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商业建筑暖通空调设计分析

 摘要:随着经济的发展,我国城镇化建设的不断加快,商业化建筑在不断的增加,商业建筑平面建筑空间大,人员密度高而且空间比较封闭,人员及新风负荷较大。另外商业建筑使用的照明设备较多,且设备散热量高,所以夏季冷负荷较大。另外综合性商业建筑功能较多,一般包括百货商业、餐饮、影院、美容、游乐等,需要根据不同功能的使用情况分别设计暖通空调系统。另外因人流量较大,应特别注意防排烟系统的设计。 

  关键词:商业建筑;冷热源;空调方式;通风;节能措施 

  中图分类号:TS958 文献标识码: A 

  一、商业建筑空调设计参数及负荷计算 

  (1)在商业建筑中空调设计是一个非常重要的环节,商业区人流密集,对于室内温度的考虑也就要格外关注。夏季温度较高,顾客经常出入,所以室内温度和湿度可适当降低,但是这种情况下有对于一些人群不利,比如售货员,所以可以采取提高室温,降低湿度的办法;冬季,商场工作人员衣着不宜太多,要将综合温度提高一些,由于冬季人体散发潜热较多,没有必要过多考虑加湿。 一般商场室内温湿度标准见表 1。 

  表 1 

  (2)负荷计算。商业建筑夏季负荷主要包括维护结构传热、日照、人体、照明及设备、新风等。冬季负荷主要包括维护结构传热、新风及冷风侵入等。由于商业建筑空调负荷与建筑物大小、结构、形状、地区及具体功能等因素有很大关系,故具体设计时,应进行详细的冷热负荷计算。 

  二、商业建筑空调冷热源选择 

  在商业建筑中,常用的空调冷热源包括:往复式(活塞式)制冷机组、离心式制冷机组、螺杆式制冷机组、吸收式制冷机组。热源有以下几种:城市热网、锅炉、空气源热泵。大型商业建筑宜相对集中设置冷热源,各功能区域冷热源宜分开设置以便于运营管理,如商业、电影院、办公、酒店、公寓等。冷源宜采用水冷机组;空调热源在有城市热网的情况下,优先考虑城市热网。无城市热网时,可以采用热水锅炉供热。个别区域(如影院、KTV 等)由于运营时间不同,可以独立设置风冷热泵机组。冷热源机房宜靠近负荷中心,目前由于考虑到各区域的商业价值,商业建筑中冷热源多设置于地下室。冷热源应做好减震及隔声措施,并且方便设备检修、运输及管理。冷却塔根据工程条件进行合理布置,一般布置在裙楼屋面。冷却塔布置时应考虑对本建筑塔楼及周边建筑的影响。 

  三、商业建筑空调方式选择 

  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、购物街的公共区域等。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。但是全空气系统风管尺寸大,占用层高较多,而且占用楼层的使用面积,灵活性较小。 

  (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,房间分隔变化时影响较小,且占用层高较小,不占用机房面积。缺点是新风量按最小新风量设计,舒适性受限,而且容易产生漏水问题,检修维护工作量大。 

  (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,且同样存在检修工作量大及漏水问题,而且吊顶式机组的新风量有限,舒适性较全空气系统差。 

  (4)变风量全空气空调系统近来在商业建筑中也有较多的应用。比其他方式节能显著,可独立控制各个风口的风量。但是因为增加的变风量装置,所以比定风量方式的设备投资大。 

  另外商业建筑由于人员进出频繁,一层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,商业建筑主要出入口一般设置空气幕。南方地区可使用普通风幕,北方地区冬季多使用热风幕。热风幕热源有电加热风幕、热水风幕或蒸汽风幕,可根据工程情况进行选择。 

  四、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与其他类型建筑相同,不再赘述。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。商业营业区排风可以和排烟系统合用,系统设置时应满足排烟系统的运行要求。 

  餐饮厨房的通风应考虑房间全面排风、炉灶位置的局部排风,当自然通风无法满足要求时厨房还应考虑补风及燃气泄露时的事故排风。厨房排风应进行准确计算,在没有准确计算条件时排风量可以按以下换气次数进行估算:中餐厨房 40~60次 / 小时;西餐厨房 30~40 次 / 小时;职工餐厅厨房 25~35 次 / 小时计算。厨房通风应采用直流式系统,补风量宜为排风量 80%~90% 计算。厨房事故排风量按 12 次 / 小时换气次数计算。厨房排油烟管道应设置不小于 2% 的坡度坡向排风罩或排水点,且排油烟管道应设置清扫口。 

  五、商业建筑暖通节能措施 

  商业建筑能耗中,暖通能耗在建筑能耗中占很大的比重,所以暖通系统节能对于降低建筑能耗有很大的作用。设计时应进行详细的冷热负荷计算,根据负荷计算结果选用能效比高的节能设备。冷热源可以采用蓄冷蓄热技术或设计水源热泵、地源热泵等节能措施。另外采用排风余热回收技术、制冷机组冷凝热回收技术,既可以减少对环境的影响,又可以节约能源。 

  六、空调系统的合理分区 

  在商业建筑中,能否正确有效的将空调系统分成合理的区域是关系到设计成果的一个重要指标。通常商业建筑不会超过六层,但是占地面积比较大,在沿街的地方还会设置一些店铺,这样商业街就与卖场入口是直接联通的,一般设为外区,其冷、热负荷需求较大。在商业建筑中基本都设置有地下停车场,在这种区域的照明、温度、设备等都受外界环境的影响较小,可以设置为内区,一般都是内区大于外区。由此可见对于温度的调节就要分开设置,合理回收利用,这也是关键。百货商场的内区一般采用全空气定风量空调方式,而超市的内区由于人员密度的变化则更适合采用变风量空调方式,外区则适合采用风机盘管加新风和VAV带末端加热装置的空调方式。 

  七、辅助设备间的合理布置 

  在商业建筑中对于设备的使用是较多的,所以辅助设备间是需要设置的,主要包括中央控制室、机械室、电气室、制冷机房和换热站等,它的布局是否合理也是关系到商场规划是否合理,辅助设备间的规划合理还能降低建筑工程成本和相关费用。在这其中尤其要注意的是制冷机房和换热站,要求尽可能布置在一个大开间内,并用分隔墙分割成几个相对独立的区域,互相之间既有联系又有区分,这样冷、热源管线之间的连接、调控和维修,尤其是冬季、夏季的系统转换时的调试更加方便。 

  结束语: 

  在我国经济不断发展的新时期,城镇化的不断建设,带动着商业建筑的不断建设,形成了越来越多的商业区,商业区在商业建筑中一般占地面积较大,而且由很多功能不同的区域组合而成,内部设备设施齐全,因此,在这种环境中暖通空调系统的设计、施工直接影响着商业项目的能否顺利进行,关系着经济利益的实现与否,不容忽视。 

  参考文献 

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

  [2] 黄绪镜 . 百货商场空调设计 [M]. 北京:中国建筑工业出版社,1994. 

  [3] 潘云钢 . 高层民用建筑空调设计 [M].北京:中国建筑工业出版社,1999.

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