大型超市暖通空调设计经济性分析

大型超市暖通空调设计的经济性分析
【摘要】：基于经济性及节能减排的要求，本文主要探讨大型超市暖通空调设计的思路，根据不同空间环境下如何进行负荷选取，暖通空调设备的配置，并结合工程实例给出具体的设计结果。

【关键词】：大型超市经济性节能客流密度负荷指标
中图分类号： tu96+2 文献标识码： a 文章编号：
一、前言
现代城市、超市无处不在，超市购物已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分，除了国际洋品牌，国内超市经过这十几年的迅猛发展，已从最初的社区型超市（supermarket）、普通型超市（superstore）、发展到现今的gms大型超市（general merchandise store）。

与传统百货商场相比，大型超市的平面布局、客流密度、商品种类及比重等均存在不同之处，因此进行暖通空调设计时应结合自身特点进行设计。

二、大型超市的平面布局
目前大型超市的自营面积在1万平方左右，如果外租招商面积较大的话，总建筑面积将高达2～3万平方。

超市的租赁区域一般为地下-1层、-2层或地上1层、2层，平面布局一般包含以下部分：1.招商外租区域：招商面积大小及招商类型一般由企业根据大型超市的整体规划而定。

例如餐饮类、精品类、服装品牌、家居用品类、服务娱乐等，外租区域的经营时间与超市经营时间不一定相同。

2.超市区域：按照大的功能划分，可以分为卖场区域和后场区域。

2.1. 卖场区域：约占70%左右的面积，是顾客购物的主要场所。

根据卖场区域经营的商品种类可以分为四大类
2.1.1.生鲜类：果蔬、鲜肉、海鲜、熟食、干货、面包等。

2.1.2.食品、用品类：休闲食品、酒类、日用品、小家电等。

2.1.
3.服装类:包括服装、鞋帽、床上用品等。

2.1.4.其他类：在卖场区域内的经营专柜、例如药店、图书等，其经营时间与卖场一致。

2.2. 后场区域：包括收货区，加工房，冷冻冷藏库，办公区，食堂，冷链、空调、制冰机等设备用房。

了解以上平面布局，并结合不同区域的经营时间、客流密度、照明等情况才能进行正确的负荷计算、冷热源的选取及气流方式的设计。

三、冷热源的选择
冷热源的选择应综合考虑以下几个主要因素：
1.首先要确定大型超市项目所在地的气候分区（即严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区）。

例如吉林长春属于严寒地区，不仅夏季要考虑空调制冷，还要考虑冬季采暖，因该地区采暖期长达160天左右，而夏季制冷空调期不到一个月，因此经济性设计主要应体现在冬季采暖方案上，常见设计方案可有如下选择：①水冷机组+市政采暖；②水冷机组+燃气锅炉③溴化锂直燃式机组（天然气）。

具体采用何种方案可以根据当地天然气的商业费用，燃气接口费，市政供暖商业费用，市政供暖接口费，商业用电，运
行成本，维护费用及设备初投资进行综合对比。

对于南京、上海等夏热冬冷地区可选用水冷机组+燃气锅炉或空气源热泵机组。

而对于福州、广州等夏热冬暖地区应优选水冷机组。

按照目前国内大型超市的规模及营运需求，水冷机组一般优先选用的是螺杆式水冷冷水机组。

2.其次要考虑是否有设备机房及设备安装位置的噪音问题。

笔者曾遇到部分项目因为没有空调主机房位置而不得不选择能效比较低的风冷机组方案。

也有的是因为超市租赁区域的顶部为居民区，存在冷却塔噪音扰民的情况，只能在后场区域采用风冷机组。

3.就大型超市内部而言，也应根据不同区域特点，选用不同的冷热源方案。

例如后场收货区的打单室、消防监控室、信息部，因为基本为24小时工作且面积不大，所以应设置独立的分体空调。

食堂区域由于使用时段较短，可根据实际情况安装一拖多空调或采用中央空调末端机组。

四、空调负荷的计算
北京某家大型超市位于朝阳区，租赁面积24000平方，建筑为地上2层，地下一层的钢筋混凝土框架结构、为独栋商业建筑，单层建筑面积约为8000平方，地下一层与部分一层为超市区域约为12000平方，一层其余区域及二层全部对外招租，面积约为12000平方。

该项目冷热源方案经过经济性比较最终采用螺杆式冷水机组+燃气锅炉。

其中制冷主机房位于地下一层、冷却塔及燃气锅炉房位于二层屋面。

下面对超市区域的空调负荷选用情况进行详细的说
明。

1.空调室内、外的设计参数
1.1.北京市空调室外设计参数如下：
1.2. 空调室内设计参数
根据节能及设计规范要求，空调室内设计参数如下：
2.负荷计算
2.1. 围护结构负荷：当前新建的公共建筑均需满足《公共建筑节能设计标准》中对围护结构热工性能的要求，而且一般大型超市出于防盗等原因一般会将超市区域中靠外窗的部分重新用墙体隔离、形成一个用墙体封闭的区域、因此围护结构的传热系数会更低一些。

