國際高端會議場館空調系統設計
——2017廈門金磚峰會主會場空調改造工程

吳建平

(廈門佰地建筑設計有限公司 福建廈門 361000)

1 概況

2016年10月在印度金磚峰會結束會議上，習近平主席宣布2017中國金磚會議將在廈門舉辦。經過廈門市政府與建發集團等多方論證后，主會場確定為廈門市國際會議中心。會場改造的設計工作由北京市建筑設計研究院及廈門佰地建筑設計有限公司共同承擔。

主會場原狀為廈門國際會議中心，總建筑面積約14萬m2，其中，地上建筑面積約11萬m2，地下建筑面積3萬m2。主要功能包括一幢五星級酒店(C區)、會議中心(A區)、宴會中心(B區)及音樂廳(D區)等4部分。主要改造范圍在A區的局部，A區、B區之間增建2層建筑，并增加迎賓落客區。根據新的裝修方案，對吊頂風口點位進行調整。此次改造部分的面積為33 218.5m2，各分區外貌如圖1所示。

暖通部分在維持原系統不變的基礎上進行改造，改造區域內根據建筑格局進行末端設備選型，確定氣流組織的形式，布置管線并確定末端送風口的形式和位置，主立管及地下大部分主干線等維持現狀不變。配合裝飾專業進行末端點位的調整，消防設備、消防樓梯的通風設施保持不變。

2 改造前期工作

首先，消化原工程設計圖紙、竣工圖紙等，進行現場勘察。其次，結合原設計圖紙及現場勘察情況，出具管線及設備拆除圖。要求施工方能利舊的盡量保留，拆除后的水管、鐵皮等材料盡量回收利用，以節約成本。最后，要求主機、水泵、冷卻塔、利舊部分的空調箱及水閥等設備供應商，進行全方位的檢測，并出具相關報告。根據報告結果，進行設備更換、維修、清洗等相關工作。

圖1 改造會場外貌圖

3 空調冷源設置

3.1 冷源配備現狀

現狀總冷負荷約14 500kW,地下一層冷凍機房設1200RT離心式冷水機組3臺，另設525RT螺桿式冷水機組1臺，供回水溫度為7℃/12℃。其中，A區4300kW、B區2700kW、C區5800kW、D區1050kW。經計算，原有冷源能夠滿足此次改造的冷負荷需求。

3.2 冷源備用需求

為了保證會議期間空調系統不間斷性使用，除設置UPS電源外，主機臺數及主要場館的末端設備均考慮相應備用措施。冷源系統在改造設計過程中經多次討論有以下兩種備用方案：

方案一，根據物業反應，會議中心空調系統常年運行最高峰時，主機開啟的臺數為3臺(2大1小)，有1臺設備處于常年備用狀態。主要是因為末端未出現滿負荷運行狀況。另，業主告知，會議期間C區酒店部分可不運營，即使運行也可考慮在會議期間關閉C區空調(約1600RT)。故，將其中1臺1200RT的主機定義為備用機組。

方案二，根據管理公司要求，主要考慮后期末端使用的不可控因素，該工程增設1臺1200RT主機及水泵等相關配套設備，作為備用機組。

最終，經由各方討論決定，為了保證主系統運行的絕對安全，系統做了超規范設計，選擇方案二。

會前3個月(即設計工作結束后2個月)收到相關部門通知，C區酒店將作為某國領導人及其陪同人員的入住酒店，正好應驗了設計階段選擇方案二的正確性。

4 末端配備

4.1 室內設計參數(主要房間)

室內設計參數如表1所示。

圖1 室內設計參數[1]

注：1A-鳳凰廳(五國大會議870m2)，1D-同文廳(雙邊會議480m2)，1E-大同廳(雙邊會議480m2)，1F-嘉禾廳(五國小會議825m2)，1G-白鷺廳(迎賓廳835m2),2E-鼓浪廳(5+9主會場1350m2)。

