建中,有必要首先了解建筑物中的各個空間,并根據每個空間的特定通風和供熱需求計劃通風空調的設計。
商業(yè)綜合體的布局有其特征,通常為首先選擇一個特色建筑作為建筑群的中心,成為空間中的主導建筑,然后進行擴散并且在其周圍建造其他建筑物,使其具有主導的空間布局。使得功能具有突出性。例如,在中央大廳的設計完成之后,周圍的建筑物應通過大廳的設計突出建筑物的綜合特征,并突出建筑物的功能。
并行性的本質是將小布局房間并排排列在空間中,以形成建筑風格。在每個內部建筑物中,沒有主要和次要的,只有不同的樣式,這增加了大型商業(yè)綜合體建筑的建筑風格,具有不同種類的功能要求。
就目前情況來看,在大型商業(yè)綜合體建筑中的空調水系統(tǒng)都有特殊的規(guī)定,比如市場中星級較高的酒店,通常會選擇四管制系統(tǒng)作為空調水系統(tǒng)的形式,而在大型商業(yè)綜合體建筑中還包括其他區(qū)域,比如辦公區(qū)或者是購物區(qū)、休閑娛樂區(qū)等等,均會選擇兩管制的系統(tǒng)作為空調水系統(tǒng)形式。這是目前市場上的基本情況。而為了能夠更好地服務人類,讓人們的體驗感更好,空調水系統(tǒng)的操作要求相對較高,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:①空調水系統(tǒng)在設計時,工作人員應當考慮到水泵的調節(jié)設計,變頻和節(jié)能是最基本的設計之一,除此之外,還包括熱水循環(huán)系統(tǒng)等等。由于大型綜合體建筑的內部構造比較繁雜,且存在的不同區(qū)域較多,設計中對于管道的設計和回流的情況要按照實際情況來把握;②就是達到空調水系統(tǒng)的要求,比如空調水水溫的控制,大型商業(yè)綜合體中,通常冷凍水的溫度要低于其他類型建筑的溫度,并且還采用階梯換熱的形式,確??照{水系統(tǒng)的正常工作;③空調水系統(tǒng)在設計的過程中,要充分利用大型商業(yè)綜合體建筑的設備樓層,可以分解較大的壓力,在保證每一層都有壓力的情況下,減少空調水的置換;④空調水系統(tǒng)有四管制和兩管制,兩者在使用中,設計的方法也不盡相同,需要設計人員嚴格按照要求進行。
伴隨著科學技術的不斷創(chuàng)新和經濟水平不斷提高,當代大型綜合體建筑對于暖通空調設計還需要提起更高程度的重視。因為就實際調查的情況來看,暖通空調的設計依然存在一些問題,這些問題不但會影響人們的體驗,同時也不利于綜合體建筑的長遠發(fā)展。針對這一現(xiàn)象,下文將暖通空調設計中存在的問題一一列舉出來,并加以解決。從而促進商業(yè)綜合體建設的不斷發(fā)展,帶來更大的經濟效益。
空調設備熱源與冷源相關技術設計要點,首先應掌握冷源與熱源的參數,避免空調設備冷熱間的相互影響,使空調設備更好地發(fā)揮其使用功能性。冷水機組及熱泵的單機制冷量、制熱量選擇,要能適應全年的空調負荷變化規(guī)律,滿足部分負荷運行的情況及季節(jié)性要求。機組一般配置兩臺及以上,但當工程較小時,可以只選用一臺,但其必須具有優(yōu)良的調節(jié)性,并能滿足建筑物最低負荷的要求。
在對空調系統(tǒng)的設計時,設計人員除了需要格外關注空調風系統(tǒng)之外,還需要充分重視水系統(tǒng),商業(yè)綜合體使用的一般是兩管制式水系統(tǒng),尤其在對跨度比較大的特珠建筑進行規(guī)劃時,需要使用規(guī)范化的水系統(tǒng)設計技術,認真進行水力計算,優(yōu)化管道規(guī)格、管內流速,力求在設計層面上達到水力平衡。在對空調水泵進行設計時,需要對循環(huán)水的功能進行節(jié)能式改造,比如采用變頻式循環(huán)泵等??照{屬于比較常用的功能系統(tǒng),因此其負荷也相對比較高,長期處于高頻率的運行狀態(tài),必須要確保水泵的流量、揚程滿足設計要求。如果空調處于低負荷的運轉狀態(tài)時,也要確保其頻率處于低頻的基本狀態(tài),使水系可以始終在安全的環(huán)境中運行。這種系統(tǒng)與其他人工控制的暖通空調系統(tǒng)相比,更為智能。在運行期間,可以通過調節(jié)水溫來調整供水系統(tǒng),降低供水時消耗的能源。
