某酒店辦公綜合體暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

葛晨曜

上海聯(lián)創(chuàng)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司 上海 200093

隨著我國的建設(shè)與發(fā)展，城市綜合體日益增多，城市綜合體通常以酒店、辦公、商業(yè)中兩者或三者結(jié)合而生，由于項(xiàng)目體量大，業(yè)態(tài)豐富，暖通空調(diào)系統(tǒng)也相對(duì)較為復(fù)雜，整體能耗也較高。因此對(duì)于此類項(xiàng)目，如何合理確定空調(diào)系統(tǒng)以及相關(guān)的節(jié)能設(shè)計(jì)是暖通專業(yè)設(shè)計(jì)的重要考量點(diǎn)。本文所介紹的上海某辦公酒店綜合體項(xiàng)目由市政區(qū)域能源站與自建冷熱源結(jié)合供能，同時(shí)又采用了多種的節(jié)能技術(shù)，在下文中將對(duì)此一一進(jìn)行分析與總結(jié)。

1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目位于上海市青浦區(qū)徐涇鎮(zhèn)?？偨ㄖ娣e為96822m2。地上由兩棟辦公，一棟酒店組成。主要單體概況為：

A#辦公樓：總建筑面積為18838m2，地上12層，總建筑高度60m。

B#酒店：酒店總建筑面積為21102m2，地上14層，總建筑高度60m。

C#辦公樓：總建筑面積為16943m2，地上11層，總建筑高度55.65m。

地下共2層，為地下車庫。

2 室內(nèi)外設(shè)計(jì)參數(shù)

空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)見表1、表2[1]。

表1 辦公樓室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

表2 酒店室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

3 冷熱源設(shè)計(jì)

本地塊內(nèi)有辦公及酒店等不同的單體，根據(jù)酒店及辦公不同的使用時(shí)間及負(fù)荷需求，同時(shí)由于本項(xiàng)目毗鄰上海虹橋區(qū)域能源中心，結(jié)合業(yè)主方提出的使用要求，考慮如下設(shè)置冷熱源：

1）由于緊鄰西虹橋區(qū)域3號(hào)能源站，故辦公、酒店（空調(diào)季）的空調(diào)供冷及空調(diào)供熱均由該能源站提供。能源站供冷季為每年5月16日～10月15日，供回水溫度為6/13℃；板換二次側(cè)供回水溫度8/14℃；供熱季為每年12月1日～3月15日，供回水溫度為51/42℃；板換二次側(cè)供回水溫度50/40℃。

地塊設(shè)總熱力計(jì)量室一個(gè)，另外為地塊內(nèi)的三棟單體分別設(shè)置供冷、供熱換熱機(jī)房。

能源站供能管線接入總熱力計(jì)量室，經(jīng)中繼水泵再分別接入各單體換熱機(jī)房。下圖為能源站熱力入口系統(tǒng)示意圖：

圖1 能源站熱力入口系統(tǒng)示意圖

2）由于能源站全年有近3個(gè)半月的時(shí)間（10月16日～11月30日，3月16日～5月15日）不提供空調(diào)冷熱水，而酒店在過渡季同樣有空調(diào)供冷、供熱的需求，且能源站熱水供水溫度不能滿足酒店生活熱水的要求，應(yīng)業(yè)主及酒店管理公司的要求，另為酒店單獨(dú)設(shè)置一套冷熱源系統(tǒng)，以提供酒店過渡季的供冷供熱以及生活熱水的需求。

根據(jù)同類型的項(xiàng)目案例經(jīng)驗(yàn)，過渡季節(jié)的空調(diào)冷負(fù)荷一般約占夏季高峰冷負(fù)荷的32%，空調(diào)熱負(fù)荷一般占冬季高峰熱負(fù)荷的43%；根據(jù)酒店的空調(diào)冷熱負(fù)荷以及生活熱水負(fù)荷，為酒店設(shè)置一臺(tái)274RT的螺桿式冷水機(jī)組，以及二臺(tái)1400kw的真空燃?xì)鉄崴仩t。

