浅谈商业建筑暖通空调设计
摘要：随着我国经济的持续快速发展和人民生活水平的提高，我国的商业建筑也得到了大量的兴建。以此同时，越来越多的商业建筑都已安装的中央暖通空调，但是在其运行过程中，由于会产生较大的功率，致使建筑耗费过大的能源，不利于城市的环境。如果我们对其进行合理的设计，有效的控制其运行模式，这样可以有效的降低暖通空调的能耗。本文即针对商业建筑暖通空调设计中应着重考虑的问题，详细阐述了商业建筑暖通空调设计的要点。
一、商业建筑空调设计的特点
商业建筑的空调设计不同于住宅、办公楼或酒店等建筑，其具有以下特点：
（一）平面建筑空间大，负荷较小
商业建筑的平面建筑空间较大，为吸引顾客的注意力，使之停留在室内琳琅满目的商品上，除广告橱窗外，商场的外围结构大都被设计成封闭式（即使是玻璃幕墙），故围护结构的传热及辐射负荷相对较小。
（二）冷负荷所占比重大
为保证商业建筑的采光和广告效应，商场使用的各式照明设备较多且发热值高（如投射灯、卤素灯等），尤其是针对一些特殊商品（如首饰），故由照明产生的冷负荷占空调室内负荷的较大部分。
（三）人员和新风负荷大
商业建筑的人员密度高，故人员负荷及新风负荷均较大，而且室内空气的品质好坏完全依赖于空调的新风系统。
（四）空调设备具有灵活性
商业建筑的部分格局会随季节或需求不同而变动，故要求空调设备具有一定的灵活性。
商业建筑暖通空调设计中应着重考虑的问题
（一）可行性和可靠性问题
能够满足使用要求，这是方案可行性应考虑的主要问题。设计方案应符合国家和当地政府有关法律和规范的要求，包括有关环境保护的要求，设计方案应能满足有关方面的要求（如供电、供气、供水、供热等），并应特别顾及这些条件的长期、变化情况。例如，采用水源热泵设计方案时应考虑当地地质情况、地下水资源的现状和变化趋势、冬季热负荷和夏季冷负荷不平衡所产生的热（冷）蓄积效应等问题。在商业建筑中可用面积是很珍贵的，所以设备用房面积极为精简，特别在商场一楼大多考虑使用吊顶式空调器，从而节省建筑面积。
（二）经济性比较问题
经济性比较是目前商业空调方案比较中考虑最多的一个问题。应采用相同的设计要求、使用情况、设备档次、能源价格、舒适状况、美观情况等基准条件进行比较，这样才能保证方案比较结果的科学性和合理性。如果对采用名牌设备和采用低档设备的方案进行经济性比较，显然是不合理的；如果不考虑舒适性的区别，对有新风供应和没有新风供应的方案进行经济性比较，显然不可能做出正确的选择；如果不考虑美观性和舒适性进行经济性比较，对集中式空调方案显然是不公平的。
运行能耗和运行费用是暖通空调设计方案技术经济性比较必须考虑的重要参数。运行能耗除了应计算暖通空调主机（锅炉和制冷机等）的能耗外 ，还应计算其他辅助设备（如风机和水泵等）的能耗。
（三）调节性和可操作性问题
商业建筑空调系统的容量通常是按接近全年最不利的气象条件确定的，但是由于现在商场建筑保温做的很好，另外大多数建筑没有窗，所以在全年的大多数时间内季节对温度影响不大，现在商场中的散热设备越来越多致使室内温度高，且室外环境对其影响小。所以，在调节方面多不采用。
空调系统自动化水平的提高，可以减少管理人员的数量和劳动强度，从而使人工费减少，但使一次投资增加，对操作人员素质的要求提高。空调系统是否采用自动控制，应根据实际情况和要求，经技术经济性比较来确定。对于大型空调系统和需要经常调节控制的设备较多的工程，宜采用自动控制，以减少操作管理的工作量。但自动控制系统应尽可能简化，以提高系统的经济性和可靠性。
（四）安全性问题
暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全、人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全5个方面的问题。
人员环境安全主要包括暖通空调系统对人体的危害、防止恐怖袭击和防止传染性疾病扩散这3个方面的问题。在防止恐怖袭击方面和防止传染性疾病扩散方面，应注意空调新风口是最薄弱环节，因此必须采取可靠的防范措施，新风口应设置在人员难以接近、不易受到污染的地方。由于商场多为全空气空调系统，回风口很多，因此它是最容易遭受恐怖分子生化袭击的空调系统形式，如果不采取特殊的措施，它也是最容易造成流行性疾病扩散的空调系统形式。在确定系统新风量时，除了要考虑以往的一些因素外，还要考虑在流行性疾病暴发期间，稀释室内有害病毒浓度的要求。
三、商业建筑空调设计的参数选定和负荷计算
（一）室内温湿度
商场的室内温度既要考虑顾客的要求，更要考虑商场工作人员的要求。夏季，由于顾客经常出入，商场内的温度可以低一些，但是温度低对售货员的健康不利，应尽量采用提高室温，降低湿度的方法；而在冬季，顾客身穿防寒外衣，而售货员长时间在商场工作，穿着不宜太多，综合考虑需要温度稍高些，由于冬季人体散发潜热较多，没有必要过多考虑加湿。
（二）夏季空调冷负荷
