**购物中心空调通风设计
一、工程概况
**物中心位于福州市商业黄金地段-----东街口，是集购物、餐饮、休闲、办公于一体的大型商贸中心。繁华的商业氛围，浓厚的“三坊七巷”人文背景，严谨而浪漫的构图，成就了其在福州商业建筑景观中的重要地位。
图1 **物中心外景
该中心规划用地9547? ，总建筑面积45376? ，地上11层，地下2层，建筑总高39.9m 。各层功能划分:地下2层为汽车库、设备用房及储物库，面积5529? ，汽车库战时转换为三个人防隐蔽单元; 地下1层为超市，面积5529? ，局部夹层为自行车、摩托车库，面积880?; 地上1-6层均为商场，面积24094?;7层为茶座、风味小吃，面积2646?;8-11层为办公室(不设集中空调) ，面积5537? 。裙房部分规划限制高度不能超过24m ，而业主要求必须设计6层，故商场各层层高远小于同类建筑。
该中心2000年设计，2001.8.17竣工，投入使用后获得各方好评。 二、空调设计标准
空调室内设计参数见表1。
夏季室内设计参数表1
温度 湿度 新风量 人员密度
房间类型
3? % m/p.h P/?
地下1层超市 26,28 55,70 12 5
商场营业厅 26,28 55,70 15 0.4,0.6
茶座 25,27 55,65 25 0.45
风味小吃 25,27 55,65 20 0.55
;2层为0.5;3、4层为0.45; 注:商场营业厅依不同层人员密度分别取值:1层为0.6
5、6层为0.4。
三、空调通风系统
1、空调冷负荷
根据平面功能进行冷负荷计算，并综合了调研的类似已运行工程，最后确定空调制冷机总计算冷负荷为5600KW 。各主要类型房间平均冷负荷见表2。
房间平均冷负荷表2
房间类型 q(w/?) 房间类型 q(w/?)
地下1层超市 270 1层商场 330
2、3、4层商场 290 5、6层商场 290
茶座 320 风味小吃 350
2、冷源设备
考虑该中心位于黄金地段，不允许设备用房占用过多面积，仅设计夏季舒适性空调; 除地下超市24小时营业外，其他各层使用时间相近，空调负荷相对集中，设计冷源采用电制冷方式，选用特灵离心式和螺杆式冷水机组，不同机型大小搭配，依空调负荷的变化，机组按下列模式投入运行:一台螺杆式机组? 一台离心式机组? 一台离心式机组加螺杆式机组? 二台离心式机组? 全部机组运行。
3、空调水系统
考虑空调末端以低速全空气系统为主，供水范围集中，水阻力较稳定，且冷水机组大小搭配，适应负荷能力强，确定空调水系统采用一次泵系统，垂直同程、水平异程方式。配7
3300m/h冷却塔二台，300m/h冷却塔一台。大小冷水机组的冷水泵、冷却泵均分别设置，机、泵、塔一一对应。冷却塔放置在屋面，膨胀水箱不锈钢板制作，放置在9层。
空调水系统按垂直分区，分四路供、回水，主立管均设在空调机房内，各层根据使用情况独立开关。垂直分区大大减少了横向水路，节省了投资，缓解了商场层高不足矛盾; 而垂直同程，简化了水路，增强了系统水力稳定性。空调水系统原理示意图2。
图2 空调水系统原理示意图
4、空气处理系统
该中心商场连续七层，面积近 30000?，又处繁华商业区，客流多，装修标准高，大部分商场层高仅3.8m 。为了解决空气处理系统与层高的矛盾，经工程调研、与业主，装修设计师反复沟通及多方案比较，设计确定采取下列措施:采用低速全空气系统，利用商场边角靠外墙位置设空调间，分层分区设置空气处理系统; 空调箱以落地柜式机为主，吊挂机为
3辅，一层面积商业价值高，不设机房，采用3000-5000m/h吊挂机，另加新风机，吊挂机回风口设消声静压箱; 空调风管沿商场人流干道敷设，侧送侧回，提高了非风管区域层高; 选用部分高排数(6-8排) 空调箱，以加大冷风比，提高处理焓
差、降低室内空气湿度，减小了空调箱占用面积，压缩管道空间。上述的措施满足了系统过渡季加大新风比、加大排风量的要求，降低了系统噪声和凝结水隐患，又缓解了层高不足矛盾，并在系统运行中发挥了积极的作用。典型空调风系统布置平面示意见图3。
图3空调风系统布置平面示意图
七层茶座四周为大玻璃，空调负荷大且随气象条件波动，除设置低速全空气系统外，另设置部分落地式风机盘管，以灵活适应负荷的波动。
四、通风防排烟系统
1、空调区域通风
为避免空调与通风系统管路的交叉，利用贯通地下一层到六层的中庭进行商场中心排风，每层设排风口。选用变频风机，夏季低速排风，过渡季则逐步加大排风量。在各层商场周边还设小型机械排风系统，各层公共卫生间设垂直机械排风系统。
2、地下二层通风
地下二层车库、设备用房及储物库设完善机械送、排风系统。风量为:车库排风6h-1, 送风5h-1; 设备用房排风8-20h-1，送风6-15h-1; 储物库排风8h-1，送风6h-1。
3、人防单元通风
地下二层车库战时转换为二个六级、一个五级人防掩蔽单元，单元内设清洁式、滤毒式、隔绝式通风系统。清洁式、滤毒式均采用机械进风，全工事超压排风，并满足防毒通道30-50h-1换气次数和不小于3-6h 隔绝防护时间的要求。
4、消防防排烟
地下二层均设排烟系统，排烟利用平时排风管路，配置低速高温风机，既符合消防规范
3要求，又降低了平时排风噪声。车库排烟量为6h-1，设备用房和储物库为60m/h. ?。排烟时利用平时送风系统补风，送风量不小于排烟量的50%。