4.2 空氣處理

(1)各會議室采用一次回風全空氣整體變風量空調系統，空調機組分區域設置。夏季、冬季空調機組按最小新風比運行；過渡季可增大新風比運行，最大新風比為70%。為適應新風量變化，對應設置的排風機變頻運行。排風量按滿足室內允許正壓值確定。

(2)現狀空調機組均未設置空調加濕系統。根據業主要求，此次改造空調系統可只考慮夏季工況下高端會議的要求，故，空調機組維持現有的形式，不設加濕。

(3)改造區域內的空調機組和新風機組，采用初、中效兩級過濾處理。會議、茶歇等區域的空調機組和新風機組設置凈化裝置，凈化方式采用高壓靜電加光氫離子的空氣凈化裝置。貴賓休息室等區域的風機盤管回風箱，設置光氫離子空氣凈化裝置。經處理后的空氣中臭氧濃度，需滿足國家標準的相關要求。

4.3 末端選型

考慮到鼓浪廳的重要性，該房間末端的配置設有備用功能。

經計算，鼓浪廳所需的總送風量73 000m3/h、新風量12 000m3/h(滿足最大240人使用)、制冷量370kW。末端選型考慮設備1臺故障情況下，另一臺設備需承擔房間負荷的70%。故，主會場末端選擇2臺風量52 000m3/h、制冷量260kW，風機配備變頻器。其系統原理如圖2所示。

5 室內環境控制[2]

本著制冷速度快、溫度場、速度場均勻分布以及節能的原則，該主要會議場所的氣流組織均采用上送下回，送回風口的位置在設計、施工及調試階段均反復進行驗證，以達到舒適性效果的最大化。

圖2 末端切換原理圖

5.1 設計模擬階段

該房間吊頂高度為10.4m，每個空間模擬多個工況。本文著重介紹實際使用的2種工況，一種為2臺末端設備為全開狀態；另一種為僅開啟1臺設備的情況。風口設備規格型號如表1所示，送回風口位置如圖3所示。

表1 風口設備規格型號表

圖3 風口位置模型圖

(1)氣流組織模擬分析

主會場0.9m高處(坐姿)兩種工況的平面速度分布云圖如圖4所示，1.5m高處(站姿)兩種工況的平面速度分布云圖如圖5所示。

工況1 工況2圖4 0.9m高處風速場

工況1 工況2圖5 1.5m高處風速場

由圖3～圖4可看出兩種工況整體平面基本無通風死角。工況1在0.9m處的平均風速為0.384m/s；在1.5m處的平均風速為0.33m/s。工況2在0.9m處的平均風速為0.264m/s；在1.5m處的平均風速為0.232m/s。兩種工況風速均保持在0.2～0.5m/s之間。

(2)溫度場分析

主會場 0.9m 高處(坐姿)兩種工況的平面溫度分布云圖如圖6所示，1.5m高處(站姿)平面溫度分布云圖如圖7所示。

工況1 工況2圖6 0.9m高處溫度場

工況1 工況2圖7 1.5m高處溫度場

從圖6～圖7可看出兩種工況均能滿足設計溫度23℃的要求。工況1在0.9m高處整個平面溫度范圍在20.9℃～23.7℃，平均溫度為21.5℃；在1.5m高處整個平面溫度基本在21℃～23.7℃，平均溫度21.4℃。工況2在0.9m高處整個平面溫度平均溫度為21.5℃；在1.5m高處整個平面溫度為22.9℃。

工況1(即兩臺末端設備正常運行)條件下存在部分區域過冷的問題，可通過機組變頻調節解決。工況2(即一臺末端設備發生故障，另一臺承擔房間總負荷)條件下盡管減少了一半的風量，極端情況下室內溫度仍能滿足設計要求。

