广州地区某地下商场空调系统的调研.docx

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广州地区某地下商场空调系统的调查研究
广州大学 曹青，冀兆良，马惠芳

摘要 本文对广州市某地下商场的空调系统进行调查，并对其室内的温湿度、CO2浓度、及客流量进行了测试，通过分析调查和测试结果，指出了地下商场空调存在的问题，并提出相应的对策。
关键词 商场 空调 客流量

近年来，随着人民生活水平的提高、消费水平的增强，各类大、中型商场的数量不断增加。广州地处珠三角，有着浓厚的商业氛围，在各居民区区周围大小商场更是屡见不鲜。由于人口的增加，地下商场、地下商业街的发展也很快,已成为城市商业网的重要组成部分。
1 地下商场空调负荷分析
地下商场空调负荷是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。地下商场与普通商场在负荷计算方面既有相同之处又有其自己的特点，即冷负荷虽然也是由建筑负荷，照明负荷，设备负荷、人体散热及散湿以及新风负荷五个部分组成，但各项有其自身特点，地下建筑由于土壤的蓄热特性，使得大地具有一定的温度调节能力，相对空气而言，土壤的温度相对稳定，全年温度波动小。在夏季能保持相对稳定的低于地面的温度，冬季保持相对稳定的高于地面的温度。根据测定10m深的温度相当于该地区的全年平均气温，在大多数情况下比气温高1℃～2℃，且不受季节影响,这对于空调来讲是有利的。通过围护结构传热可近似认为是稳定的，并且没有太阳的辐射得热,因此围护结构所产生的负荷占总负荷的比例很小，此外对于地下商场而言，不管室外天气情况如何，只要是营业时间，都须开灯，照明负荷也可认为是基本不变的。商场内的设备也是长年开启，基本不会变化。商场人流较密集，人体散热及散湿的取值取决于室内环境的温湿度和人员数量。新风负荷按下面的公式计算：

式中：——新风量，；——室外空气的密度，；
——室外空气的焓， ；——室内空气的焓，。
由此可见新风负荷的多少也取决于室内设计参数和室内人员数量。据此不难看出地下商场的空调负荷主要取决于室内设计参数的确定和人员的数量[1]。
2 广州某地下商场空调系统调查与测试
2.1.建筑概况
该建筑广州市某繁华地段，2003年开始营业，建筑面积10700㎡，建筑共有地下两层，卖场分布是负一层为食品（干货、冷冻食品、熟食）；负二层为清洁用品、鞋子、服装、日用百货、家用电器。营业时间周一至周五为8:30-22:30，周六周日为8:30-23:00。
2.2 商场空调概况
该商场采用全空气空调系统，新风系统采用负压新风的方式，空调总装机容量650冷吨，气流组织方式为上送上回，空调日使用时间是8:30—22:30，全年空调运行时间一般是全年开启。图1中显示该商场2月份各设备耗电情况。从图中可以看出，此月商场空调耗电量占总耗电量的34%，但2月份不是空调耗电的高峰期，由此可见，商场空调耗电是商场能耗的主要组成部分之一。

图1 商场各设备能耗图
2.3测点分布
根据地下商场负荷的特点，本文对商场内温度、湿度、CO2浓度及商场的客流量进行了测试。
室内温湿度及CO2浓度测点分布为：各层设三个测点，分别分布于不同的商品区。
测试天数为7月8日（周日）和7月10日（周二）。
2.4测试结果
2.4.1客流量测试结果分析
图2 各时刻在商场内购物的客流量统计表
图2为商场在7月8日和7月10日两天各时刻在商场内人员数量统计表。从图中可以看出，上午10:00-12:00、下午16:00-一八:00、以及晚上19:0021:00是该商场的客流高峰期，其中周日的客流最高峰集中在晚上19:00-21:00，周二各个时刻的客流量分布较均匀，无明显突出的高峰；周日的客流量明显大于周二的客流量。
图3、图4分别7月8日和7月10日两天各时刻各层客流量分布情况，周日负一层客流量明显大于负二层客流量，晚上负二层客流量增大；周二，负一层、负二层客流量相差不大，负一层的客流量略大于负二层客流量。各层客流量分布的差异，主要是与商场内柜台密度、商品集中度及商品的工艺布置、商品的类型有关。
图3 周日各层客流量 图4 周二各层客流量
2.4.2室内外温湿度测试结果分析

图5 周日室外温湿度 图6 周二室外温湿度
图5、图6为测试日的室外温湿度图。测试日7月8日的室外干球温度在测量时间内的温度为30.5℃～37.2℃，相对湿度为55%～78.6%，室外干球温度日平均值为33.4℃，相对湿度为65.9%；7月10日的室外干球温度在测量时间内的温度为31.8℃～38℃，相对湿度为54.5%～77.2%，室外干球温度日平均值为34.6℃，相对湿度为63.2%。测试日的温度和湿度基本接近设计工况。

