摘 要：深入探討大型商業(yè)綜合體空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心要素，通過分析高效能源管理和舒適性與環(huán)境適應(yīng)性的實(shí)現(xiàn)策略，突出了智能控制與系統(tǒng)集成的重要性。著重分析了環(huán)保材料和節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，旨在提出全面的設(shè)計(jì)方法論，關(guān)注系統(tǒng)效率和用戶體驗(yàn)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代商業(yè)建筑高標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)空調(diào)系統(tǒng)的可持續(xù)和環(huán)境友好運(yùn)營(yíng)要求，旨在為大型商業(yè)綜合體空調(diào)系統(tǒng)的高效、舒適、智能化和環(huán)保設(shè)計(jì)提供實(shí)用的指導(dǎo)和新的視角。

關(guān)鍵詞：能源管理；智能控制；空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU83" " " " " " " " " " " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號(hào)：2096-6903（2024）06-0120-03

0 引言

大型商業(yè)綜合體不僅集購物、娛樂、辦公于一體，還承擔(dān)著提升城市形象和滿足居民生活需求的重要責(zé)任，其空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)尤為重要，直接影響商業(yè)綜合體的能源消耗、環(huán)境舒適度以及運(yùn)營(yíng)成本。隨著人們環(huán)保意識(shí)的提升和節(jié)能減排政策的實(shí)施，節(jié)能與環(huán)保成為空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心要求。而由于商業(yè)綜合體的使用特性和人群密集度，其空調(diào)系統(tǒng)不僅需要契合節(jié)能環(huán)保理念，還面臨著獨(dú)特的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。本文研究此類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，力求實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)乃至整個(gè)大型商業(yè)綜合體的節(jié)能、環(huán)保、舒適和高效運(yùn)營(yíng)目標(biāo)。

1 大型商業(yè)綜合體空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求

1.1 能源管理高效性需求

在設(shè)計(jì)大型商業(yè)綜合體空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，高效的能源管理是核心考慮因素，其重要性源于對(duì)能源成本的控制和對(duì)環(huán)境保護(hù)的關(guān)注[1]。能源管理的效率直接關(guān)系到空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)成本，也體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展理念在工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐中的實(shí)現(xiàn)。

從降低消耗的角度來看，智能化的監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)可根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)變化，優(yōu)化調(diào)節(jié)空調(diào)運(yùn)行工況，做到恰到好處地提供制冷或制熱效果，避免設(shè)備過度使用帶來的資源浪費(fèi)。需要設(shè)置獨(dú)立的建筑自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、濕度、新風(fēng)量等關(guān)鍵參數(shù)的檢測(cè)反饋，協(xié)調(diào)控制空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)、調(diào)節(jié)閥門等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

在選擇空調(diào)設(shè)備時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮能效比高的產(chǎn)品，如采用變頻控制的螺桿式冷水機(jī)組，或天然工質(zhì)熱泵系統(tǒng)等。如果設(shè)備整體性能優(yōu)異，可在較低的能耗基礎(chǔ)上提供所需的制冷或制熱容量。部分設(shè)備還可實(shí)現(xiàn)余熱余冷的再利用，降低能量的浪費(fèi)。

除設(shè)備本身的高效化外，也要注重系統(tǒng)內(nèi)部的熱量平衡，通過設(shè)置空氣或水源側(cè)的熱回收裝置，回收建筑內(nèi)部排出的熱量，與建筑供暖系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)熱力交換再利用。能源管理的效果還取決于空調(diào)系統(tǒng)與建筑物自身的匹配程度。在建筑布局、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇及天然通風(fēng)的利用等方面，都應(yīng)考慮如何與空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行發(fā)揮協(xié)同作用，共同構(gòu)成高效的建筑環(huán)境控制方案。

1.2 智能控制與系統(tǒng)集成需求

在現(xiàn)代大型商業(yè)綜合體的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，智能控制與系統(tǒng)集成需求日益顯著，反映了技術(shù)創(chuàng)新和運(yùn)營(yíng)效率提升的當(dāng)代趨勢(shì)。智能控制主要通過先進(jìn)的軟硬件技術(shù)實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)化和優(yōu)化運(yùn)行，包括溫濕度的自動(dòng)調(diào)節(jié)、能源消耗的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及故障預(yù)測(cè)和維護(hù)提醒等，不僅提高能源效率，還維持持續(xù)的舒適環(huán)境。

