地下商业建筑暖通设计问题的探讨

1、地下商业建筑暖通设计问题的探讨城市建设日新月异，使可开发利用的土地资源日益紧张，合理开发地下空间是高效利用土地资源，节约用地，改善空间环境的有效途径之一。在这一背景下，作为商业用途的地下建筑工程越来越多。为了改善购物环境，更好地发挥经济效益，地下商业建筑一般都设置空调通风系统。笔者结合上海铁路南站南广场地下商业建筑综合开发的设计工作，就地下商业建筑空调、通风及防排烟设计中的有关问题作一些探讨。1地下商业建筑暖通设计的主要特点地下商业建筑一般由地下商场、办公室和附属用房（地下车库、柴油发电机房、变配电间等）组成，与地上商业建筑相比，具有以下几个特点：1.1 地下商业建筑空调负荷由围护结构负荷、照

2、明负荷、设备负荷、人体负荷及新风负荷等组成，其中前三项数据基本为定量，而后两项的人体负荷及新风负荷（占空调负荷的绝大部分）随客流密度的变化而变化，因此必须重视客流密度的取值。 1.2 地下商业建筑围护结构负荷较小，散湿量较大，因而造成夏季的热湿比偏小， 1000。因此空调系统设计需考虑较高的降湿要求。1.3 地下商业建筑冬季负荷比地面商业建筑小得多，其负荷主要来自新风，它的空调过渡季较长，因此空调系统应考虑使用全新风的可能，达到节能目的。1.4地下商业建筑的商场区域和办公区域使用空调的时间有所不同，因此空调系统应考虑能分区调节使用。1.5 地下商业建筑内的附属用房，如地下车库、柴油发电机房、变

3、配电间等应设独立的送、排风系统。1.6地下商业建筑一旦发生火灾，将会造成严重损失。因此，室内防火及防排烟设计必须引起高度重视。2 工程设计参数的选用 2.1 温、湿度参数：温、湿度是地下商业建筑室内空气环境的重要指标。表1 列举了相关规范和标准所规定的商场（店）温湿度参数：表 1 温湿度参数夏季冬季规范标准名称T（） （%）T（） （ %）采暖通风与空气调节设计规范（GBJ 19-87 ）（ 2001 年2428406518224060版）商店建筑设计规范（JGJ 48-88 ）2628556516183050（人工冷源）（人工冷源）人民防空工程设计规范（GB 50225-95 ）307016

4、30人民防空地下室设计规范（GB 50038-94 ）28751630商场（店）、书店卫生标准（GB 9670-88 ） $奪26284070163080从表 1 中可以看出，温度的取值基本相同，但湿度差异较大。笔者认为就地下商业建筑而言，由于围护结构壁面渗水等原因，它的余湿量远大于地面商业建筑。出于节能和降低空调投资方面的考虑，室内控制湿度建议取规范的上限值。2.2最小新风量参数：目前各种规范和标准所规定的最小新风量参数各不相同，具体见表2：表 2 最小新风量参数规范标准名称最小新风量 ( m3/(h ·人 )采暖通风与空气调节设计规范（GBJ 19-87 ）（ 2001 年版）8

5、商店建筑设计规范（JGJ 48-88 ）8.5人民防空工程设计规范（GB 50225-95 ）15人民防空地下室设计规范（GB 50038-94 ）15商场（店）、书店卫生标准（GB 9670-88 ）20从表 2 中可以看出，最小新风量参数有较大差异。目前国内商业建筑空调设计中新风量的取值一般为815m3/(h·人 ) ，这一数值与美国ASHRAE的推荐值大致相同。但实际上， 国内商业建筑的客流密度远高于发达国家商业建筑，因此其人均占有空间远低于发达国家，商场卫生状况普遍较差。据此建议较高标准、常年客流密度较大的地下商业建筑最小新风量按照国标商场（店）、书店卫生标准的规定，采用20

6、m3/(h·人 ) 。这样也便于通过当地卫生防疫部门的审批。2.3 空气含尘浓度参数：按照国标商场（店）、书店卫生标准的规定，商业建筑内可吸入颗粒物0.2mg/m3，细菌 6000个/m3。按此规范就要求对新风和回风进行粗效和中效两级空气过滤处理。3 空调系统形式目前地下商业建筑空调系统常用的空调方式主要有以下几种：风机盘管机组加新风系统，一次回风定风量系统和二次回风定风量系统。3.1 风机盘管机组加新风系统，因为其除湿能力和过滤能力差，无法满足室内卫生要求，同时由于须设水配管，增大了漏水危害商品的可能性，另外维修也不方便，因而采用较少。3.2 目前采用较为普遍的是一次回风定风量系统

