建筑設(shè)備節(jié)能技術(shù)在酒店建筑綠色設(shè)計中的應(yīng)用

文｜ 東南大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司 李 驥 臧 勝 陳洪亮

建筑設(shè)備節(jié)能技術(shù)在酒店建筑綠色設(shè)計中的應(yīng)用

文｜ 東南大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司 李 驥 臧 勝 陳洪亮

隨著節(jié)約資源和保護環(huán)境等國家技術(shù)經(jīng)濟政策的實施，節(jié)能、低碳、舒適的綠色建筑已成為建筑行業(yè)的發(fā)展方向。本文以某四星級酒店的綠色設(shè)計為例，闡述了建筑設(shè)備節(jié)能技術(shù)在酒店建筑中的實際應(yīng)用。

酒店建筑 綠色設(shè)計 主動節(jié)能技術(shù) 建筑設(shè)備管理系統(tǒng)

1 前言

隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)高速增長，資源浪費、環(huán)境污染與經(jīng)濟發(fā)展之間的矛盾日益突出。為貫徹節(jié)約能源和保護環(huán)境的基本國策，推進建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)傳統(tǒng)建筑模式向節(jié)能、低碳、舒適的綠色建筑方向轉(zhuǎn)型，國家和地方相繼頒布了一系列的民用建筑綠色設(shè)計規(guī)范和公共建筑節(jié)能設(shè)計標準。在政策宣傳、輿論引導(dǎo)和強制性規(guī)范標準的共同作用下，綠色建筑理念得到了廣泛的認同和執(zhí)行，建設(shè)單位、設(shè)計單位及建筑設(shè)備生產(chǎn)商在各自領(lǐng)域內(nèi)均加強了節(jié)能環(huán)保措施的推行力度。

建筑節(jié)能是一門綜合性的技術(shù)，涵蓋了建筑、結(jié)構(gòu)等專業(yè)的被動節(jié)能技術(shù)，以及暖通、給排水、電氣及智能化等專業(yè)的主動節(jié)能技術(shù)。被動節(jié)能技術(shù)主要指借助建筑材料特性，采用自然采光、通風(fēng)和圍護結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱、遮陽、蓄熱和雨水入滲等措施，即采用非機械、不耗能或少耗能的方式，實現(xiàn)降低建筑能耗的目的。被動節(jié)能技術(shù)的重點是為優(yōu)化建筑設(shè)計和低耗能圍護結(jié)構(gòu)而研發(fā)的。被動節(jié)能技術(shù)的重點領(lǐng)域為低耗能圍護結(jié)構(gòu)的研發(fā)。建筑主動節(jié)能技術(shù)包括可再生能源的主動利用；暖通空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)的智能控制；建筑室內(nèi)環(huán)境的監(jiān)測和控制；建筑綜合能效的分析和管理。由于我國綠色建筑理論研究尚處于起步探索階段，因此在項目的實施過程中應(yīng)充分論證建筑功能、節(jié)能效率、環(huán)境保護、舒適實用、建筑全壽命造價之間的辯證關(guān)系。下面以某四星級酒店的綠色設(shè)計為例，重點闡述建筑設(shè)備節(jié)能技術(shù)在酒店建筑中的實際應(yīng)用。

2 工程概況與能耗分析

本項目所在城市地處長江中游地區(qū)，屬于中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候向北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候過渡的地帶。項目總用地面積27.06公頃，按照四星級酒店標準建設(shè)，由綜合樓、貴賓樓、會議樓和員工宿舍等組成，總建筑面積約85000m2。項目建成后，將成為該市重要的接待和會議中心。

酒店建筑與辦公和商業(yè)建筑相比較，具有的特點：營業(yè)時間長，需全天侯開啟空調(diào)、熱水供應(yīng)、內(nèi)走道等場所的公共照明等系統(tǒng)；季節(jié)性入住率的變化、餐飲娛樂營業(yè)的時段性等均會影響空調(diào)、給水、照明等系統(tǒng)的負荷率；不同的客人及季節(jié)對室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的要求不同；不同場所如大廳、餐廳、客房、會議廳、辦公室、后勤用房等對環(huán)境舒適度的要求不同。