除了對暖通空調系統(tǒng)進行改造之外,還需要確保機房設計工作的合理性,空調機房需要與商業(yè)建筑的其他空間保持一定協(xié)調性。設計人員需要堅持協(xié)調設計原則與節(jié)省用地的原則。由于暖通專業(yè)設備通常比較大,在方案設計階段就要提醒建筑專業(yè),注意預留設備吊裝口。
一般冷水機組、水泵等空調設備安裝在專用機房內,其中會傳出強度比較大的噪聲,會對商業(yè)建筑其他空間造成影響,降低商業(yè)建筑的綜合價值,因此制冷換熱機房的最佳位置為地下;設置在地上各層的空調機房、新風機房,則應提醒建筑做好相應消聲減噪措施,確??照{機組在正常使用時,避免對其他房間產生干擾。
使用集中式冷源的最大優(yōu)點之處在于它能夠有效平衡各個類型單體空調建筑物在空調功能上、冷源的負荷上和時間上的不同需求,在一定的程度上可以穩(wěn)定整個空調系統(tǒng)的日常工作效率曲線,推持空調系統(tǒng)處于高效運行的區(qū)間。另外集中式冷源還可以有利于加強空調系統(tǒng)機組的定期維護與日常保養(yǎng),通過統(tǒng)一冷源管理方式提高系統(tǒng)管理效率,集中式冷源可以避免單個單體建筑物因為重復使用設置一個獨立的制冷機房,節(jié)省單體建筑物日常使用空間面積。
大型商業(yè)綜合體由于建筑面積較大,冷凍水循環(huán)泵與輸送水管距離相對較遠,通過采取大溫差,小流量的冷凍水循環(huán)系統(tǒng),可有效減少冷源處循環(huán)水量,節(jié)約冷凍水循環(huán)泵輸送所用能源消耗,群控系統(tǒng)設置采用一次泵變流量系統(tǒng),可以在供水管和回水管上安裝壓差傳感器,對主管水溫和溫度流量變化進行實時監(jiān)視和自動控制,而且通過水管安裝流量控制溫度傳感器,可以有效保證系統(tǒng)在發(fā)生負荷變化時控制系統(tǒng)進行中的流量回饋調節(jié)和溫度改變,系統(tǒng)設置具有相應的流量回饋控制信號,通過群控空調系統(tǒng)控制制冷機及其相應水泵的工作,有效降低空調系統(tǒng)運行中的能耗。
常規(guī)的中央空調制冷系統(tǒng)中,制冷空調機組對從冷凝器中快速排出的多余熱量沒有有效綜合利用,造成能源的浪費。因此,對于有條件回收利用熱能的場所,可以設置用于冷卻水熱回收系統(tǒng),將剩余熱量進行低溫回收即可用于低溫加熱日常生活中的熱水,冷卻水經過回收后,溫度會有所降低,與其他冷卻水混合,再通過冷卻塔散熱。該熱回收系統(tǒng)不僅能夠實現(xiàn)能源的合理利用,減少熱量排出對環(huán)境造成熱污染,減少冷卻塔運行的費用,同時又能減少制熱需要的電能消耗,節(jié)省運行費用。
商業(yè)綜合體中通常也存在辦公區(qū)域,合理設置排風熱回收系統(tǒng)可以對新風進行有效預熱(冷),減少新風能耗,提高空調能效。
對于大型商業(yè)綜合體而言,暖通空調設計非常重要,不僅影響其整體建筑的舒適程度,而且關系著建筑的整體能源消耗。對于暖通空調的各個系統(tǒng)設計,在滿足其基本需求的同時,還要結合新型技術,加強系統(tǒng)設計創(chuàng)新,創(chuàng)造更大的經濟效益和環(huán)境效益。