系統(tǒng)集成則指空調(diào)系統(tǒng)與建筑內(nèi)其他系統(tǒng)（如照明、安防、能源管理等）的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和控制指令的無縫交流，綜合管理達(dá)到更高的運(yùn)營(yíng)效率[2]。例如，空調(diào)能夠在建筑低占用時(shí)段自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行模式或根據(jù)光照和人流動(dòng)態(tài)調(diào)整溫度，以精確管理能源。在設(shè)計(jì)層面，其體現(xiàn)為對(duì)高級(jí)傳感器技術(shù)、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力和跨系統(tǒng)通訊協(xié)議的依賴。傳感器技術(shù)用于實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境和系統(tǒng)性能，數(shù)據(jù)分析則幫助識(shí)別模式、預(yù)測(cè)需求和潛在問題。統(tǒng)一的通訊協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間集成的關(guān)鍵，增強(qiáng)了整個(gè)建筑管理的智能化水平。通過應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，空調(diào)系統(tǒng)能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜多變的商業(yè)環(huán)境，滿足現(xiàn)代商業(yè)建筑的高標(biāo)準(zhǔn)需求。

2 大型商業(yè)綜合體空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 冷暖源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行冷暖源系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮商業(yè)綜合體的整體布局和需求，包括建筑的大小、形狀、用途以及人員流量等因素。選擇適當(dāng)?shù)睦渑聪到y(tǒng)類型，例如中央空調(diào)系統(tǒng)、分散式系統(tǒng)或混合系統(tǒng)[3]。其關(guān)鍵是確定冷源和熱源的位置。

通常，冷源包括冷水機(jī)組或蒸發(fā)冷卻機(jī)組，而熱源則可以是鍋爐或熱水機(jī)組。冷熱源設(shè)備的安裝位置應(yīng)盡量靠近需要供暖或供冷的區(qū)域，以最大程度地減少輸送熱量或冷量的損失。同時(shí)考慮設(shè)備的維護(hù)和維修便利性，確保系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

為提高能源效率和可持續(xù)性，可采用先進(jìn)的技術(shù)，如余熱回收系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)或太陽能熱水系統(tǒng)，以降低能源消耗，減少運(yùn)營(yíng)成本，并對(duì)環(huán)境產(chǎn)生更小的影響，符合現(xiàn)代商業(yè)綜合體的可持續(xù)性要求。必須確保其滿足當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求，包括排放限制、噪聲控制、防火安全等方面的要求，以確保系統(tǒng)的安全性和可靠性。

冷暖源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)具備可擴(kuò)展性，以適應(yīng)未來商業(yè)綜合體的擴(kuò)建或改建需求，設(shè)計(jì)要預(yù)留足夠的空間和容量，以便在必要時(shí)增加冷源或熱源設(shè)備，滿足不斷增長(zhǎng)的需求，還需要設(shè)置獨(dú)立的新風(fēng)處理設(shè)備，與冷暖源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)配合[4]。

2.2 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

大型商業(yè)綜合體的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是復(fù)雜而重要的過程，直接影響到建筑內(nèi)部的舒適性和能源效率。在進(jìn)行此設(shè)計(jì)時(shí)，必須遵循一系列嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟襟E，以確保系統(tǒng)能夠滿足各種要求。

第一，設(shè)計(jì)的起點(diǎn)是進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。該步驟旨在準(zhǔn)確測(cè)算建筑內(nèi)的熱負(fù)荷，包括熱量的產(chǎn)生和損失，涵蓋人員、設(shè)備、照明等產(chǎn)熱元素以及墻壁、窗戶、屋頂?shù)葘?dǎo)致熱量損失的因素。通過專業(yè)的軟件和模擬工具，精確計(jì)算每個(gè)房間或區(qū)域的負(fù)荷需求，為后續(xù)的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

第二，需要選擇適當(dāng)類型的空調(diào)系統(tǒng)。中央空調(diào)系統(tǒng)適用于大面積商業(yè)綜合體，而VRF系統(tǒng)更適用于需要區(qū)域性溫度控制的場(chǎng)所。系統(tǒng)的選擇應(yīng)該根據(jù)負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果以及建筑的具體需求來進(jìn)行。

第三，在安裝空調(diào)設(shè)備時(shí)，設(shè)備的布局和位置非常關(guān)鍵，旨在最大程度地減少空氣流通的阻力和能量損失。管道、通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)口的位置也需經(jīng)過精心規(guī)劃，確?？諝饽軌蚓鶆蚍植迹苊猱a(chǎn)生死角，從而提高室內(nèi)舒適度。

第四，控制系統(tǒng)的重要性也不可忽視。現(xiàn)代空調(diào)系統(tǒng)采用自動(dòng)化技術(shù)，能夠監(jiān)測(cè)和調(diào)整室內(nèi)溫度和濕度，提高能源效率。其還可與建筑管理系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)集中控制和監(jiān)控，確保室內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性。