根據(jù)項目前期對酒店所在地區(qū)三星級以上酒店能耗的調(diào)研及相關(guān)資料的收集，該地區(qū)酒店的能源類型主要為電、天然氣和油，其中電在總耗能中占主導(dǎo)地位，天然氣居次要地位，油僅在采用燃油鍋爐的冬季采暖系統(tǒng)中使用，所占比例較小。上述各類能源折合為標準煤耗量后，其所占平均比例如圖1所示。本項目采用的能源類型為電能及天然氣，同時充分利用可再生能源及非傳統(tǒng)水源，減少對傳統(tǒng)能源的依賴，實現(xiàn)有效節(jié)能。

酒店建筑的能耗主要由暖通空調(diào)系統(tǒng)、照明、動力、生活熱水、辦公設(shè)備用能構(gòu)成。根據(jù)調(diào)研及收集到的資料，對該地區(qū)三星級以上賓館的各分項能耗進行統(tǒng)計，得到各分項能耗的比例如圖2所示。由圖2可以看出，暖通空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和熱水供應(yīng)系統(tǒng)的能耗占據(jù)總用能的80%，因此應(yīng)重視上述系統(tǒng)用能特點，充分利用可再生能源及非傳統(tǒng)水源、智能控制系統(tǒng)、優(yōu)化控制策略，挖掘節(jié)能潛力。

3 建筑設(shè)備節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

3.1 可再生能源及非傳統(tǒng)水源的利用

民用建筑中常用可再生能源為地熱能、太陽能、風(fēng)能等。地熱能的利用主要為地表水資源或地熱源的利用；太陽能的利用形式主要為太陽能熱水系統(tǒng)、太陽能光伏發(fā)電或光誘導(dǎo)系統(tǒng)。非傳統(tǒng)水源主要包括市政再生水、雨水和建筑中水等。結(jié)合實際情況及投資回報率，本工程采用了地表水地源熱泵系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)及雨水回收利用系統(tǒng)。

3.1.1 地熱能的利用

酒店建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng)冷熱源，多數(shù)采用水冷冷水機組加鍋爐的組合方式，少數(shù)采用直燃式冷熱水機組和風(fēng)冷熱泵冷熱水機組形式，較少采用冷熱電聯(lián)產(chǎn)、地源熱泵等冷熱源節(jié)能技術(shù)。本工程位于長江中游水系，地表水資源豐富，經(jīng)過水文調(diào)查和方案論證后，采用地表水地源熱泵系統(tǒng)作為暖通空調(diào)系統(tǒng)冷熱源。地表水地源熱泵系統(tǒng)受氣候環(huán)境的影響小，既滿足了酒店對暖通空調(diào)系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的要求，又充分利用了清潔和可再生的地熱能，減少了電能的消耗。

3.1.2 太陽能的利用

熱水供應(yīng)系統(tǒng)是酒店建筑的重要設(shè)施，需24小時不間斷供應(yīng)，熱水需求總量大，其能耗居于酒店整體能耗的第二位，僅次于暖通空調(diào)系統(tǒng)；太陽能熱水系統(tǒng)比較太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，建設(shè)投資少、能量利用率高；太陽能熱水系統(tǒng)是一種成熟的建筑節(jié)能技術(shù)，因此本項目確定采用太陽能熱水系統(tǒng)，對減少酒店業(yè)經(jīng)營成本、降低酒店建筑能耗具有重要意義。太陽能熱水系統(tǒng)采用平板型太陽能集熱器，集熱器的設(shè)置從角度、朝向、對建筑造型和客房視野的影響等多方面綜合考慮，與建筑進行一體化設(shè)計。同時系統(tǒng)配套設(shè)置了蓄熱水箱、輔助電加熱器和強制循環(huán)水泵，以保證對供水質(zhì)量的要求。

