中國建築科學研究院建築設計院 王強 王森 於洋 周芳 劉經緯 辛亞娟（注：如有侵權，請聯繫刪除）
一、工程概況
本項目位於北京市大興區西紅門鎮，地鐵大興 4 號線西紅門站以西。本項目為超大型購物中心，總建築面積約 508486m2，其中地上建築面積251186m2，地下建築面積 257300m2。地上建築主體為 3 層，局部為 4 層，建築高度 23.95m，電影院局部為 30m；地下建築為 3 層。
本項目為目前北京市單體最大的購物中心，建築物南北向約 500m，東西向約 250m，在超級龐大的體量中彙集了商業，餐飲，超市，電影院，美食廣場，精品街等各具特色豐富的商業業態，在建築設計上秉承歐洲購物中心的模式，室內商業街貫穿建築內部，商業街頂部為玻璃採光頂屋面，為室內提供充足的陽光，創造四季如春的室內商業空間。地下三層，除設備用房外全部為汽車庫，可提供6000 多輛車位，被吉尼斯評為全世界最大的單體地下車庫。
二、工程設計特點
本項目為區域型超大型購物中心，其建築設計理念為英特宜家集團的“為家庭而設計，為商業而建立”的商業理念，開發模式上具有歐洲商業購物中心的特徵，以下這些特徵因素使得本項目暖通空調設計有別於常規商場設計 , 同時也增加了設計難度：
一是大，建築規模大、佔地面積大、地下停車庫大；
二是多，行業多、店鋪多、功能多（集購物、餐飲、休閒、娛樂於一體）；
三是高，購物環境要求高，檔次高，舒適性要求高；
四是公共空間室內設計要求高，對相關風管及風口布置限制性高；
五是人性化設計要求高，為店鋪服務的空調風水及消防幹線不允許進入店鋪，只能設在後勤通道；
六是進行消防性能化設計，防煙排煙設計要求高；
七是綠色、節能、環保要求高，本著環境優先，以人為本的節能理念，並貫穿於整個設計、施工、運營管理中，這也是這個項目暖通設計的最大特點：
1）設計優先、主動措施優化的原則，採用了遠高於國內標準的建築圍護結構熱工節能設計；
2）單體建築超大冰蓄冷系統設計；
3）鍋爐大型混水直供系統的運用；
4）全部空調冷熱循環水泵及空調送排風機變頻技術的運用；
5）排風熱回收技術及採用超高效全熱回收效率熱回收設備；
6）嚴格的空調節水設計如採用閉式冷卻塔和空調冷凝水集中回收；
7）冷熱計量設置細到租戶；
8）暖通設備小到排氣扇的監測（控）設計；
9）地下車庫採用智能型誘導風機配合 CO 監控系統；
10）遠高國內標準的噪聲限值水平及嚴格的空調噪聲控制設計等。
三、設計參數及空調冷熱負荷
（1）室外設計計算參數
（2）室內空調設計計算參數
（3）房間通風量設計計算參數
（4）建築圍護結構熱工特性
建築圍護結構熱工特性由建築專業提供如下：
（5）空調冷熱負荷
本項目空調區域的建築面積為 18.5 萬 m2（不含租戶自設獨立空調的超市、影院和電氣賣場），夏季總冷負荷為 26.83MW，冷負荷指標為 145W/m2；冬季總熱負荷為 19.27MW，熱負荷指標為 104W/m2。
（指標說明：本項目餐飲店鋪數量較多，餐飲總面積佔地上出租店鋪面積的約 31%，在設計中考慮到本項目國際化標準檔次較高，為所有餐飲廚房預留了補風加熱及冷卻預處理冷熱量，此部分冷負荷所佔指標為 19W/m2，熱負荷所佔指標為 31W/m2，佔冷熱負荷的比重較大，不含此部分補風預處理負荷時，項目夏季空調冷熱標為 126W/m2，冬季空調熱負荷指標為 73W/m2。）樹上鳥教育暖通設計在線教學杜老師。
四、空調冷熱源及設備選擇