(3)室內舒適度分析

主會場對 0.9m高PMV(預計平均熱感覺指數)、PPD(預計不滿意者的百分數)及1.5m高(站姿)PMV、PPD進行模擬分析。

通過分析，工況1在0.9m高處的平均PMV值為-0.633，平均PPD值為10.8%；工況2在0.9m高處平均PMV值為-0.983，平均PPD值為22.7%。工況1在1.5m高處的平均PMV值為-0.605，平均PPD值為10.2%；工況2在1.5m高處平均PMV值為-0.966，平均PPD值為20.6%。兩種工況均滿足GB/T50785-2012中Ⅱ及標準，即10%

工況1 工況2圖8 0.9m PMV分布

工況1 工況2圖9 1.5m PMV分布

工況1 工況2圖10 0.9m PPD分布

工況1 工況2圖11 1.5m PPD分布

5.2 室內綜合效果驗證結果

經反復對 5+9 主會場(鼓浪廳)的空調系統及運行模式調試后，對室內溫度、相對濕度、新風量、風速、噪聲、核心區域有效溫差、溫度梯度、室內舒適度進行測試，測試結果如下：

(1)鼓浪廳設有30個測點，室內平均溫度為 23.1℃，室內溫度分布均勻，最大值和最小值溫差在 1℃以內。測試期間溫度變化平穩。室內平均相對濕度為80%。

(2)鼓浪廳室內平均風速為 0.23m/s，各測點風速均小于 0.5m/s，滿足設計要求。

(3)組合式空調機組 42Hz 運行時，室內平均噪聲為 33.5dB(A)，滿足設計和使用要求。

(4)典型位置溫度梯度：0.9m 高 23.1℃，1.5m 高 23.1℃，2.0m 高23.0℃。

(5)鼓浪廳室內 0.9m 高處平均熱感覺指標 PMV 為 0.05，平均預計不滿意者百分比PPD為5.5%，達到《民用建筑室內熱濕環境評價標準》(GB/T50785- 2012)舒適等級 I 級要求。

該工程其他主要會議場館均按以上方法進行設計模擬、后期測試驗證等工作，有效保障了會議期間各場館的室內環境的滿意度。鼓浪廳效果圖如圖12所示。

圖12 鼓浪廳效果圖

6 工程難點

6.1 風口結露問題

(1)迎賓廳及其前廳

國際會議中心地處廈門東南沿海方向，正對地區夏季最多風向，導致靠近東南方向的房間存在滲風的危險性極大，迎賓前廳及連廊等門窗較多的房間尤為嚴重。根據業主反應，改造前日常使用期間，連廊及前廳時常出現結露現象。

設計過程充分考慮該因素，滲風危險性較大的高大空間(如迎賓前廳)，氣流組織采用上送低回、送風口采用鼓型噴口、靠近門窗區域增加送風口數量等措施。滲風危險性較大的平層空間(如迎賓廳、連廊等)，采用溫控型防結露風口。改造后，在調試及會議期間均未出現結露現象，改造效果良好。

6.2 國宴廳風口

國宴廳氣流組織為上送低回，設置122個旋流風口，均勻布置。管理部門考慮用餐期間風口直吹到人，造成不適，需采用相應措施。

在設計階段，家具布置未確定、造型限制、制冷效果要好等因素限制下，很難做出決策。后期通過設計模擬及調試結果中表明風口的風速均在0.2～0.5m/s之間，無吹風感。在此前提下，每個風口設置電動閥連接BA控制，以實現對指定風口進行遠程啟閉控制。效果圖如圖13所示。

圖13 國宴廳效果圖

7 結語

該改造工程，綜合了規范及相關部門要求，提出空調系統方案的選擇，考慮了冷源及末端的備用方案，促使會議期間的制冷系統得到有效的保障。末端風口采用上送下回的氣流組織形式，會議場所制冷速度佳、溫度場和速度場均勻。并且，通過CFD模擬分析，更加保證設計成果。根據業主及相關部門反饋，在會議期間室內的空氣品質以及舒適性效果極佳。

[1] GB 50736-2012民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范[S].2012.

[2] GB/T 50785-2012民用建筑室內熱濕環境評價標準[S].2012.