商场的夏季空调负荷主要包括建筑的传热和日射、人体、照明及其他电器设备、自动扶梯、新风等。其中尤以新风负荷、人体负荷及照明负荷为主，建筑负荷极小，仅占总负荷的2～5%。
1、人体负荷
人体负荷是夏季空调负荷的一大部分，人员密度的确定直接影响人员负荷的大小。现在一些大型百货商场的经营者总期望自己的商场既要有一定的人流量，又要保持相对的高档次，因此人员密度不应该同以往设计的高密度。现在一般的大型宝货商场建议的人员密度如表2，定在1.5～2.0人/m2左右，即使首层也不应该超过1.0人/m2。
2、照明负荷
随着商家对商品展示的重要性及各类小型专柜或专卖店在大商场的出现，高照度的要求越发明显。而且大型百货公司常习惯封闭四周的外墙，设计成封闭式，以将顾客的目光停留在琳琅满目的商品上，照明负荷的容量也随之上升，其在总负荷中所占的比例也越来越高。而且，商场展示所用的灯具大多为高热值，进一步加剧照明负荷的上升。
3、室外新风负荷
商业建筑由于室内人员密度比较大，必须有充分的室外新风。根据有关规范，按每人 8.5～15m3/h 进行负荷计算。
4、噪音要求
商业建筑大多处于繁华闹市，环境噪声较大，设计空调时应考虑合理的消声措施。一般营业厅的允许噪声级为NC50～55dB，高档商场允许噪声级为NC40～50 dB，特殊要求的商场，如乐器店等允许噪声级为NC35～45 dB。
消声设计中应使各送风口的送风量接近设计值，若送风量比设计值大很多时，送风口将发出噪声,这时用送风口处的百叶调小风量时,噪声将更大。商场送风口处的允许风速为7.5m/s，一层可达10m/s。回风口的允许风速与其设置位置有关，离人较近时取1.5～2 m/s，离人较远时取3～4m/s。对嘈杂街道且窗户隔声较差的场合,没有必要要求空调系统的噪声保持很低。
四、商业建筑的空调方式
（一）商业建筑中最常用的空调方式
当前商业建筑空调系统设计中，定风量空调系统是采用的最多的。原因有如下几点：
1、因空调机组置于机房内，运转、维修容易，能进行完全的空气过滤。产生振动、噪声传播的问题较少。
2、因送风量大，换气充分，特别是如设置回风机，则在冬季或过渡季可以利用新风供冷。
3、分区较少时，设备费比其他方式便宜。此方式与变风量方式相比，有如下缺点：全年的风机送风动力大，不利于节能。由于不能适应某一分区中的每个商店的负荷变化，而导致各个商店之间存在温度波动，所以在大型商场建筑中，采用与单元机组结合使用的方式来代替，以后可以考虑逐渐向变风量方式过渡。
（二）空调的系统选择
对于商业建筑来说，其空调系统的方式较灵活，可采用全空气式系统空气——水系统，甚至两者的结合使用。因为大型商业建筑的特点和全空气式系统的某些优越性
，因此在大型商业建筑中使用全空气式系统的设计极为普遍。
1、空气——水系统
常见的方式是处理新风+风机盘管的方式。此类系统灵活性强，可区分独立控制，针对商场内功能、布局的大范围的变动可及时作出相应改动，且次系统占用的吊顶空间较少。
但此系统是按最小新风量来设计，空气品质和舒适性受到限制；水管也会受到施工因素的原因易造成水管漏水和夏季冷水管滴凝结水的问题，给商场带来损失；且设备多，将来检修繁琐，维护保养工作量大。
2、全空气式系统
对于大空间的商业建筑来说，只要其楼层高度足够，全空气式系统是最佳的空调方式。由中央空调箱进行冷热处理的空气通过风道输送给空调区域。
此类系统通风换气次数大，人体的舒适性较好；过渡季节可采用全新风供冷，节约能源；且系统简单，维护保养方便。但缺点是风道断面大，占用建筑空间大，布置不灵活，当格局有较大变动时，无法满足装修要求。
3、吊顶式空调机系统
吊顶式空调机系统是近几年发展起来的一种空调系统，可以省去机房面积，降低建筑层高，节约风管。吊顶式空调机组安装在使用空间吊顶内，机组噪声不仅通过风口传出，而且直接辐射出来，所以噪声问题是吊顶式空调机组的一大问题。其次，供回水管多，并且水管安装在吊顶内，增加了漏滴水。新风量有限也是吊顶式空调机组的一大缺点，由于梁下风管、水管等各种管道很多，限制了新风管道，所以吊顶式空调机系统只在外区有有限的新风。
4、变新风比系统
其实变新风比系统就是全空气式系统的一种，但由于此系统使用在大型百货商场内被极为看好，故详细说明一下。
变新风比系统，顾名思义，新风在变化。次系统设计中考虑到一年四季不同的季节气候变化，通过改变新风量来实现以尽可能少的能耗满足室内的舒适环境，所以此系统是一种节能系统，尤其在过渡季节。
（三）商业建筑内的气流组织
商业建筑内目前多采用上送下回、上送侧回和侧送下回方式，也有采用下送上回方式的，虽可以减轻室内负荷，但却易使地面灰尘上扬，对人体健康、室内空气环境不利，故应慎重使用。回风口设于地面时,为防纸屑、烟头等被吸入，应在回风口内侧设铁丝网，且回风道上应设置能清除灰尘的孔洞，定期清扫。
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