牛天才 李卿華 張凡新 薛劍

核工業(yè)第五研究設(shè)計院（450052）

許昌中原飯店暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

牛天才 李卿華 張凡新 薛劍

核工業(yè)第五研究設(shè)計院（450052）

許昌中原飯店是一座按五星級酒店標(biāo)準設(shè)計的商務(wù)酒店，其暖通系統(tǒng)的設(shè)計主要包括冷熱源選擇、空調(diào)水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)、氣流組織、通風(fēng)防排煙和自動控制系統(tǒng)等。對暖通系統(tǒng)的設(shè)計進行了闡述，為設(shè)計人員提供了參考。

酒店；空調(diào)；自動控制；防排煙；節(jié)能

1 工程概述

許昌中原飯店（見圖1）位于許昌市東城區(qū)建安大道與蓮城大道交叉口。為當(dāng)?shù)匾坏貥?biāo)性建筑。建筑面積約11.93萬m2，地上39層，地下2層，建筑總高度為179.70 m。建筑功能為商務(wù)酒店,地下2層為機動車停車庫和設(shè)備用房。地下1層為員工餐廳、廚房、停車庫、設(shè)備用房。地上1層為酒店和餐飲大堂、辦公門廳、大堂吧和精品店。2～6層為全日餐廳、中餐廳、宴會廳、多功能廳、茶藝和棋牌等。7～18層為辦公用房。19～38層為酒店客房。39層為觀光餐廳。11、25和屋頂層為避難層。在用地西南角單獨建有3層貴賓樓，設(shè)有游泳、娛樂健身等功能用房。

圖1 工程效果圖

2 設(shè)計參數(shù)及空調(diào)負荷

1）空調(diào)房間設(shè)計參數(shù)（見表1）。

表1 空調(diào)房間設(shè)計參數(shù)

2）全樓空調(diào)總冷負荷為9 726 kW，冷負荷指標(biāo)為127 W/m2?？偀嶝摵蔀? 288 kW，熱負荷指標(biāo)為82 W/m2。空調(diào)建筑面積為77 500 m2。

3 空調(diào)冷熱源

冷、熱源為溴化鋰吸收式一體化直燃機。在地下1層制冷換熱機房設(shè)置2臺直燃機，單臺制冷量為4 652 kW，制熱量為3 582 kW，衛(wèi)生熱水熱量為1 600 kW，燃料為天然氣。冷水供回水溫度7/14℃，空調(diào)熱水供回水溫度60/50℃，供全樓夏季和冬季空調(diào)使用。生活熱水供回水溫度80/60℃，負擔(dān)全樓生活熱水用熱負荷。2組冷卻塔位于裙房屋面，冷卻水供水回水溫度為：37/30℃。

附近規(guī)劃有熱電廠，根據(jù)甲方要求考慮采用其提供的130/80℃高溫?zé)崴鳛閭溆脽嵩?，采用板式換熱器，制備冬季空調(diào)和生活用熱的熱水。裙房人員密集，進深較大，過渡季主機停機，卻仍有供冷的需求。設(shè)置2臺板式換熱器，利用一組冷卻塔做為免費冷源，向裙房內(nèi)區(qū)供冷。另外，考慮使用時間不同和設(shè)備節(jié)能運行，39層觀光餐廳采用一套獨立的變制冷劑多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)。在變配電值班室、消防控制室、監(jiān)控室、電話通訊機房設(shè)置獨立式分體空調(diào)，以滿足其單獨降溫供暖的要求。

4 空調(diào)水系統(tǒng)

考慮負荷側(cè)系統(tǒng)較大，阻力較大，采用兩管制二級泵系統(tǒng)，冬夏轉(zhuǎn)換在機房內(nèi)分水器、集水器上手動進行。冷源側(cè)定流量，一次泵定頻；用戶側(cè)變流量，二次泵變頻，分4路系統(tǒng)：

許昌中原飯店裙房及地下室（-1～6層）、辦公區(qū)（7～18層）、客房低區(qū)（19～24層）和客房高區(qū)（26～38層）。25層避難層設(shè)中間換熱站，采用整體式換熱機組，高區(qū)空調(diào)冷水供回水溫度為8.5/15.5℃,空調(diào)熱水供回水溫度為：55/45℃。裙房和地下室空調(diào)水管路異程布置，辦公、客房低區(qū)和客房高區(qū)均采用豎向同程系統(tǒng)。集中空調(diào)系統(tǒng)補水為軟化水，系統(tǒng)定壓補水采用閉式補水排氣定壓裝置。冬季空調(diào)、新風(fēng)機組（除廚房、洗衣房）均采用電磁式蒸汽加濕器加濕。

