深圳某五星級酒店空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

張鵬

深圳市建筑設(shè)計研究總院有限公司

1 工程概況

本工程（圖1）位于深圳市南山區(qū)，總建筑面積約4.5萬 m2，地下室共 2層，地上 24層，建筑高度98.300 m。其中地下2層為機(jī)動車庫和設(shè)備用房，制冷機(jī)房位于地下2層，地下1層為酒店后場、機(jī)動車庫和設(shè)備用房，裙樓1～4層為酒店配套用房，主要有大堂、商業(yè)、宴會廳、餐飲包間、會議室等，5層為架空層，塔樓6～24層為酒店客房。

圖1 本工程效果圖

2 冷熱源系統(tǒng)

2.1 酒店主要房間室內(nèi)設(shè)計計算參數(shù)

酒店主要房間室內(nèi)設(shè)計計算參數(shù)如表1所示。

表1 酒店主要房間室內(nèi)設(shè)計計算參數(shù)

2.2 冷熱負(fù)荷

本工程逐時冷負(fù)荷綜合最大值為5989 kW，冬季空調(diào)熱負(fù)荷為1550 kW，生活熱水負(fù)荷為647 kW。

2.3 冷熱源

本工程冷源采用制冷量為2461 kW的水冷離心式冷水機(jī)組2臺和制冷量為10 55kW的水冷螺桿式冷水機(jī)組1臺，水冷螺桿式冷水機(jī)組冷凝器帶熱回收功能，用于加熱生活熱水。冷水機(jī)組供回水溫度為7 ℃/12 ℃，冷卻水的設(shè)計供回水溫度為32 ℃/37 ℃，熱回收部分供回水溫度為55 ℃/50 ℃。根據(jù)酒店管理公司意見，本工程任何時間冷源的制冷能力均不得小于冷負(fù)荷的75%，考慮到三臺冷水機(jī)組全部啟動僅在夏季，若水冷螺桿式冷水機(jī)組故障檢修時，2臺水冷離心式冷水機(jī)組制冷能力大于冷負(fù)荷的75%，滿足要求，若1臺水冷離心式冷水機(jī)組故障檢修時，剩余冷水機(jī)組制冷能力小于冷負(fù)荷的75%，不滿足要求，需要設(shè)置備用冷源，結(jié)合冬季空調(diào)供熱需求，本項(xiàng)目采用制熱量為794 kW、制冷量為789 kW的風(fēng)冷熱泵機(jī)組2臺作為熱源以及夏季備用冷源。夏季當(dāng)1臺水冷離心式冷水機(jī)組故障檢修時，啟動1臺或2臺風(fēng)冷熱泵機(jī)組作為補(bǔ)充，滿足制冷能力不小于冷負(fù)荷75%的要求。本工程不考慮夏季2臺水冷離心式冷水機(jī)組同時故障檢修的情況。風(fēng)冷熱泵機(jī)組熱水供回水溫度為45 ℃/40 ℃，冷水供回水溫度為 7 ℃/12 ℃。

3 空調(diào)水系統(tǒng)

3.1 冷熱水系統(tǒng)

本工程空調(diào)水系統(tǒng)采用一次泵定流量系統(tǒng)（圖1）。地下1層至4層為酒店配套用房，采用兩管制；6層至24層為酒店客房，采用四管制。冷水泵與冷水機(jī)組一一對應(yīng)，3用2備，置于制冷機(jī)房內(nèi)；熱水泵與風(fēng)冷熱泵機(jī)組一一對應(yīng)，2用1備，置于裙樓屋面。

圖2 中央空調(diào)水系統(tǒng)示意圖

酒店配套用房根據(jù)使用功能、使用時間的差異以及后期擴(kuò)展需要，通過分集水器共設(shè)置4個回路，分別為酒店后場回路、酒店大堂回路、其他酒店配套用房回路和預(yù)留回路。酒店配套用房空調(diào)冷熱水由冷熱源接至分水器，通過各回路送至空調(diào)末端后，回水經(jīng)集水器返回冷熱源。酒店客房空調(diào)冷熱水由冷熱源直接送至空調(diào)末端后返回冷熱源，不經(jīng)過分集水器。

位于裙樓1層的酒店大堂、全日餐廳需要24小時服務(wù)，且要求舒適性高，因此單獨(dú)設(shè)置空調(diào)熱水回路，保證集中供冷時亦可切換供熱模式。

本工程冷水系統(tǒng)采用膨脹水箱補(bǔ)水定壓，膨脹水箱置于塔樓104.550 m標(biāo)高屋面。若按常規(guī)做法，將定壓點(diǎn)設(shè)置在循環(huán)水泵的吸入端，循環(huán)水泵設(shè)置在冷水機(jī)組的進(jìn)水端，由于制冷機(jī)房位于地下2層，其地面相對標(biāo)高為-9.800 m，冷水系統(tǒng)靜水壓力超過1.14 MPa，再加上水泵揚(yáng)程，冷水機(jī)組的承壓可能達(dá)到2.0 MPa級別?？紤]盡量減少設(shè)備初投資，本工程采用“抽出式”系統(tǒng)，將循環(huán)水泵設(shè)置在冷水機(jī)組的出水端，定壓點(diǎn)設(shè)置在循環(huán)水泵的吸入端，這樣冷水機(jī)組的承壓為1.6 MPa即可。熱水系統(tǒng)采用膨脹水箱補(bǔ)水定壓，膨脹水箱置于塔樓104.550 m標(biāo)高屋面。由于風(fēng)冷熱泵機(jī)組位于裙樓屋面，其地面相對標(biāo)高為22.450 m，所受靜水壓力為0.821 MPa，因此同樣采用“抽出式”系統(tǒng)，將循環(huán)水泵設(shè)置在風(fēng)冷熱泵機(jī)組的出水端，定壓點(diǎn)設(shè)置在循環(huán)水泵的吸入端，可使風(fēng)冷熱泵機(jī)組的承壓控制在1.0 MPa級別。

