蘇平
(貴陽市建筑設計院有限公司 貴州 貴陽 550000)
酒店建筑暖通空調設計中若干問題分析
蘇平
(貴陽市建筑設計院有限公司貴州貴陽550000)
暖通空調系統的節能在建筑節能當中有著非常重要的作用,需要設計人員給予應有的重視。酒店必須加強暖通空調設計工作,通過合理的設計降低空調能耗的同時,為空調的平穩運行提供動力保障。
酒店建筑;暖通空調;設計;問題
伴隨著酒店行業的蓬勃發展,酒店暖通空調的應用不僅提高了酒店的舒適度,還滿足了現代社會的發展需求。但是,在實際發展建設過程中,酒店暖通空調安裝受諸多因素的影響仍存在較多問題。
某一建筑為一超高層綜合建筑,層高57層,其中27~45層是五星級酒店。地下1~2層設有鍋爐房、制冷站等;地下3~5層是裙房,大部分是酒店區域服務。1~2層設有3個入口大廳,分別設有3組空調系統;3層、4層、6層是酒店服務的餐飲、健身、游泳等;5層、24層、26層、46層、58層是設備層。
本設計空調水系統為一級泵壓差旁通控制變流量水系統,這里的變流量指的是末端空調裝置流量變化,即當夏/冬季空調房間內冷/熱負荷發生變化時,末端裝置的流量隨著二通電動閥的調節(對室內溫度進行控制)而改變;而為了保證冷水機組運行的安全要求,冷水機組側則保持定流量運行。在系統中設置壓差控制旁通電動閥,正是為了解決冷水機組定流量運行和用戶側變流量運行的實際使用要求的矛盾。當用戶需求的水量減少時,旁通閥逐漸開啟,讓一部分供水直接進入系統回水管。在這一過程中,冷水泵的轉速不發生變化,其流量也基本保持穩定,從而保證系統的安全正常運行。
選用四臺冷凍水泵(三用一備),與冷水機組在數量上一一對應,冷水機組與冷凍水泵各自并聯后通過母管連接的方式(先并后串),優點是機房內管路布置整潔、有序,且冷凍水泵只需備用一臺。末端流量(熱)末端空調回路采用兩管制系統。集中空調冷卻水系統采用開式冷卻塔循環冷卻,選用四臺冷卻水泵(三用一備)、三臺冷卻塔,與冷水機組一一對應,冷卻塔設置于裙房屋頂上,冷卻水管置于管井中。定壓裝置選用氣體定壓機組,雖然不及膨脹水箱定壓穩定,但設置位置可以不必像膨脹水箱置于系統最高點,可以與水系統的軟化、補水一起設置在地下一層制冷機房內??照{供回水分為兩個回路,一回路為辦公區的空調供回水,管徑為DN300;二回路為裙房的空調供回水,管徑為DN200??刂葡到y由如圖1所示部分組成。

圖1 控制系統
酒店的冷熱水供給系統為主機側定流量、負荷側變流量的一次泵系統,四管制??照{水系統中客房風機盤管支路為同程布置,其余支路均為異程布置。各支路回水干管上設靜態平衡閥,各層水平回水干管上設有動態壓差平衡閥。冷水分集水器之間設壓差旁通裝置,根據負荷側供、回水壓差的變化值,控制供、回水總管間壓差旁通閥的開度,當旁通流量達到單臺冷水機組額定流量的110%時,停止一臺冷水機組及其相應的空調循環水泵的運行。供熱系統根據供水溫度確定熱交換器及水泵的啟停。
(1)大堂、門廳。此建筑大堂分為酒店大堂和商業大堂兩部分。酒店大堂空間較小,采用風機盤管加新風形式;商業大堂、門廳為大空間,采用全空氣空調系統,氣流組織為上送上回形式。大堂選用條縫型風口送風,既方便大堂的后期裝潢設計,也能保證冬夏季兩種設計工況的送風效果;門廳選用溫控型旋流風口送風,風口葉片根據送風溫度自動調整角度,以滿足冬夏季不同工況下的送風要求。
(2)餐廳、宴會廳。二層和三層的餐廳、宴會廳均采用全空氣空調系統,氣流組織為上送上回形式,均選用條縫型風口送風。組合式空調機組均設在裙房屋頂。每層的餐廳隔壁為廚房區,餐廳和廚房之間設聯通風管,在保證餐廳所需正壓(約8~9Pa,維持此正壓所需風量按1/h換氣次數算)的條件下,使餐廳內的空氣流向廚房,作為廚房補風、降溫的一部分。
