淺談廣州某超高層酒店建筑給排水系統設計

韋秀堂

廣州市設計院集團有限公司 廣東 廣州 510620

引言

超高層酒店建筑越來越多樣，酒店冷熱水系統設計各不相同。本文重點介紹生活變頻供水設備以及空調熱回收板式換熱器+導流型容積式換熱器組合式熱水機組設計選型[1]。

1 廣州某超高層酒店建筑基本概況

本項目總用地面積4251m2，總建筑面積56010m2，地上總建筑面積51101m2，地下總建筑面積4910m2。地上1棟31層酒店塔樓和酒店配套裙房、4層地下室。地上功能：首層為酒店大堂及配套餐飲、公建配套，2～4層為酒店配套餐飲，5層為架空層，6層為避難層，7～15層為公寓式酒店客房，16層為避難層，17～26層為酒店客房，27層為避難層，28層為酒店泳池及配套，29～30層為酒店空中大堂及配套餐飲，31層為酒店會所。地下功能：酒店后勤、汽車庫、設備房、人防地下室。本項目為一類超高層酒店，建筑高度144.2m，耐火等級一級，抗震設防烈度為7度；本項目按國家綠色建筑三星級設計。

2 給排水系統設計范圍

用地紅線內的綠色建筑設計及建筑的生活冷熱水、雨水、污水、中水等系統設計和各系統所需的設備房[2]。

3 水源及水量

3.1 水源

水源為市政自來水，水壓按0.25MPa計，由北側地下綜合管廊內的DN400市政供水管上接入一條DN150引入管供本項目綜合用水，設1組DN150市政水表于室外綠化帶。另設有1組DN50市政中水水表用于雨水回用補水，雨水回收利用系統供首層和三層綠化、道路澆灑用水，地下車庫用水由辦公樓的雨水回用系統供水。

3.2 設計用水量

酒店最高日生活用水量：1188m3/d，最大時生活用水量：90m3/h；首層和三層綠化、道路澆灑最高日生活用水量：2.5m3/d，最大時生活用水量：0.63m3/h。

4 生活冷水系統

4.1 生活冷水系統選型及分區

根據業主和酒店要求，酒店公寓和冷卻補水分設貯水水箱，酒店公寓合用加壓設備，冷卻補水單獨設置加壓設備；首層～五層裙樓商業部分由辦公塔樓水表和加壓設備供水（首層市政直供區，2～6層由辦公低區恒壓變頻供水設備經減壓后供水）。酒店地下部分市政直供，并在最低加壓分區供水設備出水總管上預留停水用接口；其余直接加壓供水；在地下二層水泵房內分設各區生活加壓設備和冷卻塔補水加壓設備。酒店地下室為市政直供區，7～12層由酒店1區恒壓變頻供水設備供水，為加壓1區；13～16層由酒店2區恒壓變頻供水設備供水，為加壓2區；17～21層由酒店3區恒壓變頻供水設備供水，為加壓3區；22～26層由酒店4區恒壓變頻供水設備供水，為加壓4區；27～屋面層由酒店5區恒壓變頻供水設備加壓供水，為加壓5區。地下二層生活水泵房內設置一個有效容積為380m3的不銹鋼生活水箱（分兩格）；水箱出水采用紫外線消毒器進行二次消毒[3]。

4.2 空調冷卻塔補水系統

本工程設置中央空調系統，冷卻塔設置在屋面，由地下二層冷卻塔補水加壓設備直接加壓供水。地下二層生活水泵房內設置一個有效容積為87m3的冷卻補水專用不銹鋼水箱，不銹鋼水箱材質選用S11972（原SUS444）。

4.3 生活變頻供水設備選型：分設6套：酒店5套，空調補水1套

4.3.1 酒店1區生活變頻供水設備（加壓1區），設計流量按秒流量計，則，總流量Q=26.6+5（6層冷凍膨脹水箱補水）+13.0×2（地下廚房和洗衣房）=57.6 m3/h。