图7 周日商场内温度图 图8 周二商场内相对湿度图
图7-图10为商场内温度和相对湿度的变化图。给出了商场内温度和相对湿度的实测值曲线图。从图中可以看出：商场周日室内温度比周二的室内温度高；负一层温度高于负二层温度；商场周日室内湿度比周二的室内湿度高；负一层湿度与负二层湿度接近。周日商场内负一层全天平均温度为28.4℃比周二的平均值高0.9℃；周日商场内负二层全天平均温度为27.6℃比周二的平均值高1.8℃。周日，商场负一层全天平均温度为28.4℃比负二层高0.8℃；周二，商场负一层全天平均温度为27.9℃比负二层高2.1℃。周日商场内负一层全天平均湿度为66.3%比周二的平均值高5.4%；周日商场内负二层全天平均湿度为65.8%比周二的平均值高4.4%。周日，商场负一层全天平均温度为66.3%比负二层高0.5%；周二，商场负一层全天平均温度为60.9%比负二层低0.5%。
测试日，该商场负二层测试温度低于百货商场室内空调设计计算温度26℃，负一层测试温度高于设计值；该商场室内测试湿度与商场室内空调设计计算湿度值接近。

图9 周日商场内温度图 图10 周二商场内相对湿度图
2.4.3室内CO2浓度测试结果分析

图11 周日商场内CO2浓度 图12 周二商场内CO2浓度
商场内空气中CO2浓度变化如图11、图12所示。商场内空气中CO2浓度随着商场客流量的增加不断增加，同时受商场内人员数量的影响也出现不同程度的波动。商场内负二层的CO2浓度高于负一层CO2浓度，尽管负一层的客流量大于负二层的客流量。周日商场内CO2浓度高于周二。
测试日内，该商场各时刻CO2浓度一般均高于《采暖通风与空气调节设计规范》规定的室内污染物CO2 1000ppm的容许浓度。
3 存在问题分析
⑴ 室内环境
建筑节能是在保证健康、舒适、安全的室内环境的前提下提高能源利用效率，保护环境，而不能以牺牲室内的舒适性来换取节能的目的。通过商场的测试发现：商场建筑室内空气品质并不令人满意；被测商场内温湿度分布不均匀，有的商品区温度在28℃～30℃，而同时也有的区域温度低至23℃；商场各楼层间测试湿度相差也较大，有的商品区内湿度在70%左右，而同时也有的区域湿度低至55%左右；商场内CO2浓度一般均高于《采暖通风与空气调节设计规范》给出的室内污染物CO2浓度1000ppm的容许浓度；商场内部分顾客能感觉到生鲜食品、清洁用具、皮具等商品的气味，也能感觉到有刺激性气味。
⑵ 照明设备
商场内不论是晴天还是阴天，所有照明灯具、设备在营业时间内全部开启，增加了室内空调负荷，且被调查商场的照明功率密度为14～31 W/㎡均大于《公共建筑节能设计标准》（广东省实施细则）规定的一般商店照明功率密度12 W/㎡和一般超市营业厅照明功率密度一三W/㎡。
⑶ 自控系统与运行管理
多数现有商场空调没有BAS自控系统，一般是根据客流量的多少手动控制冷水机组的启停。同时空调机风系统和水系统自动调节能力差，容易造成室内冷热不均的情况。有些商场里的管理人员的运行管理水平不高，尤其是空调方面的管理人员，大多数人员不具备必要的制冷空调节能运行基本知识。
4 改进措施
针对商场空调存在的问题，提出以下措施：
⑴合理调整新、排风系统，及时排出商场内的不良气体，提高商场内的空气质量；
⑵由于商场内温度分布不均，不断变化的客流量对商场空调负荷的影响很大，商场空调系统宜采用变风量空调系统，进行分区控制来均衡不同分区的温度分布，及满足不同负荷时的舒适要求，同时达到节能的目的；
⑶加强建筑节能管理，采用节能照明灯具，降低室内照明功率的密度，以减少照明灯具的用电量，实现照明节能。
⑷ 设置自动控制系统，配套节能空调系统；
5 结论
通过对此地下商场的调查测试，针对今后的地下商场空调设计提出以下几点建议：⑴ 在对地下商场进行设计时应该先对该区域商场的客流量进行调查测试分析，以确保设计负荷满足商场空调实际负荷；⑵地下商场空调设计的关键应是新风量的设计，在确定新风量时，应该按照过渡季节的全新风量作为商场新风取值的最大值，以满足地下商场的需要。
参考文献
[1] 地下商场空调节能设计与管理.李义文，茅清希.建筑热能通风空调， 2003 年第4 期：23-25
[2] 《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019-2003）北京，中国建筑工业出版社，2003
[3] 《公共建筑节能设计标准》（GB50一八9-2005）北京，中国建筑工业出版社，2005

曹青，女，1983年1月生，在读硕士研究生，联系地址：广州市番禺区大学城外环西路230号广州大学广大生活区B一八-511，邮编：510006.x一三5604一五111，一五905438798.E-mail：caoqing526x163x

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