2.2.人体负荷：人体负荷与新风负荷均与客流密度-即人员密度pf(人/m2）有关，对大型超市而言客流密度出现的时刻往往不是围护结构负荷最大的时刻（一般为14：00～16：00）。

此外客流密度的确认还应考虑如下因素①大型超市的货物一般为敞开式货柜销售，货柜的占地面积较大，可以按50%的面积计算②顾客一般是推着购物车或者拿着购物蓝购物③超市区域内，各个区域的客流密度有所不同，其中以收银区域和生鲜区域的较大。

综上所述，高峰时客流密度平均可以按每人5平方计算，即pf取值为0.2，收银区域计算值可取0.3。

超市区域工作人员和顾客的工作劳动程度可以看
作是轻作业、夏季人体负荷约为171w，如果pf取值0.2，则夏季人体负荷平均约为35 w／m2 。

2.3.新风负荷：根据设计规范，pf≤0.4时，最小新风量为19m3/h.人。

再根据客流密度及室内、外空气的焓值，即可计算出新风负荷的大小。

2.4.照明负荷：根据电气设计专业提供的数据，该项目主要采用t5等普通照明灯具，照明负荷约为35 w／m2，目前随着国家强制节能减排及led灯具成本的逐步降低，有些大型超市已经开始考虑使用更为节能且寿命更长的led灯具来替代传统的普通灯具，如果该项目全部替换为led灯具的话，照明负荷将降低一半左右，其经济性是很可观的。

2.5.设备负荷：在超市区域内常见的运转电机设备除了空调末端及通风设备外，就是熟食区域的一些加工设备，如烤鸡炉、电炸炉、干热柜等，但是这些区域因为设置有独立的排烟罩，所以对室内的热负荷影响较小。

以上各项负荷的计算结果汇总如下：
最后需要说明的是：在计算大型超市空调总负荷大小时应综合考虑招商外租区域的情况，该项目外租类型主要是餐饮、电玩城，由于经营时段不同所以采用隔离管理方式，外租区域均独立设置空调系统。

如果不了解这些情况，就可能导致冷热源总负荷重复计算、整个系统配置过大，不但增加初投资，还导致日后运行成本的提高。

五、通风与排烟系统的设计
大型超市由于客流密度较大，属于人群密集场所，必须设置排烟系统和送、排风系统，在经济性设计上有以下几个思路提供参考：1.排风系统可以与排烟系统共用一套系统，在出口处设置两台风机并联使用，既可以节约初投资，同时也可以节约空间。

2.部分后场设备间，例如冷链主机、整体式制冰机在运行时需要散热，设计时本应单独设置、排风和补风系统，可以将卖场区域的排风直接导入该设备房，既可以节约补风系统费用，而且冷却效果还更好。

3.换季时节室外空气温度较低，但室内较为闷热，为了节约空调运行费用，同时又满足室内的卫生要求，应考虑如何利用现有的空调通风设备将室外新风引入，对于收银区域（客流密度大）和有吊顶的服装区域（照明负荷大）还应考虑加大新风量。

六、其它事项
在大型超市空调系统的设计上还有以下几个内容需要引起重视：1.在冷冻冷藏柜区域布置空调风口时，要注意气流的设置不可以破坏冷柜循环的空气幕，以免增加冷柜的运行能耗。

2.为了减少蔬菜的干耗，空调风口不可对该区域进行直接送风。

3.对于冷冻冷藏柜及冰岛、冰台等区域由于存在冷量的部分外溢，该区域可以根据实际情况降低夏季冷负荷或增加冬季热负荷。

七、结论
大型超市暖通空调设计是否合理，经济性是优先考虑的重要因
素，而经济性应综合体现系统初投资、日常运行费用、维护成本等内容。

当前不少文章在探讨大型超市的节能设计，笔者认为节能仅仅是经济性设计的一部分，该项内容可体现在日常运行费用中，如果抛开系统初投资，维护成本等经济因素，仅片面的通过采用变风量设备、大温差机组或增加变频、自动调节装置来谈论整个系统的节能，这样的设计是有缺陷的。

以上内容是笔者多年从事超市设计的经验总结，希望对该行业设计人员有所借鉴。

参考文献：
〔1〕《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》gb50736-2012 〔2〕《公共建筑节能设计标准》gb50189-2005
〔3〕2007全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇-暖通空调动力
〔4〕尉迟斌，《实用制冷与空调工程手册》，机械工业出版社，2010年版。