3 地下一层超市划分6个防烟分区，并在区内设置排烟系统，排烟量按
60m/h. ?确定。平
时排风系统火灾时自动转换为排烟系统，而排烟补风则利用空调回风管路，火灾时通过相应电动风阀自动切换。
中庭设二个排烟系统，每层设排烟口。排烟系统与平时排风系统共用，火灾时变频风机高速运行排烟，排烟量按中庭容积4h-1确定。
38层以上内廊设机械排烟系统，按120m/h. ?确定排烟量，每层设板式排烟口。
防烟楼梯间和前室分设独立加压送风系统。楼梯间隔层设百叶风口; 前室每层设加压送风口，每三层组成联动单元，并与系统自身风机联锁。
五、自控
空调箱和新风机回水管上设电动调节阀，由恒温控制器根据回风或出风温度自动调节进入盘管水量。风机盘管回水管上设电动二通阀，由室内温度控制器控制电动阀开启，恒定室内温度。新风机和空调箱过滤网设置堵塞压差报警装置。
冷冻站供、回水缸之间设置压差旁通装置，自动控制冷水机组的运行台数。在冷却塔供、回水管之间设电动旁通调节阀，保证进入冷水机组冷却水温度不公过低，维持合适冷凝压力。
空调通风系统主要设备均能在控制中心显示开停状态，并实现联锁、联动、报警。 六、几点体会
1、商场人流密度
商场人流密度如何确定, 目前众说不一。《商店建筑设计规范》提出商店营业厅人流密度为0.74人/?，相关资料推荐0.5-1.5人/?[1],而上述指标均未明确其面积是否含柜台或货架的面积。据福州部分商场统计:柜台或货架约占商场其面积的30-40%。因此计算人数时如何确定其面积，这对由人而产生主要负荷的商场空调影响重大。笔者认为:《商店建筑设计规范》提出的人流密度是指峰值日客流量，主要用于确定火灾时疏散通道大小，不宜在空调负荷计算中直接取用; 空调负荷计算是以夏季空调室外计算参数为基础的，而商场客流峰值是出现在初秋或春季; 近几年商家林立，客源分流，强调以人为本，购物场所布局发生新的变化。应引入营业厅有效面积概念(扣去柜台或货架后的面积) ，才能更客观、更合理确定人流密度，达到减小冷量、节省投资的目的。商场空调属于舒适性范畴，人员停留时间短，这样处理笔者认为技术、经济上也是合理、有意义的。当然商场人数还与地段、层数、经营内容及宏观经济形势等有关。
2、商场的空调方式
业主为增加层数而降低层高，并一再要求压缩空调间面积，甚至不给面积的情况，近几年不少工程严重存在。对此部分设计者无奈地选择了风机盘管加新风的空
调方式，此种方式的弊病和隐患，已是暖通界共识的。实践后笔者认为:根据工程具体情况，与业主、装修设计师充分沟通，利用边角布置空调间，是可以实现更为合理的低速全空气系统方案。达到既有效缓解机房面积与商业面积、管道与层高的矛盾，又解决了过渡季新风和凝结水排放、提高空气品质的目的。本中心商场层高
3.8m ，采用落地柜式空调箱，空调机房约占商场面积1.7%，营业厅非风管区吊顶底高度3.1m ，风管区最低处也达2.8m ，使用后业主、装修设计师、顾客均感满意。
3、高排数空调箱
高排数空调箱，处理空气焓差大、去湿能力强、冷风比高、同样冷量机型小，这些特性特别适合于层高不足、人流密度高的商场空调。而对高排数空调箱存在缺陷的顾虑又往往使设计者不敢采用。笔者认为只要针对性采取措施，如选用优质产品、降低系统风阻和设备余压、尽量选用双风机空调箱、限制选用大风量吊挂机、设消声器或静压箱、加大滴水盘等，是可以扬长避短放心采用的。当然，高排数空调箱应用于人流密度低的商场，由于室内空气热湿比ε大，可能使得室内换气次数太小，难以满足设计要求。据笔者对商场室内工况分析、计算，ε值在5000-700kj/kg范围内，采用高排数空调箱较为适合。
4、空调末端的配置
因经营内容的变化和市场激烈的竞争，商场的装修常常发生变化。而经营内容和装修的变动，使得空调负荷也随着客流量发生相应的变化，如服装区与化妆品区，它们的空调负荷及蓄冷能力显然是不一样的，笔者认为设计者在配置空调末端设备时应充分考虑商业建筑这一特点，配置的末端设备要有针对性、准确性，又要有一定的灵活性。本中心空调末端设备与冷水主机的比值为1.32:1，笔者认为这样既可满足现有使用要求，又能适应今后商场变化的需要，这样的比值对于像福州这样中型规模的城市是合适的。
乌鲁木齐四种冷源空调系统的运行费用比较
乌鲁木齐地区室外气候特点是,1、夏季空调系统运行时间不长, 最热月平均温度23.5?, 、冷负荷相对不是很大, 室外空气干燥, 最热月14时平均室外相对湿度31%,,每天昼夜温差较大, 没有新风冷负荷(室外计算湿球温度TWS=18.5?),2、冬季属严寒地区, 空调系统运行时间长, 设计计算用采暖期天数177天,, 热负荷较大, 尤其是新风负荷较大, 冬季
空调室外计算温度-27?, 。因此, 乌鲁木齐地区的空调系统设计选用就应特别关注冬季经济使用情况。由于各地气侯特点、能源特性及其价格、空调制冷系统自身特性的不同等, 不同冷源空调系统在不同地方使用, 它们的运行费用是不一样。相对于某地一个确切的工程, 可以有多种系统选择, 但是只有经过具体计算、比较、分析才能为此工程选出最恰当的系统。这是许多用户最为关心的, 是一个工程好坏的关健。
1、设计条件与依据
1,1、乌鲁木齐某商业建筑物, 面积10000.0m2, 商场内共有人员4500.0人,0.45人/ m2 ,。
