杭州某商业综合体暖通空调设计

吕恒星

悉地国际设计顾问（深圳）有限公司上海杨浦分公司

1 工程概况

该商业综合体位于浙江省杭州市滨江区，总建筑面积27.2万m2，地上共6层，包含零售、餐饮、影院、冰场、儿童体检、健身中心。地下室共3层，地下1层为超市、设备机房、自行车库、机动车库。地下2、3层为机动车库。

2 冷热源

根据各业态物业管理方不同、使用方式不一致，经与业主协商。商业、超市、影院分设冷热源系统，冷热负荷计算如表1所示：

表1 冷热负荷计算表

2.1 商业冷热源配置

商业包含零售、餐饮、冰场、儿童体检、健身中心。采用冷水机组加锅炉系统。冷源考虑部分负荷分布及机组制冷效率，设置3大1小4台离心式冷水机组，3台7400 kW，1台3800 kW，10 kV供电。热源对承压热水锅炉、常压锅炉、真空锅炉进行对比[1]，如表2所示，根据商业项目的特点，采用真空锅炉，设置3台真空锅炉。健身中心采用商业冷热源，考虑使用时间不一致，预留多联机系统条件。

表2 热源方案对比

2.2 超市冷源配置

超市为内区房间，冬季无制热需求。独立设置制冷机房，只考虑夏季制冷，设置2台830 kW螺杆式冷水机组[2]。

2.3 影院冷热源配置

影院需单独管理，独立设置冷热源。选用2台850 kW风冷螺杆热泵机组，放置影院上方屋顶。避开影厅正上方，防止噪音对影厅造成影响。

3 空调风系统

3.1 空调末端的选择

空调末端的选择需考虑多方面的影响。表3对风机盘管、吊顶空调箱、全空气系统进行了对比[3]。

表3 空调末端对比

本项目空调末端形式如下：

1）300m2以下小商业、后勤走道采用风机盘管加新风系统。

2）300～800m2商业及中庭采用吊顶空调箱加新风系统。

3）800m2以上大商业，超市、影院等主力店采用全空气系统。

3.2 新风取风方式

新风从屋顶取风管井会占用室内部分面积，且容易把屋顶排油烟及汽车尾气（杭州环评有汽车尾车上屋顶的要求）吸入室内。立面百叶取风可避免排油烟及汽车尾气吸入室内，减少了室内管井，但对立面效果有一定的影响。

本项目采用立面百叶取风，外墙与外挂石材间为取风空腔，立面石材集中几处开设百叶，减少对立面的影响，提高室内空气品质，减少了新风管及补风管长度，提高了后勤走道净高。

3.3 冰场除湿

冰场为4～6层，采用转轮除湿。

冰面温度较低，一般为-4℃，而冰面上空温度梯度大，由于对流作用，容易结雾。冰场四周围栏及屋顶内表面受冰面辐射角度大，壁面温度较低，当温度低于室内空气露点温度时，就会结露，形成水滴，产生霉菌，腐蚀壁面[4]。

采用以下方式防止结露产生：1）采用高反射吊棚，如图1所示，降低顶棚冷辐射负荷。2）提高顶棚温度，夏季把室外热空气导入吊棚内部。3）降低室内空气绝对湿度，设置除湿系统。

图1 冰场高反射顶棚

冰场常用的除湿方式有冷冻水冷凝除湿、直接膨胀式除湿、溶液式除湿、转轮除湿。

冷冻水冷凝除湿适合高温高湿环境，能耗较低；直接膨胀式除湿在低温时，衰减很厉害，低温时除湿能力差；溶液除湿在低温时除湿能力强，但需要较大机房，去湿后空气具有腐蚀性且设备投资较高；转轮除湿在低温时除湿能力强，但设备投资较高，能耗较大。

综合考虑，本项目采用转轮除湿。设置6台风量为5000 m3/h的转轮除湿机，吊装于冰场4、5、6层走道，每层2台。转轮除湿后空气温度升高，设置表冷器降温。

3.4 泳场泳池热泵

健身房内有一游泳池，总面积600 m2，水面面积为200 m2，水深为1.5 m。采用泳池热泵，夏季利用空调冷凝热为池水加热，以节约能耗。根据夏季空调制冷量与除湿量选择泳池热泵，能同时满足冬季空气与池水平时加热。因泳池热泵为辅助热源，且无法满足池水初始加热功能，需给排水专业另配置燃气热水炉。