7、另加独立的排风系统。其优点是：维修保养方便；过渡季节可利用全新风消除室内余热余湿，减少冷水机组的运行时间；可以对新风、回风进行粗效、中效两级空气过滤处理，使室内空气达到卫生标准；气流组织合理，噪声易于控制。然而在人员密度较高的地下商业建筑中采用一次回风定风量系统，存在着室内相对湿度不易保证的缺点。这是因为地下商业建筑夏季热湿比较小，室外空气经过空调器的降温降湿处理后，其相对湿度一般要达到80%以上，这时送风温度必须提高，才能满足湿度控制的要求。要解决这个问题，一是采用二次回风系统，利用二次回风提高送风温度；二是利用冷水机组冷凝器的冷却水来加热送风，提高送风温度。两者均能降低送风温差，在不增加电

8、加热或以蒸汽、热水为介质的加热设备的基础上， 达到降低室内相对湿度的目的。其中方法二不但利用了冷却水的余热，而且能降低冷却塔的负荷，是一个切实可行的节能措施。3.3 二次回风定风量系统由于系统较复杂，且控制要求烦琐，因此一般较少采用。 4 回、排风设计对于大面积地下商业建筑而言，回风不畅极易造成室内温度分布不均。空调回风不应简单地利用设在空调机房墙上的百叶风口集中回风，而应设置专门的回风管，这样有利于改善气流组织，同时可避免机房噪声传至室内。空调系统中，排风系统的设计往往影响到室内新风量。由于地下商业建筑封闭性强，如不处理好排风设计，就会造成空调系统运行时，室内静压过高，新风反而补充不进来。这

9、样在过渡季节就无法实现全新风运行，造成空调能耗增加，甚至连最小新风亦可能无法保证。建议排风采用双速风机（或双风机），夏季用低速（或只开一台），过渡季采用高速（或两台同开）。5 防火及防排烟设计由于地下商业建筑的封闭性强、出入口少、无自然采光等特点，使得火灾危害性要远大于地面建筑。更为重要的是地下商业建筑内火势的蔓延方向及高温有毒烟气的流动方向与受灾人员的疏散方向一致，都是由下而上，而火势和烟气的扩散速度又大于人员的疏散速度，因此地下商业建筑中的防火及防排烟设计必须引起高度重视。5.1 防火和防排烟方式：防火设计中应考虑设置专门的疏散通道，设计中考虑对疏散楼梯采用正压送风，保证楼梯间压力>

10、前室压力 >走廊压力，形成压力梯度。地下商业建筑的排烟方式一般采用机械排烟，但须考虑消防补风。通常可利用疏散出口作为自然补风口，当不具备自然补风条件时，应采用机械补风的方式。考虑到地面不宜多设风井，故空调系统的进风口可兼作消防时的补风口，排风口兼作排烟口，这样就可利用空调箱内的送风机进行消防补风。当发生火灾时，消控中心关闭空调送、回风管上的电动防火阀，打开消防补风管上的电动防火阀进行消防补风。5.2地面疏散出口的设置：地下商业建筑的地面疏散出口，既是人员安全疏散的必经之路，也是自然补风的进风口。因此必须避免受到火灾烟气的影响，宜设置在常年主导风向的上风方向，且与地面排烟口保持20m30m

11、的距离。 5.3排烟口的布置：排烟口应按防烟分区，以30m半径的控制范围进行布置，宜设在走道的顶棚上且避开安全疏散出口。因为如果排烟口位于安全疏散出口较近的位置，将影响人员的安全疏散。6 平战功能转换要求地下商业建筑一般均为平战结合的人防工程，因此其空调通风系统应满足平战功能转换的要求。 6.1 战时作为物资库：由于物资库的最大面积可划分到2400m2，而地下商业建筑防火分区满足一定条件时，可达2000 m2，因此可将两者统一以2000 m2 划分。通风采用平时通风系统，就能保证战时12 次 /h 的换气要求。 6.2 战时作为二等人员掩蔽部：防护分区一般为800 m2，掩蔽人员为800 人。

12、战时当室外空气未被污染时，采用清洁式通风，通风量为40005600m3/h；当室外空气被污染但并不严重时，采用滤毒式通风，通风量为16002400m3/h；当室外空气被严重污染或滤毒器等设备需检修时，采用隔绝式通风。清洁式通风量和滤毒式通风量都远低于平时通风换气量（一般为30000m3/h 左右）。另外，由于战时通风机需克服滤毒器等设备的阻力，因此其风压要远大于平时通风机，故战时通风系统宜与平时通风系统分别设置，战时每个防护单元设置独立的通风系统。7 工程设计中的几点体会7.1 为防止室外空气侵入室内，增加空调负荷，地下商业建筑的对外出入口应设置空气幕。7.2 地下商业建筑由于需要引入大量的室外新鲜空气，所以相应的排风量较大。空调负荷中，新风负荷占的比例很大，因此合理地回收排风能量是空调系统节能的一项有力措施。在有条件的情况下应考虑设置全