1,2、乌鲁木齐夏室外空调空气参数,,1, 、夏季, 干球温度34.1?, 湿球温度18.5?, 含湿量,8.4g/kg,室外空气焓值56kj/kg.,
,2, 、冬季, 干球温度-27?, 相对湿度80%,
室外空气焓值-26.6kj/kg。
1,3、室内空气状态参数,,1, 、夏季,tn=25?,ф=55%,in=56.6kj/kg, ,2,、冬季,tn=22?,ф=40%,in=40.8kj/kg。
1,4、夏季, 冷负荷指标120w/ m2,冷负荷1200kw, 含湿量,0.3g/kg, 湿负
荷,736kg/h,热湿比, ε=5870.0kj/kg,
冬季, 围护结构热负荷指标80w/ m2,围护结构热负荷,800kw
, 不包括新风负荷,, 湿负荷,600.0kg/h,
热湿比, ε=-4800.0kj/kg。
1,5、热媒供回水温度, 夏季,7~12?,冬季,60~50?。
1,6、夏季空调系统为全新风全空气系统, 冬季时, 空调系统为全空气系统, 其中新风量占总风量15%,305000*0.15=45750,m3/h,,对应新风负荷748.9 kw (二级蒸发冷却空调系统的新风量也一样) 。
1,7、天然气低位发热量8600kcal/m3,乌市天然气价,1.34元/ m3。 1,8、乌市用水价格, 商业用水2.33元/立方米, 办公、民用、工业用水1.53元/立方米。 1.
9、乌市商业电价:,高峰,0.801元/度, 平段,0.535元/度, 低谷,0.272元/度, 商业营业时间按,
10.00~22.00,12个小时计算, 目前, 商业使用实际电价应为,0.560元/度, 办公电价:,高峰,0.536元/度, 平段,0.362元/度, 低谷,0.189元/度, 目前, 办公用实际电价应为,0.420元/度。
1,10、乌市城市采暖费: ,22.00元/ m2。
1,11、系统补水泵影响较小, 其能耗忽略不计, 系统漏水量按循环水量的0.5%计。
, 12、地源热泵制冷系统水井井深50米。
2、夏季设计工况
由于, 夏季室内外空气的焓值基本相等, 采用100%的室外新风在不增加能耗的情况下, 有利于室内空气品质改善。在I ——d 图上, 略,, 空气处理过程是, 等湿降温——绝热加湿。通过计算, 对于机械制冷空调系统, 送风状态是, 温度to=14.5?,焓值io=38.3kj/kg,含湿量do=9.3g/kg,总送风量为,L=300000m3/h,直接加湿
量,508.3kg/h,可选择6台50000m3/h的空调机组负责送风, 冷水机组选择2台, 每台制冷量,600kw 。对于二级蒸发冷却空调系统, 间冷效率,IEC, 按65%计, 送风状态
达到,to=16.9?,io=45.5kj/kg,由于室内湿度大, 直冷效率,DEC,80%既可,, 含湿量,do=10.1g/kg,相应的总送风量为,L=464000m3/h,直接加湿量,720.0kg/h,选择6台80000 m3/h空调机组负责送风。 夏季各制冷空调系统耗能、耗气、耗水计算结果表一
耗能、耗水 耗电量 耗气量 耗水量 系统 ,kw, ,m3/h, ,kg/h, 电制冷空调系冷水机组 118*2
统 空调机组 22*6 760
水泵、冷却塔 5,5*2+15*2+15*2 1150+2200
小计 439 0 4112 直燃式制冷空直燃式冷水机组 4*2 45.3*2
调系统 空调机组 22*6 760
水泵、冷却塔 15*2+15*2+5.5*2 1380+2200
小计 211 90.6 3656 地源热泵制冷地源热泵制冷机组 143*2
空调系统 空调机组 22*6 760
24*2+11*2 800+900 冷水泵、冷却水
提升泵
小计 488 0 2460 二级蒸发冷却送风机 30*6 空调系统 二次风风机 5.5*6 循环水泵 (1.1+1.5)*6 1080+2400
小计 228.6 0 3480 夏季设计计算结果一览表表二
总耗电量(元/h) 结果 天然气 总耗水量 总耗电、 四种系统 系统 (元/h) 气、水耗费用 (元之间关系 总耗量
/h)
(元/h)
245.8 0 9.6 255.4 1,0 方案 电制冷空调
1 系统
方案直燃式制冷118.2 121.4 8.5 248.1 0.97 2 空调系统
方案地源热泵制273.3 0 5.7 279.0 1.10 3 冷空调
系统
方案二级蒸发冷128.0 0 8.1 136.1 0.53 4 却空调
系统
3、夏季设计工况下结论
3,1、通过对表中数据分析, 电制冷空调系统电耗占总成本98%,水耗只占2%。而在电耗中, 冷水机组电耗占53.8%,水系统设备电耗占16.2%,空气处理机组电耗占30%。 3,2、对直燃式制冷空调系统, 按当前各种能源价格, 系统电耗占总成本
52.6%,天然气占总成本45.3%,水耗只占2.1%。而在电耗中, 直燃式冷水机组电耗占
3.9%,水系统设备电耗占33.6%,空气处理机组电耗占62.5%。
