浅谈商场类建筑置换通风设计方法

【摘要】：商场类建筑作为一种复合型的公共建筑，相比其他类型建筑人流量大、用电设备多、各商铺集中，建筑内空气质量低下、耗电耗能多成了其突出的特点。传统的混合式空调系统不能满足新式商场类建筑通风的要求，置换通风系统的出现，在提供商场各层工作区高品质空气、节能减排方面都显示出了其独特的优势。本文简要分析了商场类建筑置换通风的设计方法。

【关键词】： 商场类建筑；置换通风；设计

国内城市空气质量日渐降低，商场类建筑日渐增加，且大部分处在交通拥堵、人流量大的闹市区，从而使商场建筑内部对于空气的质量要求也日益提高。 随着社会经济不断发展，各城市大规模商场林立，必然导致情况日益紧张，商场类建筑室内通风系统的优化工作势在必行。良好的置换通风在商场类建筑中的应用不仅在室内温度控制、湿度控制上有独到的优势，而且还能为长时间处于商场内工作和休息的工作人员以及顾客提供高质量的、极舒适的空气环境。

1.商场类建筑置换通风的概述

1.1置换通风的原理

置换通风是一种建筑物通风和空调的创新概念，通过利用自然热浮力来改进通风效果[1]。置换通风顾名思义就是以新空气置换旧空气。据有关研究，室内温度会产生分层，不同的气流层密度不一样，此密度差即成为了通风气流即热气流上升、冷气流下降的动力。置换通风系统的设置中，送风分布容器进风口一般靠近地板，出风口一般设置在房间的顶部，可以使得送风气流和室内空气保持很小的掺杂混合程度。送风口进入室内的新鲜空气一般比室内温度低2～4摄氏度，低温、低湿的新风在重力作用下先是下沉，然后慢慢扩散并在地面表层形成一个薄层，相当于直接把新鲜空气送入了建筑每层的工作区。室内的人群和各种散热设备成了热源，热源产生的热浑浊气流由于浮力上升，于是产生了向上的对流气流，并不断卷吸周围的空气。送风口进入的新鲜冷空气随着对流气流上升成为室内运动的主导气流，上升过程吸走周围热量，同时出风口还有抽气作用。

1.2 商场类建筑置换通风的特点

商场类建筑内客流量大，多处于城市主干街道旁，室内空气含可吸入粉尘浓度、漂浮细菌浓度极容易超标。商场售卖区或活动区产生热污染，热气流向上后不断被进入的新鲜空气所取代，空气在达到稳定状态时便会以温度和浓度的区分上形成两个区域：上部混合区和下部单向流动清洁区。从而就可以保证商场人群长时间处于下部清洁区，也不至于像空调混合稀释室内空气那样耗能太多。新鲜空气进入室内后弥漫在各层的底部区域，接着吸收余热以对流的形式向上升起，上升的气流直接到楼层上部的无人区域。通风系统优良性主要衡量指标有：①通风气流寿命；②通风效率；③换气效率；④空气舒适度[2]。商场类建筑一般为多层建筑，而且各层连通性好，由于室外空气不宜直接被引入室内，为了保证换气效率和空气舒适度，应在各层设置进风口，设置通风管道，以楼梯通风管道设置契机，并在商场顶层设置出风口。

2.商场类建筑置换通风的设计方法

2.1 商场置换通风的设计常用方法

置换通风设计方法应用在商场类建筑上，可以在总通风量计算的基础之上确定商场置换通风系统设计的若干临界值。大部分商场设有空调，但是由于空调机组过滤效率不高，导致空气质量较低。商场类建筑可以发挥统一规划的优势，采用置换通风系统，借用室外清洁度高、温度低、污染程度小的空气泵入室内，还可以因地制宜充分利用自然通风的条件，并及时排除商场内部热空气。