主管采用DN125，i=14.747 /1000，L=80m，V=1.30m/s；則： H=50.5+2.5+12.0+20+1.3×80×14.747/1000+2=90m。

選用主泵三臺（二用一備）：每臺Q=30m3/h，H=90m，N=11.0kW。

配用付泵一臺：Q=4m3/h，H=90m，N=1.5kW。

4.3.2 酒店2區生活變頻供水設備（加壓2區），設計流量按秒流量計，則，主管采用DN80，i=24/1000，L=110m，V=1.26m/s；則：H=67.8+2.5+12.0+20+1.3×110×24/1000+2=108m。

選用主泵三臺（二用一備）：每臺Q=15m3/h，H=108m，N=7.5kW。

配用付泵一臺：Q=4m3/h，H=108m，N=2.2kW。

4.3.3 酒店3區生活變頻供水設備（加壓3區），設計流量按秒流量計，則×90=180，.15m3/h，主管采用DN80，i=21/1000，L=140m，V=1.20m/s；則： H=94.0+2.5+12.0+20+1.3×140×21/1000+2=135m。

選用主泵三臺（二用一備）：每臺Q=15m3/h，H=135m，N=11.0kW。

配用付泵一臺：Q=4m3/h，H=135m，N=3.0kW。

4.3.4 酒店4區生活變頻供水設備（加壓4區），設計流量按秒流量計，則（0.75+0.75+0.50）×90=180，，主管采用DN80，i=21/1000，L=170m，V=1.20m/s；則：H=113.0+2.5+12.0+20+1.3×170×21/1000+2=154m。

選用主泵三臺（二用一備）：每臺Q=15m3/h，H=154m，N=15.0kW。

配用付泵一臺：Q=4m3/h，H=154m，N=4.0kW。

4.3.5 酒店5區生活變頻供水設備（加壓5區），其中設計流量按最大秒流量計，則∑Q=（7.5+6.0）×2=27m3/h,主管采用DN80，i=25/1000，L=170m，V=1.27m/s，則： H=139.0+2.5+12.0+20+1.3×170×25/1000+2=181m

選用主泵三臺（二用一備）：每臺Q=15m3/h，H=181m，N=22kW。

配用付泵一臺：Q=6m3/h，H=181m，N=5.0kW。

4.3.6 空調冷卻塔補水變頻供水設備，其中設計流量按最大時流量計，則Q=20m3/h，主管采用DN80，i=29.6/1000，L=170m,V=1.32m/s，則：

選用主泵三臺（二用一備）：每臺Q=10m3/h，H=180m，N=15.0kW。

配用付泵一臺：Q=3m3/h，H=180m，N=5.0kW。

5 生活熱水系統

5.1 集中熱水系統供應范圍

酒店、公寓六層及以上均設置全日制集中熱水供應系統。

5.2 熱源

熱水系統熱源有兩個，一是酒店空調主機制冷系統的水熱泵產生的高溫熱水（約60℃）作為春夏秋季的生活熱水熱源；二是承壓燃氣熱水鍋爐產生的高溫熱媒水（約95℃）作為冬季或水熱泵供熱不足時的生活熱水熱源。

5.3 酒店公寓熱水用水量

恒溫泳池池水的加熱由鍋爐提供熱媒水，不計入生活熱水系統耗熱量，池水的初次加熱耗熱量為1400kW。其中客房區最大時耗熱量為721kW，配套區最大時耗熱量為634kW，配套區平均時耗熱量為422kW。

5.4 冬季設計小時耗熱量計算

5.4.1 冬季生活熱水設計小時耗熱量：721+422=1144kW，取1400kW。

5.4.2 熱水鍋爐供熱量：1400kW-0.85×30×50×4.187/3.6/3=905.70kW，取1200kW；采暖供熱量為1200kW；合計2400kW。