3,3、地源热泵制冷空调系统, 通过对表中数据分析, 系统电耗占总成本98.3%,水耗只占1.7%。而在电耗中, 冷水机组电耗占58.6%,水系统设备电耗占14.3%,空气处理机组电耗占27.0%。虽然, 热泵机组耗电占系统较大比重, 但地下水位不能太深,H?60米,, 否则会对系统电耗影响较大, 因为N=kQH,如, 某工程井深280米, 比设计井深大5倍, 则对应深井泵的总能耗将增加约200kw, 水系统设备电耗占总系统电耗也大幅增加24%,。此外, 考虑深水井的造价较高, 一般650元/米左右,, 工程上往往只打一口取水井, 这样冷却水提升泵只设一台, 热泵机组也应设一台, 不然如设二台热泵机组, 部分负荷时, 运行一台热泵机组工作, 匹配的冷却水提升泵能耗会过大。
3,4、二级蒸发冷却空调系统, 是几种空调系统中运行费用最经济的一种, 这是其利用天然冷源的机理决定的。主要运行成本也是电耗, 占96.4%。
3,5、在电制冷与直燃式机械制冷空调方式对比中, 电价和气价不同决定了二种制冷空调方式运行费用的高低。经推导可得出电价气价关系为,X=2.9Y,比如, 当气
价为,X =1.34元/ m3时, 电价为,Y=1.34/2.9=0.46元/度, 二种制冷空调方式的运行费用相当, 如电价高于0.46元/度, 则电制冷空调的运行费用就会高于直燃式机械制冷空调。 4、冬季运行费用
依据上述设计条件, 空调系统冬、夏季送风量相同,L=305000m3/h,仍由6台50800m3/h的空调机组负责送风, 冬季新风量占总风量15%,新风量45750,m3/h,,新风负荷748.9kw, 围护结构热负荷,800kw, 总空调热负荷1548.9 kw湿负
荷,600.0kg/h,热湿比, ε=-4800.0kj/kg。在I ——d 图上, 略,, 空气处理过程是, 新风予热——新风与室内回风混合——再热。送风状态是, 温度to=34.7?,焓值io=51.7kj/kg,含湿量do=6.5g/kg。对于二级蒸发冷却空调系统, 其送风量
为,L=432000m3/h,由6台72000 m3/h空调机组负责送风, 经计算, 送风状态为, 送风温度to=31.3?,焓io=49.3kj/kg,含湿量do=7.1g/kg。热水循环流量,133.2 m3/h。
冬季各制冷空调系统耗能、耗水计算结果表三
系统 耗能、耗水设备 备注 供热 耗电量 耗气量 耗水量
方式 ,kw, ,m3/h, ,kg/h,
电制冷城市集 0 500 一次水未能换热器、二次水
空调系中供热 耗考虑
水处理、水泵
统
空调机组 22*6+0.55*6 0 160
小计 135.3 0 660.0
燃气炉燃气炉 1.5*2 88*2 0
自供热 水处理、循环水泵 0 500 7.5*2+2.2*0.3
+1.5*0.2
空调机组 22*6+0.55*6 0 160
小计 154.3 176 660.0 直燃式高发加直燃式冷水机组 4.0*2 93*2 0 空调系大直燃空调机组 22*6+0.55*6 0 160 统 机组供水处理、循环水泵 0 500
7.5*2+2.2*0.3
热
+1.5*0.2
小计 159.3 186 660.0 地源热地源热地源热泵制冷机组 220*2 0 0 泵空调泵机组空调机组 22*6+0.55*6 0 160 系统 供热 24*2+7.5*2 0 900 冷水泵、冷却水
提升泵
小计 638.3 0 1060.0
二级蒸城市集送风机 15.0*2*6 0 发冷却中供热 循环水泵 0.75*6 0 200 直接加湿 空调系换热器、二次水水处理、 0 500 统 水泵
小计 184.5 0 700.0
燃气炉燃气炉 1.5*2 88*2 0
自供热 水处理、循环水泵 0 600 7.5*2+2.2*0.3
+1.5*0.2
空调机组 15*2*6+0.75*6 0 200
小计 238.5 176.0 800.0 冬季各系统一小时运行费用的结果表四
参数 供热 总耗 天然气 总耗水量 总耗电、气、水耗用 四种系统 系统 方式 总耗量(元(元/h) (元/h) 之间关系 电量
/h)
(元/h)
电制冷空调75.8 0 1.53 77.9+1.53+101.9=179.2 1,0 集中
系统
**购物中心空调通风设计
一、工程概况
**物中心位于福州市商业黄金地段-----东街口，是集购物、餐饮、休闲、办公于一体的大型商贸中心。繁华的商业氛围，浓厚的“三坊七巷”人文背景，严谨而浪漫的构图，成就了其在福州商业建筑景观中的重要地位。
图1 **物中心外景
该中心规划用地9547? ，总建筑面积45376? ，地上11层，地下2层，建筑总高39.9m 。各层功能划分:地下2层为汽车库、设备用房及储物库，面积5529? ，汽车库战时转换为三个人防隐蔽单元; 地下1层为超市，面积5529? ，局部夹层为自行车、摩托车库，面积880?; 地上1-6层均为商场，面积24094?;7层为茶座、风味小吃，面积2646?;8-11层为办公室(不设集中空调) ，面积5537? 。裙房部分规划限制高度不能超过24m ，而业主要求必须设计6层，故商场各层层高远小于同类建筑。
该中心2000年设计，2001.8.17竣工，投入使用后获得各方好评。 二、空调设计标准
空调室内设计参数见表1。
夏季室内设计参数表1
温度 湿度 新风量 人员密度
房间类型
3? % m/p.h P/?
