某大型商业综合体的暖通空调设计

胡晨炯

(广州市设计院，广州510620)

1 项目概况

某大型高端商业综合体坐落于广州市天河路与天河东交界外西北角，东为天河东路，南面天河路，西面为规划路，北为华文街。本工程为大型综合式建筑，主体建筑可分为五个组成部分，包括:1栋212m高的39层办公楼(下称办公楼一);1栋160m高的28层办公楼(下称办公楼二)，其中最顶上的8层为一精品酒店;一座131m高的28层五星级酒店(下称酒店A);以及一座8层的文化中心。各组成部份分别位于用地的四角，利用裙楼商场将各部份联合在一起。裙楼商场包括两层地上层，两层地下层，还有两层地下车库及装卸货区/机电房。三层裙楼天面为一公众文化广场。建筑物东西长约270m，南北长约150m，总建筑面积457584m2，总高度为211.95m。属于一类高层建筑。本文对其中央空调的冷热源系统、空调风系统、空调水系统、消防防排烟系统和工程特色进行介绍和总结，以期为大型综合体建筑的暖通空调设计提供参考。

2 空调冷热源

2.1 空调系统

本项目采用集中制冷系统，制冷机房位于地下四层，负担办公楼一、办公楼二、酒店A以及裙楼商业部分的空调负荷，总冷负荷为52700kW。共设置6台2000冷吨，4台700冷吨水冷离心式制冷机。冷冻水供/回水温度为7℃/14℃。另安装两台1758kW的水－水热泵，将制冷机组冷凝器排出的部分冷凝热量回收，作为酒店A生活热水系统预热用。

2.2 采暖系统

办公楼一、二以及裙楼商业部分冬季不设采暖系统。

五星级酒店的总热负荷为1463kW，由位于酒店A屋顶锅炉房的蒸气锅炉供给，经热交换器及水泵循环到各空调机组及风机盘管。冬季热水供回水温度为60℃/50℃。

位于办公楼二顶层的精品酒店热总热负荷为483kW，空调热源由位于酒店屋顶锅炉房的常压热水锅炉供给，经热交换器及水泵循环到各空调机组及风机盘管。

3 空调水系统

冷冻水采用两管制及一次泵变流量系统，在供回水总管设置流量旁通装置，并按裙楼、办公、酒店等功能分区分了多个供回水分支路，在各支路的回水管上设平衡阀，保证其流量满足设计要求。其中办公楼一存在设备承压问题，在其29层设置板式热交换器进行上下分区。酒店空调水系统除酒店后勤区采用两管制外，其余均为四管制系统。空调供热水系统利用顶层膨胀水箱作补水、定压用。

4 空调风系统

4.1 办公楼

办公楼一、办公楼二的办公层、电梯大堂、走道及公众区域等采用单风道变风量VAV系统，新鲜空气由室外引入，经过置于避难层的带转轮式热交换器的中央变风量新风处理机处理后配送至各层，并于每层设置变风量空气处理机组，新风与回风混合处理后，送至环形主送风管。经各支干管送至变风量末端设备。

4.2 裙楼

裙楼商场的公共回廊、主力店等采用定风量全空气系统;小商铺采用风机盘管加新风系统。为减低空气处理机组的噪声和振动对人员及租户的影响，以及争取商业价值的利益最大化，所有商场裙楼的空调机房设于地下四层。

4.3 酒店

酒店裙楼的大空间采用定风量全空气系统;电梯前室及客房、服务房等采用风机盘管加新风系统，新风处理机组设置于设备层及避难层。

5 消防防排烟系统

5.1 办公楼及酒店

1)防烟楼梯间、消防电梯前室均设置机械加压系统。

2)办公楼及酒店标准层:严格按照《高层民用建筑设计防火规范》执行。办公区内及内走道设机械排烟系统，其排烟量按最大防烟分区每m2不小于120m3/h进行计算。

3)酒店裙房部分，对于面积超过100m2的地上无窗房间及长度超过20m的无可开启外窗的走道，和房间总面积超过200m2或一个房间面积超过50m2的地下功能房，设置机械排烟系统。

5.2 商业裙楼

1)公共回廊、中庭及商铺各自设置独立机械排烟系统:

a:依据消防性能化报告，地下二层至二层回廊为一个防火分区，回廊最大防烟分区面积为1000m2。回廊与中庭利用挡烟垂壁进行防烟分区分隔，每个防烟分区小于1500m2，挡烟垂壁设在回廊天花板下方500mm，以在各防烟分区形成储烟仓。于回廊部分设机械排烟系统，按60 m3/(h·m2)计算。为节省空间利用空调送风管作为消防补风风管，空调回风管作为消防排烟管，排烟风机设置在裙楼高位，于地下室空调机房内提供消防补风机，补风量按排烟量的50%计算。示意图见图1。

b:小商铺设置排烟系统，按最大防烟分区按120 m3/(h·m2)计算，空调新风管在消防状态下作为消防补风管，消防补风风机设置在地下空调机房内，独立设置排烟风管，排烟风机设置在裙楼高位。示意图见图1。

c:中庭设置机械排烟系统，按6次换气次数执行。

2)安全走廊、防烟楼梯间设置加压系统，确保消防安全。依据消防性能化报告商场内走廊视为安全走道，该走廊设置加压送风系统，以满足防排烟要求。

3)除以上部分，其余裙楼部分按防火分区划分，对面积超过100m2的地上无窗房间及长度超过20m的无可开启外窗的走道，和房间总面积超过200m2或一个房间面积超过50m2的地下功能房，设置机械排烟系统。