3.1.3 雨水的回收利用

本工程為多層建筑，建筑覆蓋率高，并且該地區(qū)多年平均降雨量為1200～1900mm，雨水回收利用有其得天獨厚的優(yōu)勢?？紤]到本工程定位為高檔次園林式酒店，園林綠化面積較大，同時對沖廁用水水質(zhì)要求嚴格，因此回收的雨水主要用于綠化澆灑。根據(jù)本工程的特點和雨水回收用途，系統(tǒng)收集水質(zhì)污染較輕的屋面雨水，經(jīng)過棄流、過濾等處理后進入雨水存儲池以供綠化回用。

3.2 智能控制技術(shù)的應(yīng)用

本工程基于暖通空調(diào)系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)的設(shè)計方案，配套設(shè)置了建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。下面主要介紹該系統(tǒng)在暖通空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及智能客房控制系統(tǒng)中的典型應(yīng)用。

3.2.1 暖通空調(diào)系統(tǒng)的智能控制

本工程的暖通空調(diào)系統(tǒng)采用地源熱泵作為冷熱源；在大堂、餐廳、會議廳、游泳池等大空間場所采用低速風(fēng)道全空氣空調(diào)系統(tǒng)；在客房、會議室、辦公室、餐廳包間等場所采用風(fēng)機盤管機組的水—空氣系統(tǒng)并設(shè)獨立的新風(fēng)處理系統(tǒng)；在貴賓樓采用變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。節(jié)能控制技術(shù)在本工程暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用如下：

（1）本工程采用熱回收式空調(diào)機組和新風(fēng)機組，通過熱交換器回收排風(fēng)冷量（夏季）或熱量（冬季），對新風(fēng)進行冷熱交換預(yù)處理；根據(jù)全年不同的季節(jié)工況，自動調(diào)節(jié)新風(fēng)閥、回風(fēng)閥及排風(fēng)閥的開度，使系統(tǒng)在最經(jīng)濟的新風(fēng)/回風(fēng)比例狀態(tài)下運行，并確保溫度、濕度和空氣質(zhì)量滿足環(huán)境舒適性要求。

（2）通過建筑設(shè)備管理系統(tǒng)對變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)進行控制，根據(jù)空調(diào)負荷和室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的變化，自動調(diào)節(jié)空調(diào)送風(fēng)量，以滿足室內(nèi)環(huán)境舒適度的要求；根據(jù)系統(tǒng)總體送風(fēng)量需求的變化，變頻調(diào)節(jié)送風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，最大限度地減少機組能耗。

（3）在對空氣品質(zhì)要求較高的場所，如貴賓用房、會議廳、餐廳等場所內(nèi)設(shè)置二氧化碳探測器，在地下車庫內(nèi)設(shè)置一氧化碳濃度探測器。當空氣質(zhì)量監(jiān)測濃度高于設(shè)定值時，自動啟動對應(yīng)的新風(fēng)機組和送排風(fēng)機組。在保證空氣質(zhì)量的同時，盡量減少機組的運行能耗。

3.2.2 智能照明控制系統(tǒng)

本工程為重要接待會議中心，不同場所甚至同一場所的不同時間對照明的要求都有所不同，傳統(tǒng)照明控制方式已不能滿足需求。同時，為了對照明能耗進行合理的控制，在照明系統(tǒng)中引入智能控制措施顯得尤為重要。本工程針對不同場所的使用功能，設(shè)置了相應(yīng)的智能照明控制系統(tǒng)。

酒店大堂燈具的選用和布置主要考慮烘托場景氣氛以及與室內(nèi)裝潢的協(xié)調(diào)。因此照明控制采用定時場景模式，可按照設(shè)定的時間表自動切換照明場景?？拷皯舻膱鏊浞掷米匀还膺M行照明，并通過光感控制的方式將照度自動調(diào)整到適當?shù)乃健?/p>