地下1层超市 26,28 55,70 12 5
商场营业厅 26,28 55,70 15 0.4,0.6
茶座 25,27 55,65 25 0.45
风味小吃 25,27 55,65 20 0.55
;2层为0.5;3、4层为0.45; 注:商场营业厅依不同层人员密度分别取值:1层为0.6
5、6层为0.4。
三、空调通风系统
1、空调冷负荷
根据平面功能进行冷负荷计算，并综合了调研的类似已运行工程，最后确定空调制冷机总计算冷负荷为5600KW 。各主要类型房间平均冷负荷见表2。
房间平均冷负荷表2
房间类型 q(w/?) 房间类型 q(w/?)
地下1层超市 270 1层商场 330
2、3、4层商场 290 5、6层商场 290
茶座 320 风味小吃 350
2、冷源设备
考虑该中心位于黄金地段，不允许设备用房占用过多面积，仅设计夏季舒适性空调; 除地下超市24小时营业外，其他各层使用时间相近，空调负荷相对集中，设计冷源采用电制冷方式，选用特灵离心式和螺杆式冷水机组，不同机型大小搭配，依空调负荷的变化，机组按下列模式投入运行:一台螺杆式机组? 一台离心式机组? 一台离心式机组加螺杆式机组? 二台离心式机组? 全部机组运行。
3、空调水系统
考虑空调末端以低速全空气系统为主，供水范围集中，水阻力较稳定，且冷水机组大小搭配，适应负荷能力强，确定空调水系统采用一次泵系统，垂直同程、水平异程方式。配7
3300m/h冷却塔二台，300m/h冷却塔一台。大小冷水机组的冷水泵、冷却泵均分别设置，机、泵、塔一一对应。冷却塔放置在屋面，膨胀水箱不锈钢板制作，放置在9层。
空调水系统按垂直分区，分四路供、回水，主立管均设在空调机房内，各层根据使用情况独立开关。垂直分区大大减少了横向水路，节省了投资，缓解了商场层高不足矛盾; 而垂直同程，简化了水路，增强了系统水力稳定性。空调水系统原理示意图2。
图2 空调水系统原理示意图
4、空气处理系统
该中心商场连续七层，面积近 30000?，又处繁华商业区，客流多，装修标准高，大部分商场层高仅3.8m 。为了解决空气处理系统与层高的矛盾，经工程调研、与业主，装修设计师反复沟通及多方案比较，设计确定采取下列措施:采用低速全空气系统，利用商场边角靠外墙位置设空调间，分层分区设置空气处理系统; 空调箱以落地柜式机为主，吊挂机为
3辅，一层面积商业价值高，不设机房，采用3000-5000m/h吊挂机，另加新风机，吊挂机回风口设消声静压箱; 空调风管沿商场人流干道敷设，侧送侧回，提高了非风管区域层高; 选用部分高排数(6-8排) 空调箱，以加大冷风比，提高处理焓
差、降低室内空气湿度，减小了空调箱占用面积，压缩管道空间。上述的措施满足了系统过渡季加大新风比、加大排风量的要求，降低了系统噪声和凝结水隐患，又缓解了层高不足矛盾，并在系统运行中发挥了积极的作用。典型空调风系统布置平面示意见图3。
图3空调风系统布置平面示意图
七层茶座四周为大玻璃，空调负荷大且随气象条件波动，除设置低速全空气系统外，另设置部分落地式风机盘管，以灵活适应负荷的波动。
四、通风防排烟系统
1、空调区域通风
为避免空调与通风系统管路的交叉，利用贯通地下一层到六层的中庭进行商场中心排风，每层设排风口。选用变频风机，夏季低速排风，过渡季则逐步加大排风量。在各层商场周边还设小型机械排风系统，各层公共卫生间设垂直机械排风系统。
2、地下二层通风
地下二层车库、设备用房及储物库设完善机械送、排风系统。风量为:车库排风6h-1, 送风5h-1; 设备用房排风8-20h-1，送风6-15h-1; 储物库排风8h-1，送风6h-1。
3、人防单元通风
地下二层车库战时转换为二个六级、一个五级人防掩蔽单元，单元内设清洁式、滤毒式、隔绝式通风系统。清洁式、滤毒式均采用机械进风，全工事超压排风，并满足防毒通道30-50h-1换气次数和不小于3-6h 隔绝防护时间的要求。
4、消防防排烟
地下二层均设排烟系统，排烟利用平时排风管路，配置低速高温风机，既符合消防规范
3要求，又降低了平时排风噪声。车库排烟量为6h-1，设备用房和储物库为60m/h. ?。排烟时利用平时送风系统补风，送风量不小于排烟量的50%。
3 地下一层超市划分6个防烟分区，并在区内设置排烟系统，排烟量按
60m/h. ?确定。平
时排风系统火灾时自动转换为排烟系统，而排烟补风则利用空调回风管路，火灾时通过相应电动风阀自动切换。
中庭设二个排烟系统，每层设排烟口。排烟系统与平时排风系统共用，火灾时变频风机高速运行排烟，排烟量按中庭容积4h-1确定。
38层以上内廊设机械排烟系统，按120m/h. ?确定排烟量，每层设板式排烟口。
