大型商业建筑通风空调设计分析

赵媛媛

济宁市建筑设计研究院，山东 济宁 272100

1 大型商业建筑的概念与特点

商业建筑指主要用于开展各类商业活动的建筑，而大型商业建筑则是一种建筑规模较大并且集商业、办公、文娱、餐饮、居住、旅店、会议、展览等多种功能于一体的商业建筑。大型商业建筑的主要特点是空间大、业态繁多、人流量大，而且各部分之间相互依存、相互裨益，共同形成一个多功能、高效率的整体。大型商业建筑的内部空间可以分为多个部分，其中最主要的是公共性、开放性的公共行走空间以及与公共行走空间相连接的休息空间、内庭、中庭及边庭等活动交往空间。

2 大型商业建筑内部的基本环境要求

2.1 环境温度要求

大型商业建筑是城市居民的重要活动场所，因此必须为人们提供良好的环境温度条件。例如，理论上在冬季大型商业建筑内部的温度需达到16 ～18℃。一方面，由于大型商业建筑内部存在很多处于长时间运行状态的设备，这些设备在运行过程中都会散发出很多的热量；另一方面，由于大型商业建筑中的人流量较大，人们在活动过程中也会产生一定的热量，因此通常其实际冬季温度只需达到15℃即可。当然，这个温度值并非是固定的，在实际大型商业建筑通风空调设计过程中，还需结合室内外的实际温差变化和气温变化情况进行具有针对性的设计，以最大限度地发挥出通风空调系统的作用。

2.2 环境湿度要求

环境湿度是指环境空气中水蒸气的含量比，其直接影响环境的舒适度，故在大型商业建筑通风空调的设计中，需要确保建筑内部环境湿度适宜。如果室内环境相对湿度过高，则会导致机体不能及时散湿，从而影响机体的舒适度；而如果室内环境相对湿度过低，则会导致机体散湿过多，从而造成机体干燥脱水。一般来说，当室内环境相对湿度在50%～60%时，机体自身的蒸发过程可以保持最佳的稳定性，在感觉上也最为舒适，此为最适宜的湿度值。

2.3 环境空气质量要求

空气中除了包含人类赖以生存的氧气，还包含一些污染性气体（如二氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、硫化氯等）和粉尘，并且这些污染性气体和粉尘的含量在大型商业建筑内部环境空气中往往更多。为此，需要通过合理设计通风空调系统来过滤和净化空气，从而改善大型商业建筑内部环境的空气质量。我国对空气污染有着严格的规范和标准，在实际设计中需严格遵循相关规范和标准。由于大型商业建筑中业态繁多，且不同业态空间中对环境空气质量的要求各有不同，因此还需充分结合实际情况和需求来设计具有针对性的通风空调系统。

3 大型商业建筑通风空调设计的要点

3.1 通风空调系统形式选择

在大型商业建筑中的不同空间、不同业态中，往往需选择不同形式的通风空调系统。例如，在大型商业建筑中的步行街，一般会选择吊顶式空调机和独立新风系统；在大型商业建筑中的餐厅、百货卖场、电影院等区域，一般选择低速单风道全空气系统，该系统中的空气处理设备可采用组合式空调机组，因为该机组的气流组织形式以上送下回为主，同时配置粗效过滤设备可用来处理空气中的颗粒，以满足这些区域的空气调节需求；在大型商业建筑中的精品店、KTV 等区域，选择风机盘管和新风式通风空调系统比较适宜；在大型商业建筑中的变配电室、POS 机房、消防控制室等区域，需要选择能保证全天24h 不间断运行的通风空调系统；在大型商业建筑中的物业室和办公室等区域，通常选择独立通风空调系统，一般以风机管盘为主，并根据用户的实际要求进行个性化设计。

3.2 冷热源系统设计

在大型商业建筑通风空调设计中，需要根据实际情况合理设计冷热源系统。在不同空间、不同业态中，冷热源系统设计往往也各不相同。例如，大型商业建筑中百货卖场的冷热源系统设计位置多选择在地下1 ～2 层和地上2 ～3 层，并分别安设1 ～2 台离心式冷水机组、螺杆式冷水机组以及燃气锅炉；大型商业建筑中步行街、精品店等的冷热源系统设计位置多选择在地上2 ～3 层，并结合实际情况安设多台离心式冷水机组与燃气锅炉，如果是在冬季，还可以启动冷却塔供冷系统；大型商业建筑中餐厅的冷热源系统设计位置多选择在地上3 ～4 层，并结合实际情况安设多台离心式冷水机组、螺杆式冷水机组以及燃气锅炉。