4 空调水系统

因商业最不利环路总长度不超过500 m，采用变流量一级泵系统。

冷冻水系统供回水温度：6/12℃，冷却水供回水温度为：37/32℃，热水供回水温度为50/40℃。

从初投资、管线对净高的影响、内区商业因为招商变动冬季需制热的要求，设置两管制空调水系统，夏季制冷，冬季制热。冬季有供冷需求的内区，采用新风直接导入制冷，并采用适当加热，保证送风温差小于10℃，以防起雾。经校核，商铺与公区新风满足冬季制冷需求。对于冬季内区发散量较大，新风无法满足冬季制冷需求的餐饮，租户可采用多联机制冷。每个餐饮根据招商要求，都预留了多联机条件，防止夏季水系统供冷量不足，冬季需制冷的可能。

商业空调水分集水器设置6个主环路，其中一个主环路专为地下一层商业设置。其它5个环路分别负担地上14组立管，每个环路2到3组立管。

采用水平同程，竖向异程，每层主分支设置静态平衡阀，调节各水路水力平衡。

5 通风与防排烟设计

1）大楼风平衡。厨房设置排油烟与补风系统，油烟与补风系统需联动设置。并联入大楼BA系统，由物业监测。如未设置联动，商业租户为节省运行费用，当排油烟风机开启时，不开设补风机，会把空调冷气抽入厨房，造成冷量不足。且使整栋大楼为负压，冬季一层大门冷风渗透严重。

2）屋顶统一排风。与中庭连通的商业无需每个房间设置排风，可统一在屋顶天窗处设置排风。夏季天窗处温度较高，直接排走较高温度的空气，可减少室内空调能耗。

3）正压送风。楼梯间地上地下合用正压送风，正压送风量为地上与地下送风之和。风机放置于屋顶，可减小管井，减少室内机房面积和系统数量，节约造价。

4）排烟。商业采用竖向排烟系统，风机放置于屋顶。店前走道与中庭一个防火分区，屋顶天窗处设置排烟风机为中庭与走廊统一排烟。此种排烟方式简单，但存在一定风险，当中庭发生火灾时，烟气上升对走廊疏散会产生一定的影响[5]。

每间影院独立设置排烟与补风系统，防止不同影厅之间窜音。

6 燃气设计

燃气主立管上至商业屋顶。主立管为中压燃气，需明敷。靠外墙设置管井，并对外开设百叶。屋顶设置调压箱，调压后燃气通过管井送至各厨房，设置25处燃气管井。管井设置事故通风，最下层开设百叶，屋顶设置事故排风机。风机与燃气泄露报警探测器联锁，当燃气泄露时，事故排风机运行[6]，如图2所示。

图2 燃气立管示意图

7 BIM正向设计

本项目采用BIM正向设计，暖通专业直接采用BIM设计并出施工图。在初步设计阶段，已采用BIM技术进行了净高分析，对于局部结构梁特别大的区域，协调结构专业修改。BIM设计优点如下所示[7]：

1）通过设计阶段就解决大的碰撞问题及净高不足点，避免后期停工返工。

2）二维三维实时显示，三维管线综合后，二维实时显示调整后的平面图，节省了重复出图的时间。

图3 5F局部管线综合模型

3）提高了净高，最大限度压缩了机电空间。在层高为5.4 m，中庭大梁1.2 m，地面面层0.1 m，吊顶装修0.25 m的情况下，保证了中庭净高为3.6 m，实际机电管线高度仅为0.25 m。

4）通过管线综合解决碰撞问题，现场完全按管线综合施工，使施工处于可控状态。

管线综合后5F局部模型如图3所示。

8 设计体会

1）冷热源方案需从技术经济角度、能源利用率、物业管理方式等多方面对比，选出最适合项目的方案。

2）空调末端的选择不仅要满足技术需求，还需满足招商变化的需求。

3）低温时冷凝除湿效果较差，需考虑其它除湿方式，如溶液除湿、转轮除湿，或联合除湿方式。

4）一层冬季冷风渗入较严重，需考虑整栋大楼风平衡，空调末端量也需加大，不能简单的以负荷计算软件算出来的数值选择末端。

5）燃气各个省市要求不一样，项目前期需与燃气公司沟通确定方案，以免影响建筑。

6）BIM越早介入越能发现设计问题，BIM正向设计也是未来的趋势，需重视。