5 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

根據(jù)房間的使用功能和運行時間，劃分了若干個獨立的空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)。酒店客房、辦公區(qū)、中餐廳包間采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，其中客房、辦公區(qū)新風(fēng)系統(tǒng)豎向分段設(shè)置，新風(fēng)機組分別設(shè)置在11、25層和屋頂避難層。酒店大堂、全日餐廳、宴會廳采用定風(fēng)量全空氣系統(tǒng)，并采用雙風(fēng)機變新風(fēng)比以保證過渡季最大新風(fēng)節(jié)能運行。排風(fēng)機采用變頻風(fēng)機與新風(fēng)閥聯(lián)鎖，保證排風(fēng)量為新風(fēng)量的80%～90%，以維持空調(diào)房間正壓。另外，設(shè)置一套低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)，以保證冬季大廳的舒適性。3層和5層的大宴會廳層高均為9.6 m,空調(diào)氣流組織為旋流風(fēng)口頂送，側(cè)墻下部回風(fēng)，其余為頂送頂回。

6 供暖系統(tǒng)

酒店入口大堂設(shè)置地板輻射供暖系統(tǒng)，總輻射面積約710 m2，供暖熱負荷為28 kW，因為地板輻射水溫與空調(diào)熱水溫度相吻合（60/50℃）。為減少成本，地板輻射供暖系統(tǒng)從裙房地下室空調(diào)水環(huán)路上，直接引出供、回管支路供給大堂地板輻射用，并在回水管上設(shè)靜態(tài)平衡閥以保證其末端阻力與空調(diào)系統(tǒng)的末端阻力平衡。

7 機械通風(fēng)系統(tǒng)

1）地下車庫與設(shè)備房。地下車庫按防火分區(qū)設(shè)置機械通風(fēng)兼排煙系統(tǒng)。直燃機房的通風(fēng)設(shè)計既考慮了自然通風(fēng),也考慮了機械通風(fēng)及事故通風(fēng)。在直燃機組上空利用吊裝孔設(shè)置了室外自然進風(fēng)百葉,能很好解決直燃機組燃燒所需的空氣量和直燃機房的防爆問題。采用新風(fēng)機組對補風(fēng)預(yù)冷、余熱；其余設(shè)備用房設(shè)機械通風(fēng)系統(tǒng)，其中氣體滅火房間機械排風(fēng)系統(tǒng)，上部排除1/3，下部排除2/3。

2）廚房通風(fēng)。本項目的特點是餐廳較多，對廚房通風(fēng)要求高。廚房區(qū)域設(shè)2個排風(fēng)系統(tǒng)，即局部排油煙和全面排風(fēng),設(shè)對應(yīng)的2個補風(fēng)系統(tǒng)。為保證室內(nèi)負壓，全面補風(fēng)量和排油煙補風(fēng)量共占排油煙量的80%，鄰室滲透風(fēng)量為排風(fēng)量的10%。廚房全面排風(fēng)兼事故排風(fēng)，采用防爆型風(fēng)機。為達到室內(nèi)設(shè)計溫度利用新風(fēng)機組進行補風(fēng)。

3）辦公區(qū)和客房通風(fēng)。辦公區(qū)和客房的衛(wèi)生間豎向分段設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)，與房間新風(fēng)系統(tǒng)豎向分段一致,由低到高分為5段,分別為：7～10層、12～18層、19～24層、26～31層及32～38層，每個區(qū)段各設(shè)置2臺組合式熱回收新風(fēng)機組，衛(wèi)生間排風(fēng)匯集并預(yù)冷（熱）新風(fēng)后排放，顯熱熱回收效率大于60%。

8 防排煙及消防系統(tǒng)

塔樓核心筒1#、2#防煙樓梯間、合用前室分段設(shè)置加壓送風(fēng)系統(tǒng)。裙房部分3～8#樓梯的各個梯段、剪刀樓梯間的各個樓梯、合用前室、塔樓各避難區(qū)均設(shè)置獨立的加壓送風(fēng)系統(tǒng)。合用前室為常閉系統(tǒng),防煙樓梯間、避難層為常開系統(tǒng)。

主樓核心筒內(nèi)走道豎向分段設(shè)置排煙系統(tǒng)，每層在2個排煙豎井的側(cè)墻上安裝280℃遠控多葉防火排煙口（常閉）,地上各層自然補風(fēng)，地下室機械補風(fēng)。裙房各個防火分區(qū)自然或機械排煙，機械排煙采用豎向系統(tǒng)，排風(fēng)機設(shè)置在裙房屋面，每層排煙支管與排煙豎井連接處設(shè)280℃常閉防火閥。火災(zāi)時，就地手動或消防控制中心遠控自動打開著火防煙分區(qū)內(nèi)的遠控多葉排煙口，連鎖打開排煙支管上的常閉排煙防火閥（若有）,連鎖啟動排煙風(fēng)機及對應(yīng)的補風(fēng)機。當(dāng)排煙溫度達到280℃時，排煙風(fēng)機前的防火閥熔斷關(guān)閉，并聯(lián)動排煙風(fēng)機停機。加壓送風(fēng)：火災(zāi)時，就地手動或遠控自動打開著火層及相鄰上一層（共計2層）的消防電梯前室常閉電動多葉送風(fēng)口，連鎖啟動對應(yīng)加壓送風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機和所有樓梯間、避難層加壓送風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機。

