摘要：中央空调是大型商业综合建筑中的设计重点，能够调节建筑内部整体温度，有利于为人们提供舒适环境。然而，由于中央空调设计具有复杂性特点，需要综合考虑多个方面问题。因此，本文结合某大型商业综合体建筑中央空调设计系统设计为例，对空调冷热负荷计算、冷热源、空调系统形式以及设计中的重点和难点进行分析。希望能够为专业人士提供参考和借鉴，为提高大型商业综合体建筑中央空调设计水平奠定良好基础。
关键词：商业综合体；中央空调设计；风系统；水系统
引言
随着经济的不断发展，人们的消费需求不断上升，商业综合体运营体随之出现。所谓商业综合运营体，是现代社会高效、多功能的综合运营形式。主要集餐饮、办公、文娱等于一体的功能组合，通过组合有利于实现共同发展、相互依存、协调进步的目标。在这一发展形势下，多样化大型商业综合建筑应运而生，该建筑类型具有一定特殊性，在建设过程中，不仅需要考虑其建筑功能，还要分析后期维护以及运行管理等多方面问题。同时要优化和完善空调系统。因此，本文结合某大型商业综合建筑中央空调设计案例进行分析，从中总结几点设计体会，希望能够为专业人士提供参考借鉴。
一、工程概况
本文以西安华润万象城一期项目商业部分作为实际案例进行分析，该建筑总建筑面积为419683.9㎡，其中包括1栋超高办公楼、3栋高层办公楼以及综合商场和地下室组成，其中地下室建筑面积57549.1㎡，共3层，该建筑总高度为186.6m。其中商业部分主要以商场、零售商铺、餐饮、电影院、KTV为主。
二、空调冷热负荷计算
（一）室内设计参数以及维护结构热工参数
中央空调冷热负荷参数需要结合照明、设备、维护结构、新风等多个方面的负荷情况进行详细分析，想要保证负荷计算准确[1]，首先需要确定围护结构以及室内设计的参数。
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表1该建筑维护结构热工参数
该工程室内设计参数涉及多个方面，其中包括主力店、商铺、超市、餐饮、电影院、公共卫生间等多个类型房间，每个房间夏冬季节环境参数不尽相同，新风指标也存在差异性。具体可以从表2进行分析。
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表2 室内设计参数
(二)中央空调冷热负荷计算结果
在外墙冷负荷计算过程中，需要结合公式CLQτ=KF⊿tτ-ε W进行计算，该公式K代表围护结构传热系数；F代表墙体面积；τ代表计算时间；ε代表24小时内围护结构表面受温度波的作用。τ-ε代表温度波作用时间；⊿tε-τ代表温度波作用下围护结构的冷负荷计算温差。该工程围护结构的热工参数如表1所示。
通过计算能够得到建筑中所有区域夏季设计日以及冬季设计日空调逐时冷热负荷的最大值。经计算商业部分总空调面积约为62936㎡，冷负荷值为11101.4kw，热负荷为9637kw。
三、冷热源
该工程制冷机房设在地下三层，热交换站设在地下二层。自持型商业冷源采用5台单台制冷量2286KW离心式制冷机组，夏季为空调系统提供7/12℃冷冻水；热源采用市政热网提供的130/70℃高温热水，冬季经过热交换站为空调系统提供60/50℃热水。超市冷源采用2台单台制冷量1602KW螺杆式制冷机组，夏季为空调系统提供7/12℃冷冻水；热源采用市政热网提供的130/70℃高温热水，冬季经过热交换站为空调系统提供60/50℃热水。
在设计过程中结合甲方需求以及业态分布进行分析，将对空调系统采用以下设计形式：第一，在自持型商业空调系统冷热源设计过程中，冷源主要采用常规电制冷冷水机，热源采用市政热源。第二，在超市空调系统冷热源设计过程中，冷源采用常规电制冷冷水机组，热源采用市政热源。第三，在电影院空调系统冷热源设计过程中，3-4层的电影放映区和办公区域，主要采用风冷热泵综合机组提供冷源和热源。第四，在KTV空调冷热源设计过程中，3-4层采用独立风冷热泵机组提供冷源和热源、第五，在销售型商业空调系统冷热源设计过程中，主要采用变制冷剂流量多联分体式空调提供冷源和热源，空调设备甲方自理。第六，在首层办公大厅冷热源设计过程中，主要采用风冷热泵机组提供冷源和热源。
自持型商业冷负荷在计算过程中结合最大餐饮比例为核心，夏季时，厨房补风需要按照热负荷处理到28℃，并送入室内。冬季时，厨房补风需要按照冷负荷处理到10℃。并送入室内。结合该工程实际情况进行分析，在超市空调负荷计算过程中，需要结合甲方需求设置独立的空调系统，其空调面积约为14553㎡，总冷负荷综合最大值为3202kw,总热负荷值为1747kw。在电影院空调负荷计算过程中，需要结合甲方需求，预留出独立的空调系统，其空调面积大约为3000㎡，总冷负荷综合最大值为857kw,总热负荷值为477kw。根据甲方要求，KTV空调面积约3000㎡，总冷负荷综合最大值为688kw,总热负荷值为208kw。
四、空调系统形式
（一）空调风系统设计