（1）空調冷源系統設計
1）冰蓄冷系統
本項目為大型商業建築，營業時間為早 9:00 到晚 23:00，集中空調系統的使用具有明顯的時段性，夜間僅物業加班等需要少部分負荷，結合北京地區的分時電價政策，經過方案論證，採用了冰蓄冷作為本工程的空調冷源。採用冰蓄冷的空調冷源方式減少本工程的空調配電容量，轉移和消減空調系統的用電高峰，緩解夏季用電緊張，平衡城市電網峰谷供電。在節省工程空調系統運行費用的同時，實現社會效益。
根據設計日逐時冷負荷表，分析設計日空調冷負荷性質如下：
設計日峰值冷負荷（ 13:00）：26830kW
夜間峰值冷負荷：1582kW
設計日總冷負荷：354336kW·h
設計日連續空調總冷負荷：15820kW·h
設計日總蓄冰冷負荷：338516kW·h
本項目採用部分負荷蓄冰系統，製冷主機和蓄冰設備為串聯方式，雙工況（製冷 – 製冰）主機位於蓄冰設備的上游，同時設置一臺基載主機在夜間低負荷使用及作為系統備用和補充，基載主機並聯運行，直接提供冷凍水。設置一臺製冷量為 450RT基載主機直接提供 6/12℃ 的空調冷凍水。設置三臺雙工況冷水機組，每臺主機空調工況下製冷量約為1866RT，冷凍液溫 5/10℃；每臺主機蓄冰工況下的製冷量約為 1197RT，冷凍液溫 -5.6/-2.38℃。冷凍液為 25% 乙二醇溶液。
夜間電價低谷時製冰系統將冰蓄滿，白天電價高峰時融冰供冷，融冰量通過改變進入冰盤管水量控制，各工況轉換通過電動閥門開關切換。
蓄冰裝置採用內融冰蓄冰鋼盤管，鋼盤管安裝在現場設置的鋼製保溫水槽內，總潛熱蓄冰冷量為30400RTH。蓄冰裝置出口冷凍液溫為 3.3℃。鋼盤管採用上下雙層佈置有效節省蓄冰設備佔用的設備機房面積。
2）冬季冷卻塔直接製冷系統
對於採用風機盤管加新風系統的內區商鋪需要常年供冷，在冬季溫度低於 5℃ 時，可停止冷水機組的運行，利用冷卻水直接經過板式熱交換器製備內區空調所需冷凍水，以節省冬季冷水機組運行電耗。該系統的供回水溫度為 8/14℃。
（2）空調系統熱源設計
本工程沒有市政熱力的條件，採用了燃氣鍋爐提供熱源，鍋爐房內設置 4 臺單臺額定輸出功率為5.6MW 的鋼製承壓熱水鍋爐提供 95/70℃ 一次水用於空調熱水及提供生活熱水換熱用一次熱媒水。
鍋 爐 採 用 臥 式 全 溼 背 三 回 程 型， 熱 效 率 達93.8%，並全部設置了煙氣熱回收裝置，進一步提高鍋爐綜合熱效率，降低運行費用，可為用戶帶來顯著的經濟效益。
五、空調系統形式
（1）空調水系統
1）空調冷凍水系統
空調冷凍水來自位於地下三層的製冷機房，空調冷凍水供回水設計溫度為 6/12℃。空調冷凍水系統為變水量系統，基載機組對應的水泵為定流量泵，融冰系統循環泵採用變水量泵。冷凍水循環水泵及分集水器分設在地下一層南北兩個子站中。水系統採用分區兩管制水系統。各區水立管按接空調機組、外區盤管、內區盤管分別設置。冷熱水管冬夏切換供水，內區常年供冷。
2）空調熱水系統
空調熱水來自燃氣鍋爐房。空調熱水採用二次泵變水量的系統形式，一次泵為定流量水泵，一次泵與鍋爐一一對應控制，為定水量系統；二次泵採用變水量泵，兩個系統以水力均壓器（大型混水器）來保證一二次水系統彼此獨立運行，減少了採用換熱器間接連接的熱量損耗，節省換熱器投資費用。鍋爐供回水溫度為 95/70℃，空調供回水溫度為60/50℃。空調熱水循環泵分設在南北兩個子站中，冷熱水管冬夏切換供水。