第五，在設(shè)計(jì)中，還必須考慮能源效率和可持續(xù)性。采用高效的設(shè)備和技術(shù)，如能源回收系統(tǒng)、智能控制和低排放制冷劑，降低能源消耗、運(yùn)營(yíng)成本，并對(duì)環(huán)境造成更小的影響。

第六，設(shè)計(jì)必須符合當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求，包括室內(nèi)空氣質(zhì)量、噪聲控制和安全性等方面的規(guī)定，確保系統(tǒng)的安全可靠性。

2.3 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在大型商業(yè)綜合體中是確保室內(nèi)空氣質(zhì)量和人員健康的關(guān)鍵因素之一。通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮空氣流動(dòng)、新鮮空氣供應(yīng)以及排氣，設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，需要明確建筑的用途、人員流量以及空氣質(zhì)量要求，這些因素將決定通風(fēng)系統(tǒng)的負(fù)荷需求。商業(yè)綜合體通常需要滿足較高的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，故通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求通風(fēng)量充足，并且需要考慮到高峰期和低峰期的變化，進(jìn)而選擇適當(dāng)類型的通風(fēng)系統(tǒng)。

常見的通風(fēng)系統(tǒng)類型包括機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)、自然通風(fēng)系統(tǒng)和混合通風(fēng)系統(tǒng)。機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)通過風(fēng)扇和排氣系統(tǒng)控制空氣流動(dòng)，自然通風(fēng)系統(tǒng)依靠自然氣流，混合通風(fēng)系統(tǒng)將兩者結(jié)合。通風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵是新鮮空氣供應(yīng)和排氣，新鮮空氣應(yīng)該從外部引入，并在室內(nèi)分布均勻，以確保室內(nèi)氧氣含量充足，并排除污染物和二氧化碳。

排氣系統(tǒng)應(yīng)能夠有效地將室內(nèi)空氣中的污染物排出，以維護(hù)空氣質(zhì)量。此外還需要考慮空氣過濾和空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)，空氣過濾器可捕獲懸浮在空氣中的顆粒物，凈化室內(nèi)空氣。空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)空氣質(zhì)量參數(shù)，如二氧化碳濃度、溫度和濕度，以便根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。控制系統(tǒng)在通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中也起著重要作用，現(xiàn)代通風(fēng)系統(tǒng)通常配備自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)室內(nèi)空氣質(zhì)量和人員流量實(shí)時(shí)調(diào)整通風(fēng)量，以提高能源效率，并確保在不同需求情況下維持合適的通風(fēng)。

通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要符合相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，包括室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、噪聲控制和能源效率要求等方面的規(guī)定，以確保系統(tǒng)的安全性和可靠性。大型商業(yè)綜合體的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需全面考慮多個(gè)因素，并與專業(yè)的通風(fēng)系統(tǒng)工程師的密切合作，以確保系統(tǒng)成功實(shí)施。通過精心設(shè)計(jì)和細(xì)致規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)高效、健康的通風(fēng)系統(tǒng)，提供良好的室內(nèi)空氣質(zhì)量，有助于維護(hù)人員的健康和舒適。

2.4 防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)在大型商業(yè)綜合體中是確?；馂?zāi)安全和人員疏散的至關(guān)重要的組成部分，旨在控制煙氣擴(kuò)散，提供可通行的疏散通道，并為消防人員提供工作條件。防排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮建筑的布局、用途以及火災(zāi)安全法規(guī)的要求，確定煙氣控制區(qū)域。在設(shè)計(jì)中，需要將建筑劃分成不同的煙氣控制區(qū)域，以便在火災(zāi)發(fā)生時(shí)控制煙氣擴(kuò)散，通常包括樓層、走廊、電梯間和安全樓梯等。

每個(gè)區(qū)域需要獨(dú)立的控制和排煙系統(tǒng)，選擇適當(dāng)類型的防排煙系統(tǒng)也是關(guān)鍵。防排煙系統(tǒng)通常分為機(jī)械排煙系統(tǒng)和自然排煙系統(tǒng)。機(jī)械排煙系統(tǒng)使用風(fēng)扇和通風(fēng)道來排除煙氣，而自然排煙系統(tǒng)依賴于自然氣流。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)建筑特點(diǎn)和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)選擇適當(dāng)?shù)念愋?。防排煙系統(tǒng)的關(guān)鍵是排煙通道和排煙口的設(shè)計(jì)。排煙通道必須確保煙氣能夠迅速排出建筑，避免火災(zāi)煙氣進(jìn)入疏散通道。排煙口的位置和尺寸也需要經(jīng)過精心規(guī)劃，以確保能夠有效地排煙，并在火災(zāi)情況下保持通暢。