图1 空调系统示意图

6 工程特色及技术创新

6.1 空调系统采用集中式冷源

本项目采用集中制冷系统，空调主机房位于地下四层，共设置6台2000冷吨，4台700冷吨水冷离心式制冷机作为整个项目之冷源。冷源集中设置，一方面，可平衡各单体建筑物之间在功能上、同时使用时间上的冷负荷要求，在一定程度上，可以使得系统的工作曲线维持一个比较平缓的模式，从而使系统可以实现一个较高的运行能效。另一方面，集中式冷源，有利于运行及维修管理，避免了各单体建筑物重复设置独立的制冷机房、控制室等，增加了建筑物的使用面积。

6.2 空调冷冻水系统采用大温差、一次泵变流量系统

由于本项目建筑面积较大，建筑物东西长约270m，南北长约150m，冷冻水输送距离较远。本项目的冷冻水系统采用大温差的设计，供/回水温度为7℃/14℃。供/回水温差加大后，减少了冷冻水的循环水量，大大节省了冷冻水泵的输送能耗并从系统设计上避免了小温差状况的出现。

冷冻水系统采用一次泵变流量系统，于供水管及回水管上设置流量计及温度传感器以监视和控制制冷机组开关数量。冷冻水系统由12台 (2台备用)并联的变水量水泵组成，将冷冻水压送至各个区域各层之空调机组、新风机组及风机盘管。

当冷负荷变动时，相应的安装在空调机组/风机盘管上的二通阀自动作出调节改变流量。安装在冷冻水系统的压差感应器控制相应冷冻水泵的变频器以适应需要的流量波动。同时安装在冷冻水系统的流量及温度感应器探测到所需的冷负荷，回馈控制信号，通过群控系统控制制冷机及相应水泵的台数，有效的节省空调运行能耗。

6.3 冷却水热回收系统

常规的空调系统中，制冷机组冷凝器排出的热量通过冷却塔释放到大气中，这部分的热量被白白浪费。本项目中，冷却水系统安装两台1758kW的水－水热泵，一部分冷却水在进入冷却塔之前，先经过水－水热泵机组，热泵机组通过回收制冷机组的部分冷凝热量，用于加热生活热水，作为酒店A生活热水系统预热用;冷却水经过热回收后，温度降低，与其余冷却水混合后，再通过冷却塔散热。

冷却水热回收系统不但可以实现废热利用，减少冷凝热对环境产生的热污染，减少冷却塔的运行费用和噪声;同时，利用废热作为生活热水系统的预热，减少了锅炉的蒸汽消耗量，节省了能耗。

6.4 办公楼排风系统采用热回收、空调末端采用单风道变风量系统

高端办公楼很多都采用全空气变风量空调系统，它具有以下优点:(1)区域温度可控;(2)空气品质高，室内相对湿度抵，热舒适性好，(3)部分负荷时，可变频调速，节能效果好等特点。本项目办公层采用的是单风道的变风量系统，新鲜空气由室外引入，经过设置在避难层的带转轮式热交换器的中央变风量新风处理机处理后，再经由竖管按通风要求配送至各层，并于每层设置变风量风箱控制新风量以实现风平衡。每层设两台变风量空调机组，空气经空调机组处理后，送至环形主送风管。经各支干管送至变风量末端设备。

6.5 与建筑、装修的完美配合

1)空调机房的布置遵循与环境协调、与建筑协调、减少输送能耗和节约用地资源的原则。为减少空调设备噪声和振动对环境的影响，以及争取商业价值的利益最大化。因此，所有商场裙楼的空调机房设于地下四层。新风将由室外引入，经竖管送至各空调机房处理后，由送风管井引至各区域。由于空调末端风系统输送作用半径较大，风机均采用高效风机，总效率达79%以上，满足节能要求。集中式空调机房的设置为空调系统的运行管理带来了便利，既满足风系统输送能耗的要求，同时提高了地上商业部分的使用面积，减少了空调系统运行、维修对人员及租户的影响。

2)地下送排风管井地面开口百叶与景观园林、建筑有机地融合为一体，既美观协调，又解决噪声对环境的影响。

7 结语

此商业项目已竣工验收合格并于2011年交付业主使用。空调通风系统在冬季和夏季均正常运行，室内环境参数包括温度、湿度、新风、噪声和空气品质等都达到设计要求。空调机房集中式布置在地下四层，噪声、振动得到了很好的控制，为管理、维修等工作带了便利，为裙楼的商铺、餐厅等提供了良好的经营环境。在设计中，贯穿以人为本、节能环保、节约用地的理念，可供今后同类商业综合体设计参考和借鉴。

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