建筑設備節能技術在酒店建筑綠色設計中的應用

文｜ 東南大學建筑設計研究院有限公司 李 驥 臧 勝 陳洪亮

建筑設備節能技術在酒店建筑綠色設計中的應用

文｜ 東南大學建筑設計研究院有限公司 李 驥 臧 勝 陳洪亮

隨著節約資源和保護環境等國家技術經濟政策的實施，節能、低碳、舒適的綠色建筑已成為建筑行業的發展方向。本文以某四星級酒店的綠色設計為例，闡述了建筑設備節能技術在酒店建筑中的實際應用。

酒店建筑 綠色設計 主動節能技術 建筑設備管理系統

1 前言

隨著我國經濟的持續高速增長，資源浪費、環境污染與經濟發展之間的矛盾日益突出。為貫徹節約能源和保護環境的基本國策，推進建筑行業的可持續發展，實現傳統建筑模式向節能、低碳、舒適的綠色建筑方向轉型，國家和地方相繼頒布了一系列的民用建筑綠色設計規范和公共建筑節能設計標準。在政策宣傳、輿論引導和強制性規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行，建設單位、設計單位及建筑設備生產商在各自領域內均加強了節能環保措施的推行力度。

建筑節能是一門綜合性的技術，涵蓋了建筑、結構等專業的被動節能技術，以及暖通、給排水、電氣及智能化等專業的主動節能技術。被動節能技術主要指借助建筑材料特性，采用自然采光、通風和圍護結構的保溫、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，實現降低建筑能耗的目的。被動節能技術的重點是為優化建筑設計和低耗能圍護結構而研發的。被動節能技術的重點領域為低耗能圍護結構的研發。建筑主動節能技術包括可再生能源的主動利用；暖通空調系統、給排水系統、照明系統的智能控制；建筑室內環境的監測和控制；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充分論證建筑功能、節能效率、環境保護、舒適實用、建筑全壽命造價之間的辯證關系。下面以某四星級酒店的綠色設計為例，重點闡述建筑設備節能技術在酒店建筑中的實際應用。

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，屬于中亞熱帶濕潤季風氣候向北亞熱帶濕潤季風氣候過渡的地帶。項目總用地面積27.06公頃，按照四星級酒店標準建設，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建筑相比較，具有的特點：營業時間長，需全天侯開啟空調、熱水供應、內走道等場所的公共照明等系統；季節性入住率的變化、餐飲娛樂營業的時段性等均會影響空調、給水、照明等系統的負荷率；不同的客人及季節對室內環境參數的要求不同；不同場所如大廳、餐廳、客房、會議廳、辦公室、后勤用房等對環境舒適度的要求不同。

根據項目前期對酒店所在地區三星級以上酒店能耗的調研及相關資料的收集，該地區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水源，減少對傳統能源的依賴，實現有效節能。

酒店建筑的能耗主要由暖通空調系統、照明、動力、生活熱水、辦公設備用能構成。根據調研及收集到的資料，對該地區三星級以上賓館的各分項能耗進行統計，得到各分項能耗的比例如圖2所示。由圖2可以看出，暖通空調系統、照明系統和熱水供應系統的能耗占據總用能的80%，因此應重視上述系統用能特點，充分利用可再生能源及非傳統水源、智能控制系統、優化控制策略，挖掘節能潛力。

3 建筑設備節能技術的應用

3.1 可再生能源及非傳統水源的利用

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、太陽能光伏發電或光誘導系統。非傳統水源主要包括市政再生水、雨水和建筑中水等。結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、太陽能熱水系統及雨水回收利用系統。

3.1.1 地熱能的利用

酒店建筑的暖通空調系統冷熱源，多數采用水冷冷水機組加鍋爐的組合方式，少數采用直燃式冷熱水機組和風冷熱泵冷熱水機組形式，較少采用冷熱電聯產、地源熱泵等冷熱源節能技術。本工程位于長江中游水系，地表水資源豐富，經過水文調查和方案論證后，采用地表水地源熱泵系統作為暖通空調系統冷熱源。地表水地源熱泵系統受氣候環境的影響小，既滿足了酒店對暖通空調系統運行穩定性的要求，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

熱水供應系統是酒店建筑的重要設施，需24小時不間斷供應，熱水需求總量大，其能耗居于酒店整體能耗的第二位，僅次于暖通空調系統；太陽能熱水系統比較太陽能光伏發電系統，建設投資少、能量利用率高；太陽能熱水系統是一種成熟的建筑節能技術，因此本項目確定采用太陽能熱水系統，對減少酒店業經營成本、降低酒店建筑能耗具有重要意義。太陽能熱水系統采用平板型太陽能集熱器，集熱器的設置從角度、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計。同時系統配套設置了蓄熱水箱、輔助電加熱器和強制循環水泵，以保證對供水質量的要求。