3）冷卻水系統
本工程冷水機組的冷卻水側採用定流量水泵，所有冷卻水循環泵均設置在地下三層的製冷機房內。冷卻塔採用閉式冷卻塔，設置在屋面上。和開式冷卻塔相比，閉式冷卻塔冷卻水水質不受外界影響，可減少水處理能耗；冷卻塔補水耗量相對小，減少水資源浪費。冷卻塔風機採用雙速風機，根據冷卻塔的回水溫度控制冷卻塔風機的運轉檯數和風機的轉速，在空調系統部分負荷時節省冷卻塔風機的運行電耗。同時冷卻水供回水管上設置旁通閥在過渡季節保持進入冷水機組的溫度。冷卻水夏季冷卻水供回水設計溫度為 37~32℃。
4）水系統定壓和水處理
製冷機房和鍋爐房設置全自動軟化水裝置，空調各閉式循環水（液）系統均採用氣壓罐定壓補水裝置給各系統補水（液）定壓。空調冷熱水、冷卻水系統設置微晶旁流水處理器除垢、阻垢、防腐、殺菌、過濾。空調冷熱水系統上設置真空霧化噴射式排氣裝置，提高水系統循環性能，減少管道腐蝕。閉式塔噴淋水系統設置自動加藥裝置。
5）冷熱計量
本工程在冷熱源站內冷凍水及熱水總管上都設計了總冷熱表，在給每個租戶空調水管都設置了冷熱計量表。
（2）空調風系統
1）空氣處理
熱回收型全空氣可變風量雙風機空氣處理機組主要用於步行街區域，新風經過新風段、初效過濾、中效靜電過濾殺菌除塵段、熱回收段後在旁通段和迴風混合經冷（熱）水盤管段、風機段處理後由空調送風管路系統送入室內。迴風由帶初效過濾的迴風段通過旁通段一部分和新風混合一部分通過熱回收段後經排風機段排出。送排風機均為變頻風機。
熱回收型新風機組的組合方式和熱回收型空氣處理機組的組合方式相同。此機組和空調處理機組功能不同，為送新風系統，運行控制按新風機組的運行方式執行。
空氣處理機組、新風機組均可根據房間 CO2 的濃度控制及不同工況下的風機變頻運行節省風機的運行電耗。
熱回收型空氣處理機組和熱回收型新風機組採用全熱轉輪式回收裝置。額定工況的全熱回收效率要求不低於 80%，可有效減少新風能量損耗。
2）商業步行街空調通風系統
步行街採用可變新風比的一次迴風全空氣系統，過渡季節可實現 100% 的新風比運行。採用熱回收型空氣處理機組，機組分區集中設在屋頂各機房內。步行街送風采用側送風口，各主要入口首層及送風射程較遠之處採用格柵內嵌球形噴口送風口送風， 其他步行街區域採用側送百葉風口送風。為達到室內嚴格的噪聲要求 , 除設置必要的消聲器外，在空調送風口前均設置了帶均流裝置、可測風量、調節風量和帶測壓功能的成品風口靜壓箱。
3）商鋪、餐廳、辦公等空調通風系統
商鋪、餐廳、辦公採用熱回收型新風機組與風機盤管機組結合的空調通風方式，以滿足各房間個性化的舒適性調節要求。房間風機盤管機組採用分區兩管制接管，外區盤管接冷（熱）水管，內區盤管接冷凍水。為地上店鋪、餐廳等服務的新風機組大部分設置在屋頂機房內，局部設置在四層。空調冷凝水均排至冷凝水立管並在地下一層集中回收。風機盤管機組帶有製冷和供熱轉換功能、風機三速調節和房間溫度的自動控制裝置，風機盤管支管上設電動兩通閥。
六、通風、防排煙及空調自控設計
（1）通風系統
1）公共衛生間、清潔間排風系統和店鋪預留排風系統
公共衛生間、清潔間排風通過屋頂設置的集中排風機排出。大於 100m2 的餐飲店鋪預留將來自設衛生間排風系統，按 60% 店鋪同時使用設計各層彙集分區集中排至屋頂，屋頂設置變頻排風機。
2）廚房通風系統