空調(diào)冷凍水的供回水溫度為7/13℃，在負(fù)荷側(cè)的總冷水供回水管路上設(shè)置電動(dòng)閥門，在能源站供能季及非供能季進(jìn)行切換；真空燃?xì)鉄崴仩t一次側(cè)的供回水溫度為80/60℃，同時(shí)在一次側(cè)的熱水管路上設(shè)置電動(dòng)閥門，在能源站供能季及非供能季進(jìn)行切換。

3）根據(jù)酒店管理公司要求，酒店14層的總統(tǒng)套房設(shè)置獨(dú)立的變制冷劑多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)室外機(jī)放置于頂層屋面上。

4 空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 辦公空調(diào)水系統(tǒng)

辦公樓空調(diào)水系統(tǒng)采用兩管制異程式系統(tǒng)，空調(diào)冷熱水系統(tǒng)的板換二次側(cè)采用一級(jí)泵變流量系統(tǒng)，設(shè)置最小流量旁通，最小流量為一臺(tái)水泵設(shè)計(jì)流量的30%。

4.2 酒店空調(diào)水系統(tǒng)

根據(jù)酒店管理公司的要求，酒店裙房區(qū)域空調(diào)水系統(tǒng)采用四管制異程式系統(tǒng)，客房區(qū)域空調(diào)水系統(tǒng)采用二管制同程式系統(tǒng)。能源站供能季空調(diào)供冷及供熱均由能源站提供，空調(diào)冷熱水系統(tǒng)的板換二次側(cè)采用一級(jí)泵變流量系統(tǒng)，設(shè)置最小流量旁通，最小流量為一臺(tái)水泵設(shè)計(jì)流量的30%；

供冷板換機(jī)組同時(shí)可作為過渡季免費(fèi)冷卻的冷源，當(dāng)室外氣象條件滿足免費(fèi)冷卻換熱要求時(shí)，可直接通過與冷卻水的換熱獲取空調(diào)冷水；非供能季空調(diào)供冷及供熱由冷水機(jī)組及真空燃?xì)鉄崴仩t提供，冷源側(cè)變流量，用戶側(cè)變流量，供回水總管間設(shè)旁通閥。酒店冷熱水系統(tǒng)圖及閥門切換運(yùn)行策略詳見下圖2及圖3所示。

圖2 酒店空調(diào)冷水系統(tǒng)圖

圖3 酒店空調(diào)熱水系統(tǒng)圖

5 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

5.1 辦公空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

辦公的空調(diào)末端設(shè)計(jì)如下：

1）辦公樓大堂采用全空氣定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。空調(diào)機(jī)組設(shè)變頻控制，并能實(shí)現(xiàn)過渡季節(jié)全新風(fēng)工況，以達(dá)到節(jié)約能耗的目的。

2）裙房商業(yè)及辦公區(qū)域采用風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)。辦公系統(tǒng)采用集中新風(fēng)的方式，同時(shí)根據(jù)節(jié)能設(shè)計(jì)的要求，采用全熱回收式新風(fēng)機(jī)組。對(duì)辦公進(jìn)行風(fēng)量平衡計(jì)算，由于每層辦公有衛(wèi)生間的排風(fēng)，經(jīng)計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，總排風(fēng)量無法達(dá)到熱回收機(jī)組排風(fēng)量需至少為新風(fēng)量的80%的要求，因此考慮在屋面設(shè)置兩臺(tái)新風(fēng)空調(diào)機(jī)組，其中一臺(tái)設(shè)置全熱回收裝置，另一臺(tái)為常規(guī)新風(fēng)機(jī)組，如此便可同時(shí)滿足風(fēng)量平衡及節(jié)能的要求。

