商业综合体暖通节能措施分析

商业综合体暖通节能措施分析

冯建华

身份证号码：13010519641030XXXX

摘要：近年来，随着现代社会的快速发展，建筑节能已成为可持续发展的重要研究课题之一，暖通空调的能耗作为建筑能耗的重要组成部分，如何实现节能、暖通及相关专业人士成为研究的目标，本文通过对大型商业复杂，分析暖通空调设计中存在的问题，暖通空调系统在公共建筑中的节能措施。

关键词：商业综合体；暖通设计；节能措施

引言

随着我国经济的发展，企业合并已经成为主流的商业建筑形式在中国，商业组复杂的商业、办公、餐饮、娱乐、住宅、展览等城市生活空间的三个以上函数作为一个整体，有一个很大的立方结构，高容积率，不同形式，流，复杂的空间结构，高能源消耗是其显著特点之一。如何在满足建筑功能和室内舒适性要求的前提下，降低hvac负荷，提高hvac设备运行效率，降低hvac能耗，是商业综合体建筑hvac设计的关键。

1项目概况

该商业综合体位于吉林省长春市，地上七层，地下二层，总建筑面积276833.06m2，地上建筑面积199160.96m2，地下建筑面积77672.1m2，建筑高度38m，耐火等级一级，地下二层为汽车库，地下一层功能为商业，地上二层功能为餐饮、美食广场、婚庆广场、超市、影院、商业、办公等。

2暖通空调方案

2.1空调负荷计算

小时负荷计算是空调设计的基础。在进行小时负荷计算前，有必要了解各空调区域围护结构的热特性。改善围护结构的热工性能，可以大大降低空调的制冷和热负荷。在本项目初期，暖通设计师与建筑师讨论了这个问题，并确定在满足建筑功能的前提下，尽可能采用高热工性能的围护结构，以减轻围护结构的荷载。

本项目夏季空调冷负荷为：27240kW，冷负荷指标为：98W/m2，冬季空调及采暖的热负荷为：37795kW，热负荷指标：137W/m2。

2.2冷、热源

影院有独立经营的需求，本项目的商业和影院分别独立设置冷、热源。

商业夏季选用5台水冷离心式冷水机组，单台额定制冷量为1600RT，冷冻水供、回水温度为7/14℃。在保证舒适度的前提下，采用大温差水系统，降低系统初投资的同时，也减少能量输配的能耗，实现了空调冷源节能的技术。

影院夏季选用2台空气源热泵机组，单台额定制冷量为200RT，供、回水温度为7/12℃。

本项目地处严寒地区，冬季采用空调系统，辅助地板采暖、散热器采暖及热风幕采暖等系统，当地市政热网提供一次热源，地下室设有换热站，影院设置独立板换机组。

2.2空调系统

根据建筑功能和空调负荷特点，空调系统进行了内外分区设计，外区及小商业采用风机盘管+新风的空调系统形式，内区采用变风量全空气低速空调系统。变风量系统区域温度可控制、部分负荷时风机可实现变频调速节能运行、可变新风比等节能特点，本项目结合实际工程特点，很好的运用了这一技术。

空调季室外新风量愈大，系统能耗愈大，在这种情况下，室外新风应控制到人员需要的最小值，而在过渡季节，空调室内一般不需供冷或供热，全空气系统尽可能全部新风运行，最大程度利用天然冷源，这种方法是空调系统最有效的节能措施之一。根据本项目的实际情况，全空气系统过渡季节做到50%全新风运行。

空调系统进行了内外分区设计，内区冬季制冷，本项目地处严寒地区，冬季室外新风温度极低，内区利用室外新风制冷，将室外新风经过空调箱预热盘管预热至5℃后与室内回风混合送入室内，节省了水冷机组、水泵等机组的运行能耗。

由于本项目主要业态为商业，新风量大，为维持房间的微正压，需排出一部分风量，如直接排出室外，会造成能源的浪费，经济的损失。现通过管道将房间排风集中送向需要补风的设备用房，该方式实现了设备用房的通风换气。另外，运用了新、排风热回收技术，在空调箱内设置热回收段，回收部分排风能量。

某些餐饮铺位，厨房区的排油烟量非常大，需要补充不小于排油烟量85%的风量，餐饮区人员密度大，新风量大，需排出一部分风量，通过管道把这部分室内空调风输送到厨房，不仅可作为厨房排油烟补风的一部分，还可以改善厨房工作环境，实现了能量的梯级利用，达到了节约能源的目的。

本项目有几个大中庭，直通顶层，很多商铺通过回廊和中庭连通，在中庭上部设排风机，为各个商铺进行通风换气。

2.3空调水系统

本项目空调水系统采用一级泵、分区两管制切换、变流量水系统。分区两管制空调水系统是指按建筑物空调区域的负荷特性不同，将空调水系统分为冷水和冷热水合用的两种系统形式。需要全年供冷区域的末端设备只供应冷水，其余区域末端设备根据季节转换，供应冷水或热水。为了运行管理的方便，分区两管制系统的冷、热水切换阀门设在机房内，从机房内引出内区、外区供回水干管，可分别独立选择供冷或供热模式，这种系统具有便于管理的优点，另外管路系统简单明了，接近于两管制系统。末端水系统分为内区空调箱、外区风机盘管、内区风机盘管三个供、回水环路，内区风机盘管的每层水平环路同时与内、外区风机盘管立管相连，通过电动阀门实现内区风机盘管可分层进行供冷和供热工况的切换，以实现冬季的预热工况或者满足供热的需求。其余回路根据季节变化统一实现供冷与供热工况的转换，立管采用异程式。