防烟楼梯间和前室分设独立加压送风系统。楼梯间隔层设百叶风口; 前室每层设加压送风口，每三层组成联动单元，并与系统自身风机联锁。
五、自控
空调箱和新风机回水管上设电动调节阀，由恒温控制器根据回风或出风温度自动调节进入盘管水量。风机盘管回水管上设电动二通阀，由室内温度控制器控制电动阀开启，恒定室内温度。新风机和空调箱过滤网设置堵塞压差报警装置。
冷冻站供、回水缸之间设置压差旁通装置，自动控制冷水机组的运行台数。在冷却塔供、回水管之间设电动旁通调节阀，保证进入冷水机组冷却水温度不公过低，维持合适冷凝压力。
空调通风系统主要设备均能在控制中心显示开停状态，并实现联锁、联动、报警。 六、几点体会
1、商场人流密度
商场人流密度如何确定, 目前众说不一。《商店建筑设计规范》提出商店营业厅人流密度为0.74人/?，相关资料推荐0.5-1.5人/?[1],而上述指标均未明确其面积是否含柜台或货架的面积。据福州部分商场统计:柜台或货架约占商场其面积的30-40%。因此计算人数时如何确定其面积，这对由人而产生主要负荷的商场空调影响重大。笔者认为:《商店建筑设计规范》提出的人流密度是指峰值日客流量，主要用于确定火灾时疏散通道大小，不宜在空调负荷计算中直接取用; 空调负荷计算是以夏季空调室外计算参数为基础的，而商场客流峰值是出现在初秋或春季; 近几年商家林立，客源分流，强调以人为本，购物场所布局发生新的变化。应引入营业厅有效面积概念(扣去柜台或货架后的面积) ，才能更客观、更合理确定人流密度，达到减小冷量、节省投资的目的。商场空调属于舒适性范畴，人员停留时间短，这样处理笔者认为技术、经济上也是合理、有意义的。当然商场人数还与地段、层数、经营内容及宏观经济形势等有关。
2、商场的空调方式
业主为增加层数而降低层高，并一再要求压缩空调间面积，甚至不给面积的情况，近几年不少工程严重存在。对此部分设计者无奈地选择了风机盘管加新风的空
调方式，此种方式的弊病和隐患，已是暖通界共识的。实践后笔者认为:根据工程具体情况，与业主、装修设计师充分沟通，利用边角布置空调间，是可以实现更为合理的低速全空气系统方案。达到既有效缓解机房面积与商业面积、管道与层高的矛盾，又解决了过渡季新风和凝结水排放、提高空气品质的目的。本中心商场层高
3.8m ，采用落地柜式空调箱，空调机房约占商场面积1.7%，营业厅非风管区吊顶底高度3.1m ，风管区最低处也达2.8m ，使用后业主、装修设计师、顾客均感满意。
3、高排数空调箱
高排数空调箱，处理空气焓差大、去湿能力强、冷风比高、同样冷量机型小，这些特性特别适合于层高不足、人流密度高的商场空调。而对高排数空调箱存在缺陷的顾虑又往往使设计者不敢采用。笔者认为只要针对性采取措施，如选用优质产品、降低系统风阻和设备余压、尽量选用双风机空调箱、限制选用大风量吊挂机、设消声器或静压箱、加大滴水盘等，是可以扬长避短放心采用的。当然，高排数空调箱应用于人流密度低的商场，由于室内空气热湿比ε大，可能使得室内换气次数太小，难以满足设计要求。据笔者对商场室内工况分析、计算，ε值在5000-700kj/kg范围内，采用高排数空调箱较为适合。
4、空调末端的配置
因经营内容的变化和市场激烈的竞争，商场的装修常常发生变化。而经营内容和装修的变动，使得空调负荷也随着客流量发生相应的变化，如服装区与化妆品区，它们的空调负荷及蓄冷能力显然是不一样的，笔者认为设计者在配置空调末端设备时应充分考虑商业建筑这一特点，配置的末端设备要有针对性、准确性，又要有一定的灵活性。本中心空调末端设备与冷水主机的比值为1.32:1，笔者认为这样既可满足现有使用要求，又能适应今后商场变化的需要，这样的比值对于像福州这样中型规模的城市是合适的。
乌鲁木齐四种冷源空调系统的运行费用比较
乌鲁木齐地区室外气候特点是,1、夏季空调系统运行时间不长, 最热月平均温度23.5?, 、冷负荷相对不是很大, 室外空气干燥, 最热月14时平均室外相对湿度31%,,每天昼夜温差较大, 没有新风冷负荷(室外计算湿球温度TWS=18.5?),2、冬季属严寒地区, 空调系统运行时间长, 设计计算用采暖期天数177天,, 热负荷较大, 尤其是新风负荷较大, 冬季
空调室外计算温度-27?, 。因此, 乌鲁木齐地区的空调系统设计选用就应特别关注冬季经济使用情况。由于各地气侯特点、能源特性及其价格、空调制冷系统自身特性的不同等, 不同冷源空调系统在不同地方使用, 它们的运行费用是不一样。相对于某地一个确切的工程, 可以有多种系统选择, 但是只有经过具体计算、比较、分析才能为此工程选出最恰当的系统。这是许多用户最为关心的, 是一个工程好坏的关健。
1、设计条件与依据
1,1、乌鲁木齐某商业建筑物, 面积10000.0m2, 商场内共有人员4500.0人,0.45人/ m2 ,。