5.2 酒店空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

酒店的空調(diào)末端設(shè)計(jì)如下：

1）酒店大堂采用全空氣定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。由于酒店大堂為二層挑空空間，因此送風(fēng)氣流組織采用送風(fēng)氣流組織采用側(cè)送上回的方式；送風(fēng)口采用球形噴口。

2）全日餐廳及宴會(huì)廳的空調(diào)系統(tǒng)同樣為全空氣定風(fēng)量系統(tǒng)，采用上送上回的氣流組織方式。

3）員工食堂、中餐廳、會(huì)議室、酒店辦公等采用風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)。

4）客房采用風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)。送風(fēng)氣流組織采用側(cè)送上回的方式。新風(fēng)機(jī)組設(shè)置于塔樓屋面，采用熱回收型新風(fēng)機(jī)組，由于酒店客房對(duì)空氣品質(zhì)要求較高，平時(shí)常用的轉(zhuǎn)輪全熱回收方式容易產(chǎn)生交叉污染的問題，因此酒店客房的新風(fēng)機(jī)組考慮配置熱管式顯熱回收裝置[2]。

6 通風(fēng)系統(tǒng)

項(xiàng)目中還有很多場所需要根據(jù)各自的建筑功能及特點(diǎn)，設(shè)置相應(yīng)的通風(fēng)措施，具體的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置如下：

1）制冷機(jī)房設(shè)置事故兼平時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)，事故通風(fēng)量按換氣次數(shù)為12次/h計(jì)算，平時(shí)通風(fēng)量按6次/h計(jì)算。

2）地下一層鍋爐房房設(shè)置事故兼平時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)量按換氣次數(shù)為12次/h計(jì)算，送風(fēng)量為平時(shí)進(jìn)風(fēng)量及鍋爐燃燒空氣量之和。

3）餐飲廚房按60次/h換氣次數(shù)確定排油煙量，廚房爐灶的排風(fēng)經(jīng)油煙罩初步除油后，再通過高效靜電油煙凈化裝置，然后由風(fēng)管接至設(shè)置在屋面的廚房排油煙風(fēng)機(jī)排放。同時(shí)設(shè)置廚房補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，補(bǔ)風(fēng)量按排油煙量的85%計(jì)算，為保證工人正常的工作環(huán)境、防止食物在加工過程中變質(zhì)，廚房的送風(fēng)夏季作降溫處理，維持其室內(nèi)溫度不超過28℃。冬季送風(fēng)作加熱處理，維持室內(nèi)溫度不低于15℃。

4）變電所根據(jù)熱平衡計(jì)算以及滿足氣體滅火后不小于5次/h的排風(fēng)量取大值配置風(fēng)機(jī)。

5）汽車庫按防煙分區(qū)設(shè)置排風(fēng)兼排煙系統(tǒng)，平時(shí)排風(fēng)量按濃度稀釋法計(jì)算，每個(gè)防煙分區(qū)設(shè)置一臺(tái)排煙兼排風(fēng)雙速風(fēng)機(jī)，火災(zāi)時(shí)高速運(yùn)行，平時(shí)低速運(yùn)行，風(fēng)機(jī)設(shè)置于排風(fēng)機(jī)房內(nèi)。有汽車坡道的防火分區(qū)利用汽車車坡道進(jìn)行自然補(bǔ)風(fēng)；無自然補(bǔ)風(fēng)條件的防火分區(qū)設(shè)置機(jī)械補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，補(bǔ)風(fēng)量為排煙量的80%，補(bǔ)風(fēng)機(jī)設(shè)置在新風(fēng)機(jī)房內(nèi)。同時(shí)在汽車庫內(nèi)設(shè)置CO濃度傳感器，根據(jù)探測到的CO濃度聯(lián)動(dòng)控制風(fēng)機(jī)的啟停，以節(jié)省運(yùn)行能耗。

7 自動(dòng)控制設(shè)計(jì)

