明園九龍灣項目的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計感悟

郭星

（上海筑視建筑設(shè)計有限公司，上海 200000）

1 工程概況

明園九龍灣項目位于南昌市九龍湖片區(qū)三清山大道路口，為辦公、酒店、商業(yè)綜合項目。本項目北臨防護綠地，西臨茶園街，南臨九江街，東臨三清山大道。項目共規(guī)劃1棟超高層建筑（辦公、酒店）及其相連的高層商業(yè)。本項目建設(shè)用地面積為24347．63m2，總建筑面積 165618．30m2，其中地上建筑面積 110138．08m2，地下建筑面積55480．22m2。地下3層，為車庫、設(shè)備用房及酒店后勤用房；地上建筑包括1棟超高層酒店辦公及相連的商業(yè)建筑。其中超高層塔樓共37層，到屋面結(jié)構(gòu)面160．5m。1～6層為酒店附屬用房，7～27層為辦公，28～37層為酒店客房。相鄰商業(yè)裙樓共5層，到屋面結(jié)構(gòu)面28．45m，商業(yè)主業(yè)態(tài)為零售、餐飲，局部4、5層為文化藝術(shù)中心。

該項目在方案階段，各參與單位都提出了明確的目標和計劃。筆者接到的業(yè)主設(shè)計任務(wù)書中對此項目的定位為“超高層高檔辦公、酒店、商業(yè)綜合體”，酒店擬招商五星級。筆者有幸作為本項目的暖通專業(yè)負責人，主持工作直至現(xiàn)施工階段，項目如期完成了消防、審圖工作，期間因各方原因發(fā)生了不少調(diào)整及變更，隨著后期招商工作的進行，小業(yè)主具體要求逐漸明晰，酒店區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)仍在討論調(diào)整。本文就該項目的空調(diào)系統(tǒng)做具體的介紹分析，并結(jié)合項目進程中遇到的問題及解決方案做闡述并剖析，提出了本人就此類商業(yè)綜合體項目的意見及反思。

2 空調(diào)冷熱源分析

暖通空調(diào)冷熱源設(shè)計方案，直接關(guān)系到暖通空調(diào)項目的成敗和經(jīng)濟效益的優(yōu)劣。冷熱源的比較和優(yōu)選需要對其涉及的因素統(tǒng)籌考慮，使其綜合效益最高。暖通方案階段，筆者從可行性、經(jīng)濟性、調(diào)節(jié)性、安全性等方面綜合考慮，最終決定采用水冷冷水機組+熱水鍋爐的組合形式作為項目的空調(diào)冷熱源，酒店自用1套系統(tǒng)，商業(yè)和辦公合用1套系統(tǒng)，該方案既符合當?shù)氐哪茉礂l件，又滿足了業(yè)主的使用要求。下面就定案過程中主要考慮的4個方面作分別介紹。

2.1 可行性

能夠滿足使用要求，是可行性方案應(yīng)考慮的主要問題。項目初期即定性為甲級寫字樓、高檔商業(yè)及五星級酒店，建筑面積165618．30m2且功能復(fù)雜，商業(yè)部分規(guī)劃藝術(shù)文化中心，酒店裙房部分有中餐廳、西餐廳、宴會廳、多功能廳及康體健身區(qū)域，這些空間對空氣品質(zhì)及空調(diào)效果均有較高的要求。

常規(guī)的冷媒系統(tǒng)風量較小，無法滿足大空間的使用要求，且初期的投資較高，在項目方案階段首先被否定。那么冷源考慮的方向主要集中在冷水中央空調(diào)的幾個系統(tǒng)。水冷冷水機組、風冷熱泵機組和冰蓄冷空調(diào)機組均可滿足項目的使用要求，進入第一輪的備選方案。熱源方面，該項目周邊無市政熱網(wǎng)或工廠余熱供應(yīng)，需自行考慮熱源。熱水鍋爐系統(tǒng)功可滿足高檔商業(yè)、辦公、酒店的空調(diào)供熱和熱水使用的需求，經(jīng)濟性及可靠性均較好，設(shè)計初期，甲方和設(shè)計方均同意此熱源方案。

2.2 經(jīng)濟性

項目甲方僅負責項目的建設(shè)，后期運營及維護均由場所租賃方負責。因次，空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備造價、安裝費用及機房占地面積是甲方經(jīng)濟性考慮的首要因素，后期運行、管理和維護費用不作為業(yè)主空調(diào)方案的重要評判標準，但仍是空調(diào)設(shè)計人員必須考量的因素。