施工圖設計階段餐飲部分僅有餐飲面積，餐飲廚房通風按預留設計，各餐飲廚房設置各自獨立的通風系統，預留廚房排油煙、廚房補風、廚房平時排風的管段至屋頂，均從屋頂排油煙、排風和補風的取風，屋頂預留油煙淨化器和排風機的基礎；室內預留為廚房補風機組補風加熱和冷卻所需空調水管段。燃氣廚房設置事故排風系統，事故排風機與廚房平時排風機共用並採用防爆型風機，排風機設置為雙速風機，低速平時排風，高速事故排風。廚房事故排風換氣次數不小於 12 次 /h。
3）燃氣鍋爐房通風系統
燃氣鍋爐房設置平時通風和事故排風系統，鍋爐燃氣表間設置事故排風系統。事故排風換氣次數不小於 12 次 /h。鍋爐房的排風機和設置在鍋爐房內的送風機均採用防爆型風機。鍋爐的燃燒尾氣採用雙層不鏽鋼帶保溫的成品煙囪經建築豎井從屋頂排出室外。鍋爐煙囪排放符合國家和北京市鍋爐大氣汙染物排放標準。
4）地下汽車庫通風系統
地下停車庫按照建築防火分區設置通風系統，平時通風量按送 5 次排 6 次計算。並按照 6 次 /h 的換氣次數確定。通風系統 和 消 防 排 煙 系 統 合用，採用雙速風機。
車庫採用智能誘導通風系統，誘導通風系統可有效降低管線佔用空間，採用智能誘導風機，設備自帶 CO 感測探頭，設備有自動、手動工作模式，每個防火分區設置一集中控制器，智能化控制誘導風機和主排風機的啟停。
5）機電設備用房通風系統
地下暖通空調設備機房、柴油發電機房、配電設備機房、給排水設備機房、屋頂電梯機房等分別設置機械通風系統以滿足設備機房的通風換氣要求。
所有穿過設置有氣體滅火系統的設備用房的通風管道均設置電動多頁密閉風閥，在火災報警並施放滅火氣體前電控關閉穿過上述房間的通風管道。待滅火結束後，先電動開啟排風管上的電動閥並啟動排風系統排除滅火氣體，然後開啟所有電動閥恢復正常運行。氣體滅火的房間外牆上設有氣體滅火自動電控洩壓閥。
6）地下三層六級人防物資庫通風系統
戰時人防物資庫共分 6 個防護單元，按照防護單元設置獨立的機械進排風系統。戰時人防物資庫設清潔、隔絕兩種通風方式。
（2）防排煙系統
1）正壓送風系統
不具備自然排煙條件的防煙樓梯間設置機械加壓送風系統。靠近外牆的防煙樓梯間採用自然排煙但其不具備自然排煙的前室設置機械加壓送風系統。按消防性能化設計，中心島首層設置安全走道，各安全走道均設置加壓送風。
2）機械排煙系統
地下停車庫設置機械排煙系統和補風系統，與平時通風系統合用。排煙風量按照每小時 6 次換氣確定，消防排煙時補風量不小於排煙風量的 50%。
步行街部分進行了消防性能化設計，步行街採用機械排煙方式，劃分為 9 個邏輯防煙控制分區（不設擋煙垂壁），每個邏輯防煙分區不大於 3000m2，每個邏輯防煙分區的有效排煙量不小於 35.3 萬 m3/h，無需設置補風系統。在步行街屋頂同時設置可開啟的自然排煙窗，在機械排煙失效時可自動開啟排煙 窗實現自然排煙，自然排煙口的有效面積為步行街面積的 1%。
商鋪和餐廳部分進行了消防性能化設計，對於建築面積大於 100m2 地上房間應設置機械排煙，建築面積小於 500m2 排煙量的計算按 GB 50016–2006執行；對於建築面積大於 500m2 且不大於 2000m2 的商業，可將其作為一個防煙分區，機械排煙量不小於 60000m3/h。建築面積大於 2000m2 的商業空間，單個防煙分區的面積控制在 2000m2 以內。擋煙垂壁高度按性能化要求確定。帶多個防煙分區的系統排煙量同樣按最大一個防煙分區的排煙量計算。