控制系統(tǒng)在防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)中也起關(guān)鍵作用。自動(dòng)化控制系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)火警報(bào)警系統(tǒng)的信號(hào)，并自動(dòng)啟動(dòng)防排煙系統(tǒng)，有助于確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)及時(shí)采取措施，控制煙氣擴(kuò)散。防排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還需要符合相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求，包括煙氣控制、通風(fēng)量、排煙口尺寸、控制系統(tǒng)和排煙通道等方面的規(guī)定，以確保系統(tǒng)的安全性和可靠性[5]。

大型商業(yè)綜合體的防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)需全面考慮多個(gè)因素，與防排煙系統(tǒng)工程師的密切合作，以確保系統(tǒng)的成功實(shí)施。通過精心設(shè)計(jì)和細(xì)致規(guī)劃，可確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)保護(hù)人員的生命安全，并提供適當(dāng)?shù)目刂茻煔鈹U(kuò)散的措施，以便有效疏散和火災(zāi)撲救。

3 大型商業(yè)綜合體空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能與環(huán)保思考

3.1 優(yōu)化節(jié)能設(shè)計(jì)

優(yōu)化節(jié)能設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有效的節(jié)能設(shè)計(jì)不僅能降低能源消耗和運(yùn)營(yíng)成本，還可減弱對(duì)環(huán)境的影響。為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，需從提升系統(tǒng)效率、優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)、利用可再生能源和實(shí)施智能控制等多個(gè)方面綜合考慮。

提升系統(tǒng)效率主要通過選用高效空調(diào)設(shè)備，例如變頻空調(diào)系統(tǒng)和高效熱交換器。變頻技術(shù)能夠根據(jù)需求調(diào)節(jié)壓縮機(jī)運(yùn)行速度，避免不必要的能耗，而高效熱交換技術(shù)則提高熱能轉(zhuǎn)換效率。利用自然通風(fēng)和光照不僅降低對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的依賴，還能減少能源消耗。集成太陽能發(fā)電系統(tǒng)等在節(jié)能設(shè)計(jì)中也起到關(guān)鍵作用，其不僅為空調(diào)提供部分所需電力，還減少了對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，降低了碳排放。

3.2 使用環(huán)保材料與技術(shù)

在大型商業(yè)綜合體空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究探討中，使用環(huán)保材料與技術(shù)是實(shí)現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保目標(biāo)的關(guān)鍵方面，不僅包括選擇低環(huán)境影響的材料，還涵蓋采用先進(jìn)技術(shù)降低整體碳足跡和促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

環(huán)保材料的選擇在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要。例如，在管道和隔熱材料的選擇上，優(yōu)先考慮具有高隔熱效能且可回收的材料，不僅能有效降低能源損失，而且在其生命周期結(jié)束時(shí)，對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響較小。使用低揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）的涂料和密封劑，也有助于改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，減少對(duì)環(huán)境和人體健康的危害。

采用環(huán)保技術(shù)也是實(shí)現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保的重要途徑，包括利用先進(jìn)的制冷劑。具有較低的全球變暖潛能（GWP）和臭氧消耗潛能（ODP），相比傳統(tǒng)制冷劑對(duì)環(huán)境的影響更小。環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用還包括利用太陽能或風(fēng)能等可再生能源，為空調(diào)系統(tǒng)提供輔助能源，不僅降低了對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，還有助于減少溫室氣體排放。

4 結(jié)束語

在大型商業(yè)綜合體空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究中，集中于實(shí)現(xiàn)高效能源管理、智能控制與系統(tǒng)集成以及環(huán)保和節(jié)能的重要性。有效的能源管理通過智能化控制和區(qū)域化溫度調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)，確保用戶舒適和空氣質(zhì)量。智能控制和系統(tǒng)集成提升了操作效率和用戶體驗(yàn)，而高效的冷暖源系統(tǒng)設(shè)計(jì)則關(guān)注于提升能源利用率。通風(fēng)和防排煙系統(tǒng)的有效設(shè)計(jì)對(duì)于保持室內(nèi)空氣質(zhì)量和應(yīng)對(duì)緊急情況至關(guān)重要。采用環(huán)保材料和技術(shù)在降低能源消耗和推動(dòng)環(huán)境友好運(yùn)營(yíng)方面發(fā)揮著核心作用。

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