9 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)控制

空調(diào)系統(tǒng)采用DDC系統(tǒng)控制,所有設(shè)備均能就地啟停。除少數(shù)就地使用的風(fēng)機(或排氣扇)、風(fēng)機盤管、機房專用空調(diào)機及分體空調(diào)機外，所有設(shè)備均應(yīng)有手動及DDC自動控制轉(zhuǎn)換開關(guān)。當(dāng)開關(guān)處于手動狀態(tài)時，DDC系統(tǒng)應(yīng)能監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài)。大部分設(shè)備也能在自控室中通過中央電腦進行遠距離啟停。

自控系統(tǒng)的設(shè)置范圍包括冷源系統(tǒng)、熱源系統(tǒng)、空調(diào)機組、各類風(fēng)機等?？刂苾?nèi)容如下：

1）直燃機供冷工況：根據(jù)冷量需求確定運行機組的臺數(shù)，直燃機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔運行臺數(shù)和大小一致。順序啟?？刂疲洪_機順序為對應(yīng)的電動蝶閥打開→冷凍水泵→冷卻水泵→冷卻塔風(fēng)機→冷水機組。停機順序為冷水機組→冷凍水泵→冷卻水泵→冷卻塔風(fēng)機→對應(yīng)的電動蝶閥關(guān)閉。冷凍水壓差控制：根據(jù)冷凍水供、回水總管壓差，自動控制循環(huán)水泵變頻運行。

2）供熱工況：根據(jù)冬季供熱狀況，決定采用市政供熱還是直燃機供熱，可手動切換閥門。根據(jù)熱量需求確定運行換熱器（或機組）的臺數(shù)，換熱器、熱水循環(huán)泵運行臺數(shù)一致。開機順序為對應(yīng)的電動蝶閥打開→熱水循環(huán)泵，停機順序相反。根據(jù)二次側(cè)供回水溫度和室外溫度,通過一次側(cè)電動調(diào)節(jié)閥控制二次側(cè)供水溫度。當(dāng)機組流量＜70%，調(diào)節(jié)旁通閥開度，恒定二次側(cè)壓差。

3）免費供冷工況：根據(jù)冷量需求確定運行換熱器的臺數(shù)，換熱器、免費冷循環(huán)泵運行臺數(shù)一致。開機順序為對應(yīng)的電動蝶閥打開→免費冷循環(huán)泵→冷卻水泵→冷卻塔風(fēng)機。停機順序為免費冷循環(huán)泵→冷卻水泵→冷卻塔風(fēng)機→對應(yīng)的電動蝶閥關(guān)閉。

4）空調(diào)機組：根據(jù)回風(fēng)溫度通過電動調(diào)節(jié)閥控制冷熱量。冬夏季根據(jù)回風(fēng)CO2濃度，通過新風(fēng)、回風(fēng)電動風(fēng)閥和排風(fēng)機變頻控制新風(fēng)比例。過渡季節(jié)根據(jù)室內(nèi)外空氣焓值，控制新風(fēng)比例。

5）新風(fēng)機組：根據(jù)送風(fēng)溫度通過電動調(diào)節(jié)閥控制冷熱量。根據(jù)回風(fēng)CO2濃度，控制機組啟停。

6）風(fēng)機盤管設(shè)獨立溫控系統(tǒng)。

7）通風(fēng)系統(tǒng)：包括各通風(fēng)系統(tǒng)的啟?？刂?，如風(fēng)機狀態(tài)顯示、事故報警。送風(fēng)機應(yīng)與對應(yīng)的排風(fēng)機連鎖啟停。汽車庫通風(fēng)系統(tǒng)的啟停由CO濃度控制，同時能夠時鐘控制。廚房事故通風(fēng)系統(tǒng)由CO濃度或燃氣濃度控制,報警后自動關(guān)閉緊急燃氣切斷閥，連鎖事故風(fēng)機啟動。制冷站設(shè)燃氣濃度報警器，連鎖事故風(fēng)機啟停。采用DDC控制系統(tǒng)對空調(diào)系統(tǒng)運行進行監(jiān)控，根據(jù)室外環(huán)境和室內(nèi)人員對建筑物使用狀態(tài)進行控制，在保障舒適環(huán)境前提下達到經(jīng)濟運行的目的。

10 設(shè)計心得

1）未來3年有熱電聯(lián)產(chǎn)投入使用，冬季利用高溫廢熱制取空調(diào)和衛(wèi)生熱水，有利于能源的綜合利用。

2）空調(diào)二次水循環(huán)泵采用變頻水泵，根據(jù)各環(huán)路的實際需求，變流量運行，節(jié)省水泵運行費用。

3）裙房以餐飲為主，過渡季節(jié)采用利用冷卻塔免費冷空調(diào)，最大限度利用天然冷源。

4）主樓新風(fēng)系統(tǒng)采用帶熱回收裝置的新風(fēng)機組，回收排風(fēng)冷、熱量，減少新風(fēng)空調(diào)負荷。

5）酒店大堂屬高大空間，采用全空氣空調(diào)與地板輻射供暖相結(jié)合的系統(tǒng)，避免了冬季溫度梯度過大，提高舒適性。

[1]GB 50736-2012,民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范[S].

[2]陸耀慶.實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊(第二版)[M].中國建筑工業(yè)出版社,2007.