從設(shè)備造價的角度排列，水冷冷水系統(tǒng)優(yōu)于風冷熱泵系統(tǒng)，優(yōu)于冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)；從安裝費用的角度排列，風冷熱泵機組優(yōu)于水冷冷水機組，優(yōu)于冰蓄冷空調(diào)機組；從機房占地面積考慮，風冷熱泵機組優(yōu)于水冷冷水機組，優(yōu)于冰蓄冷空調(diào)機組；從運行費用考慮，冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)于水冷冷水系統(tǒng)，優(yōu)于風冷熱泵系統(tǒng)；從管理、維護費用及技術(shù)要求考慮，風冷熱泵系統(tǒng)優(yōu)于水冷冷水系統(tǒng)，優(yōu)于冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。綜合考慮以上因素，雖然冰蓄冷空調(diào)在節(jié)能和后期運營方面具有較突出優(yōu)勢，但初投資較高，機房使用面積較大，對業(yè)主的造價影響較大，最終未被選用。

風冷熱泵空調(diào)系統(tǒng)可節(jié)省主機房和冷卻塔占地面積，但對風冷熱泵主機的擺放位置要求較高，針對本項目，僅可布置在商業(yè)裙房屋面。屋面已考慮布置太陽能熱水集熱器，留給空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備空間不多，考慮商業(yè)4、5層藝術(shù)文化中心的空調(diào)冷熱負荷及運行時間需求，此區(qū)域采用風冷熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其余商業(yè)、辦公和酒店區(qū)域均采用水冷冷水系統(tǒng)作為空調(diào)冷源。后期商業(yè)招商中，藝術(shù)文化中心區(qū)域最終定為電影院，影院公司要求有獨立的冷熱源，風冷熱泵系統(tǒng)正可滿足影院公司的需求。

2.3 調(diào)節(jié)性

方案開始，項目考慮商業(yè)、辦公、酒店分設(shè)1套空調(diào)冷熱源，系統(tǒng)分區(qū)明確，便于后期的運營管理。設(shè)計過程中，甲方要求在地下室增加后勤使用面積，并不減少車庫停車位的數(shù)量。各專業(yè)綜合考慮后，分別作出修改調(diào)整。項目最終設(shè)置2套空調(diào)冷熱源系統(tǒng)：酒店空調(diào)24h運行且高度較高，自用1套系統(tǒng)；商業(yè)和辦公空調(diào)使用時間重合度較高，合用1套系統(tǒng)。

酒店系統(tǒng)在夏季冷負荷峰值約為3960kW，冬季熱負荷峰值約為2800kW，另外生活熱水負荷約為1100kW。根據(jù)五星級酒店公司的設(shè)計要求，冷熱源均考慮適當預(yù)留。冷源由2臺600RT離心機組+1臺200RT螺桿機組組成，冷水供回水溫度為6/12℃；熱源采用3臺1400kW的承壓熱水鍋爐組成，燃料為市政天然氣，其中1臺設(shè)計為油氣兩用型，提高供熱可靠性，提供90/65℃高溫熱水，經(jīng)板換置備供回水溫度為65/50℃的空調(diào)熱水，及50/40℃的地板采暖低溫熱水及生活熱水。

辦公商業(yè)系統(tǒng)冷源由2臺1000RT離心機組+2臺410RT螺桿機組組成，冷水供回水溫度為6/12℃；熱源采用3臺2100kW的常壓熱水鍋爐組成，燃料為市政天然氣，提供90/65℃高溫熱水，經(jīng)板換置備供回水溫度為65/50℃的空調(diào)熱水。以上的空調(diào)冷熱源機組設(shè)計既可滿足空調(diào)冷熱負荷的峰值要求，也考慮了各階段部分負荷運行條件下冷熱源的機組匹配性，自動控制系統(tǒng)盡可能簡化，提高了系統(tǒng)的調(diào)節(jié)性和可操作性。

2.4 安全性

針對空調(diào)機組的使用安全，制冷機房和鍋爐房均設(shè)計了平時通風系統(tǒng)和事故通風系統(tǒng)，一旦發(fā)生有害氣體的泄漏事故，探測報警裝置即連鎖啟動事故通風系統(tǒng)，保證值班人員安全撤離。鍋爐房的選址也考慮到工作人員和周邊房間人員的安全性。另外在表冷氣、蒸發(fā)器和冷卻塔等易結(jié)露積水、病菌易繁殖的地方，也采取了可靠的排水和消毒措施。

3 空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)分區(qū)

該項目商業(yè)辦公空調(diào)系統(tǒng)最高使用層為27層辦公層，高度約110m，制冷機房設(shè)置在地下3層，高差約125m。酒店空調(diào)系統(tǒng)最高使用層為38層客房層，高度約160m，制冷機房設(shè)置在地下3層，高差約175m。最終，辦公商業(yè)系統(tǒng)采用一泵到頂?shù)囊淮伪米兞髁肯到y(tǒng)，空調(diào)水系統(tǒng)工作壓力為1．6MPa。酒店空調(diào)水系統(tǒng)高低分區(qū)，以28F避難層為界。高低區(qū)均采用一次泵變流量系統(tǒng)，低區(qū)空調(diào)水系統(tǒng)工作壓力為1．7MPa，高區(qū)為0．8MPa。考慮因素如下。