3.2 冷卻水系統(tǒng)

本工程在裙樓屋面設(shè)置3臺超低噪聲橫流式冷卻塔，與冷水機(jī)組一一對應(yīng)。冷卻水泵與冷水機(jī)組一一對應(yīng)，3用2備，置于制冷機(jī)房內(nèi)。

3.3 熱回收系統(tǒng)

本工程冷水機(jī)組需常年開啟，產(chǎn)生大量的冷凝熱，一般情況下冷凝熱會通過冷卻塔直接排入大氣，對環(huán)境造成熱污染，而酒店全年有穩(wěn)定熱水需求，需要耗能以加熱熱水，綜合考慮兩個系統(tǒng)特點(diǎn)，可以利用冷凝熱回收技術(shù)通過換熱器把排放的部分冷凝熱回收用來加熱生活熱水。這樣不僅能夠減少空調(diào)系統(tǒng)帶來的熱污染問題，而且能夠減少建筑的熱水能耗[1]。一般情況下，壓縮式制冷機(jī)的冷凝熱量約為制冷量的1.3倍[2]，本工程生活熱水負(fù)荷為647 kW，可回收水冷螺桿式冷水機(jī)組的冷凝熱用于加熱生活熱水。水冷螺桿式冷水機(jī)組的最大熱回收量為1294 kW，供回水溫度為55 ℃/50 ℃，考慮到熱回收時間與生活熱水的使用時間不完全一致，且冷水機(jī)組部分負(fù)荷下運(yùn)行時，熱回收量也相應(yīng)降低，因此熱回收系統(tǒng)只能作為生活熱水的輔助熱源，利用半容積式水加熱器加熱生活熱水。

熱回收系統(tǒng)熱源側(cè)設(shè)置2臺熱回收循環(huán)水泵，1用1備，置于制冷機(jī)房內(nèi)。采用膨脹水箱補(bǔ)水定壓，膨脹水箱置于制冷機(jī)房上一層的房間內(nèi)。

4 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

酒店大堂、商業(yè)、全日餐廳、宴會廳、行政酒廊采用低風(fēng)速全空氣系統(tǒng)，同時設(shè)置2套空調(diào)排風(fēng)系統(tǒng)，分別滿足空調(diào)季和過渡季的排風(fēng)需要。新、回風(fēng)管裝有調(diào)節(jié)閥，可根據(jù)室內(nèi)人員密度及季節(jié)變化調(diào)節(jié)閥門的開啟度，過渡季節(jié)可將新風(fēng)閥全開、回風(fēng)閥關(guān)閉，全新風(fēng)運(yùn)行。

酒店辦公室、會議室采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)；酒店客房、餐飲包間由于自帶衛(wèi)生間，采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)、排風(fēng)系統(tǒng)，衛(wèi)生間排風(fēng)量為房間新風(fēng)量的80%，保持室內(nèi)正壓；酒店公共衛(wèi)生間采用風(fēng)機(jī)盤管加排風(fēng)系統(tǒng)，保持室內(nèi)負(fù)壓；酒店消防控制室采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)和分體空調(diào)，風(fēng)機(jī)盤管置于房間外，房間內(nèi)只布置送回風(fēng)口。

酒店客房新風(fēng)采用水平系統(tǒng)，新風(fēng)機(jī)組置于每層空調(diào)機(jī)房內(nèi)。酒店客房衛(wèi)生間排風(fēng)采用垂直系統(tǒng)，衛(wèi)生間設(shè)排氣扇，就近接入排風(fēng)豎井至塔樓屋面，最終由排風(fēng)機(jī)排至室外。

5 BIM應(yīng)用

眾所周知，五星級酒店功能多、標(biāo)準(zhǔn)高、系統(tǒng)復(fù)雜，而且“寸土寸金”，而BIM的優(yōu)勢是可以通過三維視圖的空間關(guān)聯(lián)性對管道、設(shè)備的布置進(jìn)行優(yōu)化（圖3），從而實(shí)現(xiàn)空間利用的最大化[3]。同時利用BIM的協(xié)同設(shè)計平臺，各專業(yè)之間可以進(jìn)行交叉設(shè)計，從而避免專業(yè)沖突，提高設(shè)計產(chǎn)品品質(zhì)。

圖3 BIM模型與現(xiàn)場對比圖

6 結(jié)語

1）由于五星級酒店對舒適性及可靠性的要求非常高，因此在進(jìn)行冷熱源系統(tǒng)設(shè)計時，既要滿足最大負(fù)荷要求，又要滿足部分負(fù)荷下高效運(yùn)行，還要考慮意外故障檢修時的有效保障。

2）根據(jù)空調(diào)水系統(tǒng)的壓力分布特點(diǎn)，采用“抽出式”系統(tǒng)，降低冷熱源的承壓等級，從而節(jié)約項(xiàng)目投資。

3）利用BIM技術(shù)的空間關(guān)聯(lián)性及協(xié)同設(shè)計平臺，可以改善設(shè)計質(zhì)量，提高設(shè)計產(chǎn)品品質(zhì)。