綜合體項(xiàng)目空調(diào)系統(tǒng)多種多樣，因此良好的自控系統(tǒng)將成為后續(xù)各系統(tǒng)正常運(yùn)行的有力保障，同時(shí)通過合理地選擇控制運(yùn)行策略還能起到節(jié)能降耗的作用，本項(xiàng)目的自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下：

1）本工程設(shè)有樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)(BAS)系統(tǒng)、冷熱源設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、空調(diào)設(shè)備等運(yùn)行狀況監(jiān)控。

2）供回水管壓差控制：根據(jù)供回水總管的壓差控制旁通管上的電動(dòng)二通調(diào)節(jié)閥，使系統(tǒng)壓差穩(wěn)定。電動(dòng)二通調(diào)節(jié)閥應(yīng)為直線型特性。

3）風(fēng)機(jī)盤管采用三速開關(guān)，手動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)量，回水管上設(shè)置電動(dòng)二通閥，根據(jù)室內(nèi)溫度控制電動(dòng)閥的啟閉。風(fēng)機(jī)盤管關(guān)閉時(shí)，電動(dòng)二通閥關(guān)閉。

4）新風(fēng)空調(diào)機(jī)組采用動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥調(diào)節(jié)水量，控制空調(diào)機(jī)組的送風(fēng)溫度。新風(fēng)機(jī)組入口處設(shè)電動(dòng)密閉閥與新風(fēng)空調(diào)箱內(nèi)的風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖，風(fēng)機(jī)關(guān)閥門關(guān)，風(fēng)機(jī)開閥門開，冬季以防表冷器凍結(jié)。

5）兩管制空調(diào)水系統(tǒng)：供回水管兼用，冬季供熱，夏季供冷，由室內(nèi)恒溫器控制末端換熱器FCU的電動(dòng)二通閥，水系統(tǒng)為變流量。

6）變制冷劑流量多聯(lián)分體空調(diào)等自帶控制模塊，可根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷的變化，通過變頻方式實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組出力的精確控制，進(jìn)而達(dá)到最大限度地調(diào)節(jié)冷量、節(jié)約能源的目的。

8 總結(jié)

針對(duì)本項(xiàng)目的情況，筆者在設(shè)計(jì)過程中總結(jié)了以下注意點(diǎn)：

1）由于本項(xiàng)目是由區(qū)域能源站供能，因此在項(xiàng)目前期需注意與能源站管理方進(jìn)行仔細(xì)溝通與對(duì)接，確定好空調(diào)的供回水溫度，能源站供能的時(shí)間，能源站接入地塊后的接口銜接以及設(shè)計(jì)界面，同時(shí)在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中應(yīng)確定好地塊的用能總量以及資用壓頭，反提資給能源中心進(jìn)行復(fù)核。

2）由于本項(xiàng)目能源站供回水溫度為6/13.5℃；板換二次側(cè)供回水溫度8/14℃；供回水溫度為51/42℃；板換二次側(cè)供回水溫度50/40℃。以此可以看出，空調(diào)末端的供回水溫度并不同于常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)工況，且以冷水供水溫度為例，供水溫度的提高必然導(dǎo)致風(fēng)機(jī)盤管的供冷及除濕能力有所下降，因此在設(shè)備末端選型時(shí)，應(yīng)請(qǐng)空調(diào)末端廠家根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際供回水溫度對(duì)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行修正，確保選型的正確合理，以免出現(xiàn)在實(shí)際使用過程中達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的情況。

3）酒店建筑由于對(duì)舒適性的要求高，且不同的酒店管理公司有其自己的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在項(xiàng)目前期應(yīng)與酒店管理公司認(rèn)真溝通確認(rèn)相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)及技術(shù)措施。

4）節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)該滲透在每一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，從最初設(shè)計(jì)參數(shù)的確定到后續(xù)的系統(tǒng)選擇，設(shè)備選型均應(yīng)將節(jié)能納入重要的考慮因素。高舒適性與低能耗并存應(yīng)該在每一個(gè)建筑項(xiàng)目中盡力去實(shí)現(xiàn)。