该工程在风系统设计过程中，需要结合房间不同功能和业态性质，选择不同的风系统设计形式，其中商场、主力店、超市采用全空气系统，每层设空调机房。单个全空气系统所服务空调面积宜控制在1500~2000m2，这样避免风管太长，阻力较大，末端风口风量不足的情况。最大新风比要控制在30%左右，既在过度季节期间，需要实现全新风工况运行，又要达到空调节能运行的要求。而在美食广场、KTV以及公共卫生间风系统设计过程中，采用风机盘管加新风空调系统。所有送风方式均为上送上回。在电影院风系统设计中，需要预留出送风竖井和回风竖井，后期由专业厂家二次设计［2］。
中央空调在风系统设计过程中，还需要结合生产工艺以及建筑通风需求科学选择布置风管，保证风管走向与建筑空间位置需求一致。与此同时，结合风口布置选择风管的尺寸和截面大小。其次需要合理设置送风口。风系统是空调控制系统中的重要组成部分，主要由由送风机、回风机、排风机、新风机、风道系统等构件组成。在风系统风管设计过程中，有两种常见的风管形状，分别为圆形和矩形，其中圆形风管具有强度大、耗材少、阻力小等特点，但在实际应用过程中工艺相对复杂，并且占用空间较大，与风口连接相对困难，适用于排风系统负压段和室外主风管。而矩形风管具有便捷性特点，易于与建筑物结构吻合，并且占地面积小，与风口连接方便。因此，矩形风管在空调风管设计中应用范围较广。在风口选择过程中，需要科学选择送风口和回风口的形式，并确定送、回风口的位置，既能满足空调送风需要，还要力求外观美观。
（二）空调水系统设计
该工程商场空调冷冻水系统在设计过程中，采用闭式异程一级泵变流量系统，其中冷源测定流量，而负荷侧变流量。另外，在设计过程中，一级泵需要设置为变频运转方式，供回水干管间需要配置相应的压差旁通装置。该工程总共需要设置6台循环水泵，其中一台为备用水泵，该系统采用开式膨胀水箱定压补水，水箱设在裙房屋面。超市空调水系统采用闭式异程一级泵变流量系统，其中冷源测定流量，而负荷侧变流量。末端空调水系统的供回水分2个环路，分别为全空气系统服务区域，另外，新风机组以及风机盘管系统。该工程超市区域水产品，生鲜区域，所以需要预留空调环路的位置。除此之外，超市区域人流量过大，受供电、人员负荷等影响，冬季需要满足制冷需求。因此在设计过程中，需要拓展新风口，利用室外新风免费制冷，从而达到制冷需求。
电影院区域空调水系统同样采用主机变流量系统，该系统冷热水需要同时使用循环水泵，为满足主机测定流量需求，需要在供回水干管之间设置压差旁通装置［3］。另外，由于影院需要进一步划分，所以在水系统设计过程中需要预留风机盘管位置，并严格按照新风运行需求设计风口。
冷却塔设在裙房屋面，具体设计详见给排水专业，这里不再做介绍。
五、设计过程中重难点
现阶段，我国大力提倡绿色建筑发展战略，建筑节能作为国家战略意义重大，尤其是空调能耗作为建筑节能主要部分应引起足够重视。特别是大型综合体建筑项目在设计过程中，也要充分做到与时俱进。因此，在中央空调系统设计过程中实现节能环保，成为设计中的重点和难点问题。本文结合该工程情况，对节能设计的具体措施进行分析：第一、在选择冷水机组和风冷热泵机组设计过程中，选用综合部分负荷性能系数以及制冷性能系数均较高的冷水机组，能够更加快速适应负荷变化。第二、结合商业区域的功能、特点、规模等方面进行分析，合理划分空调系统环路，减小系统阻力，同时也便于运营管理。第三、商业区域在空调水系统设计过程中，采用变频水泵，根据空调末端负荷大小调节制冷量。同时采用供回水温差6℃冷水，大温差小流量，能够有效降低循环水泵输输送能耗。
中央空调系统管路的水力平衡也是空调节能的基本保证，也是设计工作中的重中之重。在空调水系统设计过程中，需要把控管道经济比摩阻和经济流速在合理范围内，合理设计管径大小。这部分工作细碎繁杂，大多数设计师会忽略掉，因此，设计出来的空调水系统，末端空调冷热不均，管路水流不畅，常常出现“肠根阻”的现象。
结论:
综上所述，现阶段，大型综合体建筑已经成为城市建筑中的主流趋势，并且建设规模逐渐扩大。中央空调作为其中的重要设计部分，不仅能够直接影响建筑工程的整体质量，还关系到建筑节能环保效果。因此，本文结合某大型综合体建筑工程实际案例进行分析[4]，从空调冷热负荷计算、冷热源、空调系统形式以及中央设空调设计中的重点难点，对设计方案详细阐述，希望能够为专业人士提供参考和借鉴，有效提高设计效果和水平。
参考文献：
[1]万筠,姜涛.东莞某城市综合体大型商业中心空调系统设计[J].引文版：工程技术,2016:268.
[2]杨瑞,郭荣春.某大型商业综合体空调通风设计[J].洁净与空调技术,2018,100(04):55-58.
[3]艾为学,曹铁军.某大型商业综合体中水产市场集中空调系统设计心得[C].中国建筑学会建筑热能动力分会第十八届学术交流大会暨第四届全国区域能源专业委员会年会.2013.
[4]胡清辉.沈阳某大型城市综合体中央空调设计思路[J].居舍,2017(36):78.
作者简介：马文科（1982~）；男；大学本科；工程师；建筑空调节能设计