餐廳的照明控制采用預(yù)設(shè)場景模式，服務(wù)員通過可編程控制面板選擇或改變照明場景，如中餐、晚餐、婚宴、聚會等。

會議廳的照明控制采用預(yù)設(shè)場景模式，并與會議集中控制系統(tǒng)聯(lián)動，根據(jù)會議進程進行燈光組合的切換。

走廊及停車庫的照明控制采用定時控制加紅外感應(yīng)的組合模式，在白天人流量大的時候開啟全部燈具；夜間僅開啟1/3至1/2的燈具，同時啟動紅外探測器，當有人員經(jīng)過時，聯(lián)動開啟對應(yīng)區(qū)域的全部燈具。

本工程為多棟建筑及大量園林組成的現(xiàn)代園林建筑，設(shè)置了大量景觀照明及建筑物泛光照明。對景觀及泛光照明采用光感控制加定時控制的組合模式，當室外光線變暗時，通過光感控制開啟景觀及泛光照明，午夜后通過定時控制關(guān)閉部分燈具，天亮?xí)r通過光感控制關(guān)閉全部燈具。通過這種方式既延長了燈具使用壽命，又節(jié)約了能耗。

3.2.3 智能客房控制系統(tǒng)

客房是酒店服務(wù)的核心，本工程重點在套房以及貴賓樓內(nèi)設(shè)置了智能客房控制系統(tǒng)，對客房內(nèi)的照明、空調(diào)、電視、音響、窗簾等設(shè)備進行集中控制，為客房營造舒適、便捷、節(jié)能的居住環(huán)境。

當客人在前臺辦理入住手續(xù)后，對應(yīng)客房的控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)入迎賓模式，自動開啟門廊燈光、窗簾和空調(diào)；當客人插入客房卡后，系統(tǒng)切換至入住模式，自動開啟床頭燈、電視、音響等設(shè)備；客人可通過控制面板選擇會客、閱讀、睡眠、起夜等模式，對客房設(shè)備進行恰當?shù)目刂疲划斂腿穗x開時，可選擇退房或離開模式，自動關(guān)閉照明、空調(diào)、電視、音響、窗簾等設(shè)備，并提示對客房進行打掃。

3.3 建筑能效的綜合管理

由于智能控制技術(shù)著重針對各建筑設(shè)備系統(tǒng)進行監(jiān)控，對全局的能耗分析和管理措施不足，為充分發(fā)掘節(jié)能潛力，本工程設(shè)置建筑能效綜合管理系統(tǒng)，對暖通空調(diào)、排水、照明、動力的能耗數(shù)據(jù)進行分項、分區(qū)域計量，依照公共建筑用能評價指標對各設(shè)備用能進行分析，根據(jù)能耗分析結(jié)果優(yōu)化物業(yè)管理方法。同時對建筑能效綜合管理系統(tǒng)與建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)進行系統(tǒng)集成，優(yōu)化建筑設(shè)備的控制策略，實現(xiàn)對能效的綜合管理并達到降低能耗的目的。建筑能效數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)上傳至建筑能效檢測數(shù)據(jù)中心，接受主管部門的集中監(jiān)管。

4 結(jié)束語

節(jié)能減排涉及多個領(lǐng)域，其中公共建筑的節(jié)能是實現(xiàn)節(jié)能減排，發(fā)展低碳經(jīng)濟的重要環(huán)節(jié)。本文結(jié)合工程經(jīng)驗及實際案例，對建筑設(shè)備主動節(jié)能技術(shù)在工程中的應(yīng)用進行了闡述，以拋磚引玉，供從業(yè)人員相互交流學(xué)習(xí)。

1 郝斌.酒店建筑用能特性及節(jié)能措施分析[J].重慶大學(xué)學(xué)報.2011.34（3）

2 JGJ/ T229-2010.民用建筑綠色設(shè)計規(guī)范[S].

3 GB 50198－2005，公共建筑節(jié)能設(shè)計標準[S].

4 楚曉華.智能公共建筑能量管理系統(tǒng)控制優(yōu)化研究[D].山東：山東大學(xué).2008

5 林喜云.空調(diào)系統(tǒng)熱回收影響因素及評價方法[D].武漢：華中科技大學(xué).2006