3.1.3 雨水的回收利用

本工程為多層建筑，建筑覆蓋率高，并且該地區多年平均降雨量為1200～1900mm，雨水回收利用有其得天獨厚的優勢。考慮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要求嚴格，因此回收的雨水主要用于綠化澆灑。根據本工程的特點和雨水回收用途，系統收集水質污染較輕的屋面雨水，經過棄流、過濾等處理后進入雨水存儲池以供綠化回用。

3.2 智能控制技術的應用

本工程基于暖通空調系統、供配電系統、照明系統、給排水系統的設計方案，配套設置了建筑設備監控系統。下面主要介紹該系統在暖通空調系統、照明系統及智能客房控制系統中的典型應用。

3.2.1 暖通空調系統的智能控制

本工程的暖通空調系統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道全空氣空調系統；在客房、會議室、辦公室、餐廳包間等場所采用風機盤管機組的水—空氣系統并設獨立的新風處理系統；在貴賓樓采用變風量空調系統。節能控制技術在本工程暖通空調系統中的應用如下：

（1）本工程采用熱回收式空調機組和新風機組，通過熱交換器回收排風冷量（夏季）或熱量（冬季），對新風進行冷熱交換預處理；根據全年不同的季節工況，自動調節新風閥、回風閥及排風閥的開度，使系統在最經濟的新風/回風比例狀態下運行，并確保溫度、濕度和空氣質量滿足環境舒適性要求。

（2）通過建筑設備管理系統對變風量空調系統進行控制，根據空調負荷和室內環境參數的變化，自動調節空調送風量，以滿足室內環境舒適度的要求；根據系統總體送風量需求的變化，變頻調節送風機的轉速，最大限度地減少機組能耗。

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

3.2.2 智能照明控制系統

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，設置了相應的智能照明控制系統。

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裝潢的協調。因此照明控制采用定時場景模式，可按照設定的時間表自動切換照明場景。靠近窗戶的場所充分利用自然光進行照明，并通過光感控制的方式將照度自動調整到適當的水平。

餐廳的照明控制采用預設場景模式，服務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設場景模式，并與會議集中控制系統聯動，根據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，當有人員經過時，聯動開啟對應區域的全部燈具。

本工程為多棟建筑及大量園林組成的現代園林建筑，設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閉部分燈具，天亮時通過光感控制關閉全部燈具。通過這種方式既延長了燈具使用壽命，又節約了能耗。

3.2.3 智能客房控制系統

客房是酒店服務的核心，本工程重點在套房以及貴賓樓內設置了智能客房控制系統，對客房內的照明、空調、電視、音響、窗簾等設備進行集中控制，為客房營造舒適、便捷、節能的居住環境。

當客人在前臺辦理入住手續后，對應客房的控制系統轉入迎賓模式，自動開啟門廊燈光、窗簾和空調；當客人插入客房卡后，系統切換至入住模式，自動開啟床頭燈、電視、音響等設備；客人可通過控制面板選擇會客、閱讀、睡眠、起夜等模式，對客房設備進行恰當的控制；當客人離開時，可選擇退房或離開模式，自動關閉照明、空調、電視、音響、窗簾等設備，并提示對客房進行打掃。

3.3 建筑能效的綜合管理

由于智能控制技術著重針對各建筑設備系統進行監控，對全局的能耗分析和管理措施不足，為充分發掘節能潛力，本工程設置建筑能效綜合管理系統，對暖通空調、排水、照明、動力的能耗數據進行分項、分區域計量，依照公共建筑用能評價指標對各設備用能進行分析，根據能耗分析結果優化物業管理方法。同時對建筑能效綜合管理系統與建筑設備監控系統進行系統集成，優化建筑設備的控制策略，實現對能效的綜合管理并達到降低能耗的目的。建筑能效數據通過互聯網上傳至建筑能效檢測數據中心，接受主管部門的集中監管。

4 結束語

節能減排涉及多個領域，其中公共建筑的節能是實現節能減排，發展低碳經濟的重要環節。本文結合工程經驗及實際案例，對建筑設備主動節能技術在工程中的應用進行了闡述，以拋磚引玉，供從業人員相互交流學習。

1 郝斌.酒店建筑用能特性及節能措施分析[J].重慶大學學報.2011.34（3）

2 JGJ/ T229-2010.民用建筑綠色設計規范[S].

3 GB 50198－2005，公共建筑節能設計標準[S].

4 楚曉華.智能公共建筑能量管理系統控制優化研究[D].山東：山東大學.2008

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