5.4.3 常壓熱水鍋爐選型：選用兩臺1400kW，燃油/燃氣兩用，進出水溫度65/90。

5.5 夏季設計小時耗熱量計算

5.5.1 按冬季的90%計，則夏季生活熱水設計小時耗熱量為：1400×90%=1260kW。

5.5.2 熱回收供熱量：1 2 6 0 k W-0.8 5×3 0×4 0×4.187/3.6/3=865kW，取900kW。

5.6 空調熱回收板式換熱器+導流型容積式換熱器組合式熱水機組選型

熱回收采用板式換熱器+閉式熱水罐的方式，貯水容積客房按2h計算，配套區按1h計算；為減少熱回罐數量，節省換熱機房面積，熱回收閉式熱水罐與鍋爐導流型容積式換熱器的熱水罐合用，則熱水罐總容積按熱回收儲熱容積計算；空調熱回用供熱熱水溫度按58℃計，回水溫度按53℃計；閉式熱水罐熱水出水溫度按55℃計，冷水進水溫度按35℃計。組合式熱水機組選型如下：

酒店1區：夏季設計小時耗熱量220×90%=198kW，55℃熱水（溫升按40℃計）用水量4.3m3/h，選用2臺容積式換熱器（60℃熱水換熱量210kW），每臺貯水容積4.5m3，55℃熱水板式換熱器換熱量198kW。板換熱水循環工頻泵Q=2.2m3/h，H=10m，N=0.75kW 。

酒店2區：夏季設計小時耗熱量220×90%=198kW，55℃熱水（溫升按40℃計）用水量4.3m3/h，選用2臺容積式換熱器（60℃熱水換熱量210kW），每臺貯水容積4.5m3，55℃熱水板式換熱器換熱量198kW。板換熱水循環工頻泵Q=2.2m3/h，H=10m，N=0.75kW。

酒店3區：夏季設計小時耗熱量220×90%=198kW，55℃熱水（溫升按40℃計）用水量4.3m3/h，選用2臺容積式換熱器（60℃熱水換熱量210kW），每臺貯水容積4.5m3，55℃熱水板式換熱器換熱量198kW。板換熱水循環工頻泵Q=2.2m3/h，H=10m，N=0.75kW。

酒店4區：夏季設計小時耗熱量220×90%=198kW，55℃熱水（溫升按40℃計）用水量4.3m3/h，選用2臺容積式換熱器（60℃熱水換熱量210kW），每臺貯水容積4.5m3，55℃熱水板式換熱器換熱量198kW。板換熱水循環工頻泵Q=2.2m3/h，H=10m，N=0.75kW。

酒店5區：夏季設計小時耗熱量315x90%=284kW，55℃熱水（溫升按40℃計）用水量6.08m3/h，選用2臺容積式換熱器（60℃熱水換熱量315kW），每臺貯水容積3.0m3，55℃熱水板式換熱器換熱量280kW。板換熱水循環工頻泵Q=3.1m3/h，H=10m，N=0.75kW。

地下直供區：夏季設計小時耗熱量350×90%=315kW，55℃熱水（溫升按40℃計）用水量6.75m3/h，選用2臺容積式換熱器（60℃熱水換熱量350kW），每臺貯水容積3.5m3，55℃熱水板式換熱器換熱量315kW。板換熱水循環工頻泵Q=3.4m3/h，H=10m，N=0.75kW。

6 結束語

本文根據工程實例重點分享酒店冷熱水系統設計選型。尤其是熱水系統，不僅安全、可靠，而且非常節能。春夏秋三季基本上只用空調余熱回收，即可滿足生活熱水耗熱量需求，冬季也可以利用部分空調余熱，熱量不足時由熱水鍋爐提供輔助熱源。隨著能源價格不斷上漲，通過余熱回收再利用的方式極大降低酒店運營成本，同時也更加低碳環保，實現明顯的經濟效益。