（1）系統(tǒng)造價。根據(jù)建筑功能進行負荷計算，商業(yè)辦公系統(tǒng)中，商業(yè)和辦公的空調(diào)負荷約各占一半，若該系統(tǒng)分區(qū)，設(shè)備造價的節(jié)省空間不大，且需要設(shè)置高區(qū)泵房及換熱裝置，占用較大機房面積，綜合考慮造價更高。酒店系統(tǒng)中，70%的空調(diào)負荷集中在7層以下的酒店裙房區(qū)域，若采用高低分區(qū)，則低區(qū)空調(diào)設(shè)備的造價可大大節(jié)省，且其所占的比例較大。高區(qū)換熱后水溫升高，會給高區(qū)系統(tǒng)末端盤管帶來額外負擔，但高區(qū)功能基本為客房，風機盤管在選型時均按照酒店管理方的要求放有余量，水溫在一定范圍內(nèi)的升高對盤管選型和使用效果均影響有限，統(tǒng)籌考慮下，酒店空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)會帶來明顯的造價節(jié)省。

（2）穩(wěn)定性。高層建筑空調(diào)水系統(tǒng)中，水錘現(xiàn)象是一個不得不考慮的因素，尤其是150m以上的超高層建筑，水錘現(xiàn)象的影響力更大，破壞力也更強。系統(tǒng)工作時，要避免水泵機組的突然開啟或停車，閥門的突然開啟或關(guān)閉，系統(tǒng)設(shè)計時也要考慮主機應(yīng)對水錘沖擊的能力，必要時配備水錘消除器產(chǎn)品。對超高層建筑空調(diào)水系統(tǒng)進行高低分區(qū)，可以有效消減小水錘現(xiàn)象的影響。分區(qū)后，空調(diào)水泵楊程降低，系統(tǒng)的工作壓力減小，管道系統(tǒng)中的閥門、軟接、法蘭等連接處系統(tǒng)泄漏的幾率大大降低，給五星級酒店的正常穩(wěn)定運營帶來了更多保障。

3.2 系統(tǒng)制式

根據(jù)項目的定位，初期方案中，商業(yè)辦公系統(tǒng)設(shè)計為兩管制空調(diào)水系統(tǒng)，酒店系統(tǒng)設(shè)計為四管制空調(diào)水系統(tǒng)，可根據(jù)使用者的個性化要求，滿足系統(tǒng)不同區(qū)域同時供冷、供熱的需求。對酒店大堂、宴會廳、總統(tǒng)套房和游泳池區(qū)域輔以地板輻射采暖系統(tǒng)，提高冬季使用的熱舒適度。

項目初期，酒店管理公司為錦江國際。該公司評估后認為，南昌地區(qū)的氣候四季分明，采用兩管制系統(tǒng)即可滿足房間要求?？紤]系統(tǒng)造價及后期的運營費用，建議采用兩管制空調(diào)水系統(tǒng)，避免造成閑置浪費。溝通后各方意見達成一致，遂按照此方案設(shè)計。1年后，酒店公司更換為希爾頓，該公司明確要求空調(diào)水系統(tǒng)需采用四管制，現(xiàn)階段空調(diào)水系統(tǒng)、管井、機房正按照此要求進行調(diào)整。

4 感悟及反思

本項目中，伴隨酒店管理公司的變更帶來了空調(diào)水系統(tǒng)的調(diào)整，機房、管井、設(shè)備均需相應(yīng)修改。除空調(diào)水系統(tǒng)制式外，希爾頓集團對各功能區(qū)，如宴會廳、餐廳、康體休閑等區(qū)域也有相應(yīng)的修改要求，空調(diào)末端的調(diào)整不可避免。大體量多功能公建項目空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計，符合規(guī)范要求是原則，滿足使用需要是基礎(chǔ)，此外，還要考慮后期租賃方、使用方的個性化要求?？照{(diào)設(shè)計前期，多方面要充分溝通，在不浪費的前提下為系統(tǒng)變更預(yù)留足夠的機房、管井空間，也是設(shè)計人員需要考慮的要素。

5 結(jié)語

設(shè)計工作是服務(wù)，也是創(chuàng)造。一個優(yōu)秀的空調(diào)工程設(shè)計方案，應(yīng)對方案涉及的各種因素進行全面考慮，使其綜合效益最高。目前工程設(shè)計周期普遍較短，一些技術(shù)性問題也沒有完全解決，在實際設(shè)計工作中，往往不具備多方案、多參數(shù)的綜合對比分析和優(yōu)化選擇的充足條件，這就對空調(diào)設(shè)計人員提出了更高的業(yè)務(wù)水平要求。從業(yè)者要不斷學習專業(yè)知識，跟進技術(shù)新點、熱點、難點，以全局的眼光、發(fā)展的眼光統(tǒng)籌考慮設(shè)計的多方面影響，才能更好的把設(shè)計成果轉(zhuǎn)變成落地項目，服務(wù)于大眾。