大楼首层主要商业出入口及沿街小餐饮设置地板辐射采暖系统辅助制热，每个地暖分集水器上设置自动温控控制装置，系统采用下供下回形式，供回水水平干管同程，立管异程。非采暖区域的楼梯间，地下二层通向车库的前室以及有防冻要求的设备间设置散热器采暖系统，系统采用垂直双管系统，中供中回，散热器连接方式采用同侧上进下出。大楼地下二层电梯门厅出入口、地下一层商场出入及首层商业主要出入口设置热风幕采暖系统，用以阻隔室外冷空气渗透。

3暖通节能措施

在本项目的设计过程中，采用了高效冷水机组产品、新排风热回收技术、冬季利用室外新风作为免费冷源、夏季空调水系统大温差运行等节能措施，为整个项目的节省建筑能耗做出了贡献。

3.1其它节能措施

（1）适当降低室内设定值。在某些人员停留短暂的场所，在满足生产要求和人员舒适度的前提下，夏季适当提高室内设定温度，冬季适当降低室内设定温度，会大幅度降低系统的能耗，适当加大送风温差可减少水系统和风系统的容量，降低水泵和风机的功率。

（2）充分合理地利用当地的自然资源。设计出适合当地气候特色的空调系统，这是空调节能的绿色思路。具体包括：积极推动太阳能、地热能等新能源在建筑中的应用、利用工业余热和废热等。

（3）冷却塔间接供冷。在过渡季节，室外气温下降，冷负荷和湿负荷也在不断减少，适当的提高冷冻水温度完全能够满足空调舒适度要求，在原有空调输系统中附加一台板式换热器以隔离开冷却水环路和冷冻水环路，在过渡季节切换到冷却塔运行，使冷却塔在适当的气候环境和空调负荷下，代替制冷机工作，缩短了大型制冷机组的运行时间，节省了能耗。

（4）选用冷凝热回收机组。在某些建筑中，如宾馆、医院等，利用冷凝热回收技术加热生活热水。冷水机组的选型以空调制冷量为依据，再根据热回收量的需求配置热回收功能的机组。实际运行中，应优先运行带热回收功能的机组，最后卸载，即在任何情况下都选择热回收机组先运行，当冷负荷不足时，单冷机组才投入运行，以获得所需要的最多和最稳定的热回收量，实现最大的综合效益。

（5）蒸发冷却方式的运用。在气候比较干燥的西部和北部地区，如新疆、青海、西藏、甘肃、宁夏、内蒙古、黑龙江等地区，空气的冷却过程，应优先采用直接蒸发冷却、间接蒸发冷却或直接蒸发冷却与间接蒸发冷却相结合的二级（三级）冷却方式。

（6）利用辐射技术供冷。辐射供冷是指降低围护结构内表面中一个或多个表面的温度，形成冷辐射面，依靠辐射面与人体、家具及围护结构其余表面的辐射热交换进行降温的技术方法。采用辐射供冷时室内温度可比传统空调系统降低1~2℃，所以其具有一定的节能优势，当某些项目有条件时，可采用此技术。

（7）完善空调自控系统。通过完善空调自控系统，准确的检测各参数及设备的运行状态，自动调节与控制各区域空调运行，在保证空调环境质量和降低运行成本的基础上，最大限度地节约能源。

（8）提高管理人员素质。空调系统运行中，日常管理的任务非常重要，即使空调设计再合理，若管理人员不到位，节能就是空谈。因此，要调动日常管理维护人员的积极性、提高其技术水平、加强对其监督，使管理人员的水平跟上节能步伐。

结束语

空调系统的节能运行贯穿于设计、施工、验收、运行和维护的全过程。这是一个完整的节能系统。在这个系统中，每一个环节、每一个方面都是可行的。在工程设计中，设计合理的空调系统节能的前提下，需要暖通空调设计人员不断提高他们的业务水平，学习新技术和研究新产品，在工程设计中，几乎所有项目根据当地气候条件，当地的能源政策，确保室内环境参数的条件下，尽量使用可再生能源，设计合理的空调系统，降低暖通空调的能耗。

参考文献：

[1]伍小亭.暖通空调系统节能设计思考[J].暖通空调，2012，42（7）：1-11.

[2]夏春海.商业综合体绿色建筑技术应用研究[J].暖通空调，2012，42（10）：30-34.

[3]马最良.冷却塔供冷技术的原理及分析[J].暖通空调，1998（6）：27-30.

[4]康宁.辐射供冷现状及发展趋势[J].暖通空调，2009，37（5）：74-76.