1,2、乌鲁木齐夏室外空调空气参数,,1, 、夏季, 干球温度34.1?, 湿球温度18.5?, 含湿量,8.4g/kg,室外空气焓值56kj/kg.,
,2, 、冬季, 干球温度-27?, 相对湿度80%,
室外空气焓值-26.6kj/kg。
1,3、室内空气状态参数,,1, 、夏季,tn=25?,ф=55%,in=56.6kj/kg, ,2,、冬季,tn=22?,ф=40%,in=40.8kj/kg。
1,4、夏季, 冷负荷指标120w/ m2,冷负荷1200kw, 含湿量,0.3g/kg, 湿负
荷,736kg/h,热湿比, ε=5870.0kj/kg,
冬季, 围护结构热负荷指标80w/ m2,围护结构热负荷,800kw
, 不包括新风负荷,, 湿负荷,600.0kg/h,
热湿比, ε=-4800.0kj/kg。
1,5、热媒供回水温度, 夏季,7~12?,冬季,60~50?。
1,6、夏季空调系统为全新风全空气系统, 冬季时, 空调系统为全空气系统, 其中新风量占总风量15%,305000*0.15=45750,m3/h,,对应新风负荷748.9 kw (二级蒸发冷却空调系统的新风量也一样) 。
1,7、天然气低位发热量8600kcal/m3,乌市天然气价,1.34元/ m3。 1,8、乌市用水价格, 商业用水2.33元/立方米, 办公、民用、工业用水1.53元/立方米。 1.
9、乌市商业电价:,高峰,0.801元/度, 平段,0.535元/度, 低谷,0.272元/度, 商业营业时间按,
10.00~22.00,12个小时计算, 目前, 商业使用实际电价应为,0.560元/度, 办公电价:,高峰,0.536元/度, 平段,0.362元/度, 低谷,0.189元/度, 目前, 办公用实际电价应为,0.420元/度。
1,10、乌市城市采暖费: ,22.00元/ m2。
1,11、系统补水泵影响较小, 其能耗忽略不计, 系统漏水量按循环水量的0.5%计。
, 12、地源热泵制冷系统水井井深50米。
2、夏季设计工况
由于, 夏季室内外空气的焓值基本相等, 采用100%的室外新风在不增加能耗的情况下, 有利于室内空气品质改善。在I ——d 图上, 略,, 空气处理过程是, 等湿降温——绝热加湿。通过计算, 对于机械制冷空调系统, 送风状态是, 温度to=14.5?,焓值io=38.3kj/kg,含湿量do=9.3g/kg,总送风量为,L=300000m3/h,直接加湿
量,508.3kg/h,可选择6台50000m3/h的空调机组负责送风, 冷水机组选择2台, 每台制冷量,600kw 。对于二级蒸发冷却空调系统, 间冷效率,IEC, 按65%计, 送风状态
达到,to=16.9?,io=45.5kj/kg,由于室内湿度大, 直冷效率,DEC,80%既可,, 含湿量,do=10.1g/kg,相应的总送风量为,L=464000m3/h,直接加湿量,720.0kg/h,选择6台80000 m3/h空调机组负责送风。 夏季各制冷空调系统耗能、耗气、耗水计算结果表一
耗能、耗水 耗电量 耗气量 耗水量 系统 ,kw, ,m3/h, ,kg/h, 电制冷空调系冷水机组 118*2
统 空调机组 22*6 760
水泵、冷却塔 5,5*2+15*2+15*2 1150+2200
小计 439 0 4112 直燃式制冷空直燃式冷水机组 4*2 45.3*2
调系统 空调机组 22*6 760
水泵、冷却塔 15*2+15*2+5.5*2 1380+2200
小计 211 90.6 3656 地源热泵制冷地源热泵制冷机组 143*2
空调系统 空调机组 22*6 760
24*2+11*2 800+900 冷水泵、冷却水
提升泵
小计 488 0 2460 二级蒸发冷却送风机 30*6 空调系统 二次风风机 5.5*6 循环水泵 (1.1+1.5)*6 1080+2400
小计 228.6 0 3480 夏季设计计算结果一览表表二
总耗电量(元/h) 结果 天然气 总耗水量 总耗电、 四种系统 系统 (元/h) 气、水耗费用 (元之间关系 总耗量
/h)
(元/h)
245.8 0 9.6 255.4 1,0 方案 电制冷空调
1 系统
方案直燃式制冷118.2 121.4 8.5 248.1 0.97 2 空调系统
方案地源热泵制273.3 0 5.7 279.0 1.10 3 冷空调
系统
方案二级蒸发冷128.0 0 8.1 136.1 0.53 4 却空调
系统
3、夏季设计工况下结论