目前商场类建筑常用的置换通风设计方法包括基于温度的设计方法和变化区域法[3]。对于大部分室内空气洁净度较高的建筑来讲，以前者为主。此时，热源是唯一的污染源，实现气流温度的分层后，则要追求两个气流层空气量即送风量和出风量的平衡。后者是在热源不是唯一污染源时适用，它依据变化区域不同风量的差异现状来达到全体积送风量来满足变化区域高度整个风量总和。商场内实现置换通风，相比空调通风能提供更高品质的空气，而且具有通气效率高、舒适度好，实用性强，设备设计与商场兼容性高，耗能低，运行费用低等优点。同时，该方法还能保持室内适宜湿度，不仅能改善空气质量，还能有效排除热量及其他污染物。

2.2 商场置换通风设计方法上的研究和应用拓展

中大型商场一般位于市中心，车流人流较大，建筑外的空气质量低，不能直接引入商场内。如夏季室内人流量大，产热多，大规模空调的开启在用电负荷上压力较大，节能减排势在必行。利用置换通风系统，可以有效排出商场里多于的热量和二氧化碳以及粉尘等污染物。与置换通风原理及其相似的自然通风，可以利用商场建筑高度产生的气流温差，加以低耗能的通气辅助装置，既达到了提高空气品质的目的，又能节能。尤其在不需要使用空调的温和季节，在保证空气质量、舒适度、减少耗能方面利用置换通风转换自然通风功能有着无可比拟的优势。必然可以降低商场内部空调局部使用时间。置换通风最初的应用是在纺织厂、焊接车间以及其它一些存在热污染源的厂房中[4]。商业的发展以及人们休闲活动时间增多使得在全面通风在商场建筑中有着很大的应用需要。它要拓宽应用，有赖于置换通风末端产品的发展和新产品的开发，还应促进商场承建商以及业主对置换通风系统的认识，加大推广力度。

3.商场类建筑置换通风设计的影响因素

由于商场内部空间大，商品区、餐厅、电影院等等人员拥堵的地方往往产热极大，除热污染外，常伴有其他污染物的混杂。此时不仅对于置换通风系统的送风量有较高的要求，而且还有诸多影响因素。当送风温度高时，室内湿度的控制难度大。室内污染物密度大于进风空气时，置换通风的应用有缺陷。由于进风需要冷风，那么室外温度特别高的时候置换通风系统的应用就出现了限制。小型商场，由于建筑空间不如大中型商场空间大，在高度上不能形成有利于置换通风的气流分层要求。大中型商场建筑中，热气流自下而上流动，置换通风系统将新鲜空气排送进人群集中区，上升的热空气的流速与进风口风量大小和顶层排风口排抽作用强弱有关。由于置换通风系统存在热力分层，商场建筑玻璃材料多，致使阳光辐射进入室内形成了第二热源，它对置换通风系统有不利影响。

4.结语

现阶段应完善各商场现有通风系统，扩大新建商场在置换通风系统上的应用，结合实际情况对不同规模、类型商场采用合适合理的设计方法。结合空调系统和置换通风系统，使商场在不同季节从整体和局部通风上实现灵活运用，是较好的方案。针对耗能密集的活动环境，以及考虑外界因素对置换通风系统的干扰，在设计方法上实现优化，利用这种模式的通风特点和优势，降低投资成本，为其在商场内的应用开辟更为广阔的前景。

参考文献

[1] 郑国忠，荆有印.置换通风的研究与应用现状[J].节能，2005，（04）：16-19.

[2] 吴，武文斐.置换通风国内外研究及应用状况展望[J].建筑热能通风空调，2004，23（5）：24-29.

[3] Guobing Zhou. Energy performance of a hybrid space-cooling system in an office building using SSPCM thermal storage and night ventilation. [J].Solar Energy，2011，85（3）.

[4] 陈光，王东伟，方正平，戴新.置换通风的发展及研究现状[J].建筑热能通风空调，2007，26（2）：23-28.