(3)廚房。根據酒店管理公司要求,每個廚房均預留風井、空調水管,由專業廚房設計公司二次設計。
(4)游泳池。游泳池選用除濕熱泵空調機組,能夠實現空氣除濕、池水加熱、室內通風換氣的功能。除濕熱泵空調機組設在泳池岸邊地面下的機房層內,機組配有輔助風冷冷凝器,設在裙房屋頂。泳池空間氣流組織為上送下回形式。為保障池廳內冬季的熱舒適性,在泳池地面設地板輻射采暖系統。泳池用的板式換熱器、二次側水泵、水處理裝置也均設在泳池岸邊地面下的機房層內。
(5)會議、辦公、健身等其他房間。會議、辦公、健身等房間均采用采用風機盤管加新風形式。其中會議、健身均設有獨立的排風系統,保證新風的足夠攝取。
空調建筑的全年能耗主要由空調供冷與供熱能耗、照明能耗、其他生活能耗等幾大部分組成。對公共建筑而言,空調能耗占整個建筑能耗的50~60%,在空調能耗中,20~50%的能耗是為了滿足由于圍護結構傳熱所帶來的消耗,30~40%是由空調新風處理所需要的能耗,輸送方面的能耗大約占10~30%。
5.1圍護結構的熱工參數
公共建筑圍護結構所消耗的能耗占建筑總能耗的10~30%。由于不同區域在供冷、供熱重點上有所不同,因此不同地區對圍護結構的熱工要求也相應地存在一定的區別。本建筑體形系數、各朝向窗墻面積、圍護結構傳熱系數比及遮陽系數均符合《公共建筑節能設計標準》(GB50189-2005)中關于寒冷地區建筑熱工設計參數。
5.2新風量的確定
公共建筑空調新風處理所消耗的能耗占建筑總能耗的15~ 24%。因此,當采用人均新風量×室內人數的方法確定設計新風量時,首先應科學選取室內人員的數量。對于辦公室,這種室內人員數量比較穩定的房間,人數按實際辦公人員確定;對于會議室、報告廳,這種人員使用數量隨機性較大的房間,如果出現最多使用人數的持續時間不超過3h,計算人數分情況確定:當全天小時平均使用人數超過一半,按平均人數計算;當全天小時平均使用人數不足或等于設計人數的一半,按50%人數計算。
5.3排風熱回收
利用建筑物的排風與新風進行熱交換,在夏季回收空調冷量、冬季回收空調熱量。本建筑利用熱回收式空氣處理機組對排風進行顯熱熱回收,回收設備效率為62~65%。熱回收設備的特點是體積大,需要將室內排風和新風管道引到建筑內的同一區域,并且需要保證室外排風和新風管道距離足夠遠(避免短路);本設計中標準層每層建筑面積為1450m2,其中空調機房面積38m2,且臨近建筑西側外墻,室外新風取風口每層在外墻上設置百葉風口,排風管道接入空調機房內的排風井內伸出屋頂,以保證室外排風口與新風口短路。
本酒店的功能布局比較典型,空調系統的設計總體也按照常規設計,具有一定的共性。但本工程空調系統的設計也有局部不同,主要有以下幾點:
(1)一般的工程在制冷主機的選取上會采用大小搭配,本工程由于客房區的空調冷負荷為1620kW,約占總冷負荷的1/3,且管理公司預計將來客房的入住率會較高,采用三臺制冷量相同的螺桿式冷水機組,既使水泵、冷卻塔選型訂貨方便,也能夠滿足空調負荷的變化。
(2)酒店的生活熱水需求較多,選定一臺螺桿式機組為熱回收型,可以把部分冷凝器散熱轉移至生活熱水,減少了空調的熱排放,節約了生活熱水的熱能消耗。但為了保證冷水機組的運行穩定,具有較高的COP值,機組在部分負荷下運行時要控制熱水回水溫度不變,出水溫度降低。
綜上所述,設計人員需要全面考慮,遵守相關節能規范,并將節能理念貫穿到暖通空調設計的各個環節,從而進一步降低建筑能耗,減少能源浪費為實現經濟社會的可持續發展做出貢獻。
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