中城赛特购物中心空调通风设计
摘要：概要介绍了该中心空调、通风、人防及防排烟系统设计和使用效果。重点介绍了通过空调水系统分区、空调方式、通风与排烟系统共用等措施，有效缓解商场层高不足的矛盾。最后结合设计谈了几点体会。
一、 工程概况
中城赛特购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 中城赛特购物中心外景
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
房间类型温度
℃湿度
%新风量
m3/p.h人员密度
P/㎡
地下1层超市26～2855～70125
商场营业厅26～2855～70150.4～0.6
茶座25～2755～65250.45
风味小吃25～2755～65200.55
注：商场营业厅依不同层人员密度分别取值：1层为0.6;2层为0.5;3、4层为0.45;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，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2701层商场330
2、3、4层商场2905、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700m3/h冷却塔二台，300m3/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，吊挂机为辅，一层面积商业价值高，不设机房，采用3000-5000m3/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60m3/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%。
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60m3/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。
8层以上内廊设机械排烟系统，按120m3/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?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、上也是合理、有意义的。当然商场人数还与地段、层数、经营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、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。
1 黄绪镜，编著。百货商场空调设计。北京：建筑出版社，1992