非消防性能化設計區域如後勤通道、迪卡儂、超市、電氣賣場排煙設計按 GB 50016–2006 執行。其中影院排煙量按其體積的 13 次 /h 換氣和 90m3/h·m2計算，取大值作為設計排煙量，且同時設置補風系統，補風量不應小於排煙量的 50%。
（3）暖通空調系統的防火措施
空調通風系統在水平方向按照防火分區設置，所有穿過防火分區隔牆、樓板、室內豎井的空調通風管道均設置防火閥，防火閥採用單獨的支、吊架安裝，吊頂內的防火閥應在其下方設置檢修口。
吊頂內的排煙管道應進行保溫，並與可燃物保持不小於 150mm 的距離，保溫材料採用不燃的帶防火貼面的離心玻璃棉氈。消防風機、平時風機和空調設備和風管之間的軟連接、牆體伸縮縫連接均採用 A 級不燃軟管以確保其防火性能。
當局部發生火災時，停止一些與消防無關或於消防不利的空調通風系統的運行。豎向管井內的空調管道安裝後應對豎井內樓板處進行防火封堵，空調管道穿過防火分區隔牆處的縫隙應採用不燃材料封堵。
（4）空調自控設計
本工程暖通空調系統的自動控制是整個建築物樓宇控制管理系統 BAS 的一部分，通過該系統實現暖通空調系統的自動運行、調節，以減少運行管理的工作量和成本，節省暖通空調系統的運行能耗。採用 DDC 控制系統進行自動控制。DDC 控制應根據自控原理圖的要求提供相應的控制設備和器件，並組成完整的控制系統。
DDC 系統終端設備採用計算機控制、顯示方式。該系統應為開放型的系統形式，以便納入整個樓宇管理系統和連接消防控制系統。DDC 控制軟件應包括設備的最優化啟停、 PID 控制、時間通道、多臺多組設備的群控、動態圖顯示、能耗統計、故障報警、記錄和打印等功能。
本工程空調自控包含空調冰蓄冷冷源和空調冷凍水系統的監測與控制，空調熱源和空調熱水的監測與控制，空調系統和空氣處理裝置的監測與控制，通風運行控制等。
七、心得與體會
在北京薈聚中心設計初始，我們國家及北京市還沒有出臺綠色建築的相關標準、規範，但在整個設計中我們都貫徹了綠色低碳、節能環保的理念和措施，從另一個方面體現了設計的前瞻性。
現在大型購物中心設計項目與日俱增，然而此類項目體量龐大，人員密集、功能多樣等特徵，導致從消防設計、防火規範、從建造到運營的消防安全管理等方面均對建築設計形成了重大挑戰。因此面對一系列的消防問題急需總結、提煉和規範化，其中和暖通相關的防煙排煙等設計也是很重要的一個環節。
為此本工程項目組通過多次消防性能化論證及專家會議並與消防局、北京市消防總隊、我院防火所及英特宜家業主等多方團隊溝通、合作和反覆論證及研究，一同對本項目和類型項目的寶貴經驗、設計措施及消防管理問題，進行系統分析歸納和提煉，完成了《大型購物中心建築消防設計與安全管理》一書，對消防設計、施工、消防安全檢查管理有很大的參考價值。
在本工程開業運行中冬季出現入口區域偏冷的情況，經過回訪並通過實測分析發現風量平衡失調嚴重，某些餐飲租戶為了節省運行費用，排油煙時未開啟補風機而是通過負壓作用直接從臨近餐廳吸取空氣來補風，嚴重的破壞了原設計風量的平衡，不僅造成空氣環境在一些區域惡化如冬季入口區域，同時在空調季為加熱或冷卻這些侵入和滲入的室外空氣需要消耗額外的能量，造成不必要的能源浪費。對於餐飲租戶的通風，設計要求補風機要和排油煙風機連鎖開啟，並對風機運行進行監測和物業監管，但實際工程中沒有做到位，後經過部分整改已初步達到了較好的效果。
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