3.3 通风及排烟设计

在大型商业建筑通风空调设计中，需要做好建筑内部的通风及排烟设计工作。为保证通风畅通，多选择双风机整体组合式空调器，并充分结合建筑内部空间结构特点、负荷情况以及建筑周围的气候变化等合理调节新风比。在通风及排烟设计中，应充分考虑季节问题，根据季节的不同合理调节新风量和排风量，而且为提升设计效果，宜分别选择风机。在大型商业建筑中的大部分公共区域中，应结合空间结构特点合理确定排风口和风机的位置，一般以中庭上空为排风口的最佳位置，以商场屋面为风机的最佳位置。另外，在大型商业建筑中的不同空间、不同业态中，往往需要进行不同的通风及排烟设计。例如，在大型商业建筑中的餐厅中，通常安装有排风系统、送风系统及油烟系统，个别涉及煎、烧、烤、蒸等烹饪工艺的餐厅中还会安装排油烟系统和燃气系统，在这些系统的设计中均需要合理计算换气次数、总排风量、总补风量等，并对气流问题进行有效分析，保证烟气能够顺利排出；在大型商业建筑中的步行街、百货卖场、电影院、精品店等区域，一般选择机械排烟系统，并结合实际情况准确计算排风量，在计算时一般以新风量的80%为基准；在大型商业建筑中的厨卫间、垃圾房等区域，通风及排烟设计时应注意与相邻区域之间维持一定的负压，目的是避免发生串味；在大型商业建筑中的地下车库，必须根据具体的防烟分区来进行排风排烟系统设计。

3.4 通风空调自控系统设计

通风空调自控系统可以实现对风机的自动化控制，从而更好地保证通风空调系统的正常稳定运行。大型商业建筑通风空调自控系统设计的内容较多，需要有效掌握运转设备及模式。一般可采用多工况空调运行模式，对风机和电动阀门进行自动化控制，以提高通风空调系统运行效率，降低系统运行能耗，保证系统运行安全。同时，还需要实时监测回风管和排风管的运行状态，利用传感器监测其温度、湿度等相关参数信息。在回风管中准确安装电动二通阀门，以保证系统运行的稳定性。另外，一般还需要对风机盘管的三速开关与电动二通阀门进行综合分析，结合三速开关合理设定风量，利用温度控制器合理调节电动二通阀门的运行状态。

4 大型商业建筑通风空调的节能设计方法

4.1 合理设计气流模式

可以在大型商业建筑中应用分层空调，以出风口的中心作为侧面供气的接口，将多功能孔垂直分为上部非空调区和下部空调区两部分，由室内热源形成的浮力作为地板供气驱动，形成一种自下而上的气流模式，以实现节能效果。

4.2 合理设计水力平衡

在大型商业建筑通风空调设计中，水力平衡设计是一种有效的节能手段。在设计前需要先准确计算水力平衡，再依照水力平衡要求和建筑供应系统调节需求来选择适宜的平衡阀、节流阀等装置，并确保每个回路中的水和空气量满足相关压力需求。

4.3 合理应用地源热

近年来，地源热泵技术在通风空调工程中得到了十分广泛的应用。地源热泵技术是一种将低品位热能转换为高品位热能的技术，也是利用地下浅层地热资源来同时实现供热、制冷两项功能的高效型、节能型、环保型空调系统。地源热泵技术所应用的地热资源属于可再生能源，故该技术同时具有节能和减排效果。并且，地源热泵技术在管理过程中也无需燃烧燃料，对能源的需求较小。地源热泵的类型较多，地埋管最为常见，它是由埋管和换热器两部分组成，可通过介质循环实现传热。在夏季时，可以利用地源热泵将室内的热量取出并释放到土壤中，同时保证地下温度的常年均衡；而冬季时，则可以再把土壤中的热量取出来，用以进行室内采暖。

4.4 合理应用各种新型节能技术

为了使大型商业建筑通风空调系统拥有更好的节能效果，在其设计中应合理应用各种新型节能技术，如余热循环技术、热回收技术、蓄能空调技术、冷热电三联供技术等。以余热循环技术为例，该技术主要应用了热传递原理，可与循环系统相结合而使余热从某部分传递到其他部分，以降低通风空调系统运行能耗。

5 结束语

综上所述，由于大型商业建筑空间大、业态繁多、人流量大，因此对通风空调设计的要求也很高，必须保证建筑内部环境温度、湿度及空气质量达到相关要求。在实际设计中，重点需把握好通风空调系统形式选择、冷热源系统设计、通风及排烟设计、通风空调自控系统设计等要点，另外还要进行有效的节能设计。