3,1、通过对表中数据分析, 电制冷空调系统电耗占总成本98%,水耗只占2%。而在电耗中, 冷水机组电耗占53.8%,水系统设备电耗占16.2%,空气处理机组电耗占30%。 3,2、对直燃式制冷空调系统, 按当前各种能源价格, 系统电耗占总成本
52.6%,天然气占总成本45.3%,水耗只占2.1%。而在电耗中, 直燃式冷水机组电耗占
3.9%,水系统设备电耗占33.6%,空气处理机组电耗占62.5%。
3,3、地源热泵制冷空调系统, 通过对表中数据分析, 系统电耗占总成本98.3%,水耗只占1.7%。而在电耗中, 冷水机组电耗占58.6%,水系统设备电耗占14.3%,空气处理机组电耗占27.0%。虽然, 热泵机组耗电占系统较大比重, 但地下水位不能太深,H?60米,, 否则会对系统电耗影响较大, 因为N=kQH,如, 某工程井深280米, 比设计井深大5倍, 则对应深井泵的总能耗将增加约200kw, 水系统设备电耗占总系统电耗也大幅增加24%,。此外, 考虑深水井的造价较高, 一般650元/米左右,, 工程上往往只打一口取水井, 这样冷却水提升泵只设一台, 热泵机组也应设一台, 不然如设二台热泵机组, 部分负荷时, 运行一台热泵机组工作, 匹配的冷却水提升泵能耗会过大。
3,4、二级蒸发冷却空调系统, 是几种空调系统中运行费用最经济的一种, 这是其利用天然冷源的机理决定的。主要运行成本也是电耗, 占96.4%。
3,5、在电制冷与直燃式机械制冷空调方式对比中, 电价和气价不同决定了二种制冷空调方式运行费用的高低。经推导可得出电价气价关系为,X=2.9Y,比如, 当气
价为,X =1.34元/ m3时, 电价为,Y=1.34/2.9=0.46元/度, 二种制冷空调方式的运行费用相当, 如电价高于0.46元/度, 则电制冷空调的运行费用就会高于直燃式机械制冷空调。 4、冬季运行费用
依据上述设计条件, 空调系统冬、夏季送风量相同,L=305000m3/h,仍由6台50800m3/h的空调机组负责送风, 冬季新风量占总风量15%,新风量45750,m3/h,,新风负荷748.9kw, 围护结构热负荷,800kw, 总空调热负荷1548.9 kw湿负
荷,600.0kg/h,热湿比, ε=-4800.0kj/kg。在I ——d 图上, 略,, 空气处理过程是, 新风予热——新风与室内回风混合——再热。送风状态是, 温度to=34.7?,焓值io=51.7kj/kg,含湿量do=6.5g/kg。对于二级蒸发冷却空调系统, 其送风量
为,L=432000m3/h,由6台72000 m3/h空调机组负责送风, 经计算, 送风状态为, 送风温度to=31.3?,焓io=49.3kj/kg,含湿量do=7.1g/kg。热水循环流量,133.2 m3/h。
冬季各制冷空调系统耗能、耗水计算结果表三
系统 耗能、耗水设备 备注 供热 耗电量 耗气量 耗水量
方式 ,kw, ,m3/h, ,kg/h,
电制冷城市集 0 500 一次水未能换热器、二次水
空调系中供热 耗考虑
水处理、水泵
统
空调机组 22*6+0.55*6 0 160
小计 135.3 0 660.0
燃气炉燃气炉 1.5*2 88*2 0
自供热 水处理、循环水泵 0 500 7.5*2+2.2*0.3
+1.5*0.2
空调机组 22*6+0.55*6 0 160
小计 154.3 176 660.0 直燃式高发加直燃式冷水机组 4.0*2 93*2 0 空调系大直燃空调机组 22*6+0.55*6 0 160 统 机组供水处理、循环水泵 0 500
7.5*2+2.2*0.3
热
+1.5*0.2
小计 159.3 186 660.0 地源热地源热地源热泵制冷机组 220*2 0 0 泵空调泵机组空调机组 22*6+0.55*6 0 160 系统 供热 24*2+7.5*2 0 900 冷水泵、冷却水
提升泵
小计 638.3 0 1060.0
二级蒸城市集送风机 15.0*2*6 0 发冷却中供热 循环水泵 0.75*6 0 200 直接加湿 空调系换热器、二次水水处理、 0 500 统 水泵
小计 184.5 0 700.0
燃气炉燃气炉 1.5*2 88*2 0
自供热 水处理、循环水泵 0 600 7.5*2+2.2*0.3
+1.5*0.2
空调机组 15*2*6+0.75*6 0 200
小计 238.5 176.0 800.0 冬季各系统一小时运行费用的结果表四
参数 供热 总耗 天然气 总耗水量 总耗电、气、水耗用 四种系统 系统 方式 总耗量(元(元/h) (元/h) 之间关系 电量
/h)
(元/h)
电制冷空调75.8 0 1.53 77.9+1.53+101.9=179.2 1,0 集中
系统