□文/張紅玉 蔡建軍

天津?yàn)I海新區(qū)濱耀廣場(chǎng)空調(diào)設(shè)計(jì)

□文/張紅玉 蔡建軍

根據(jù)建筑物功能分區(qū)和區(qū)域能源配套情況，選用不同的空調(diào)冷熱源、冷熱水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)和空調(diào)末端；確定合理的水系統(tǒng)分區(qū)，冷水系統(tǒng)采用大溫差、小流量運(yùn)行，冬季使用冷卻塔直接供冷；合理布置新、回風(fēng)豎向風(fēng)道，減少公共區(qū)域管線。

空調(diào)；冷熱源；冷熱水系統(tǒng)；風(fēng)系統(tǒng)

1　工程概況

工程位于天津?yàn)I海新區(qū)響螺灣商務(wù)區(qū)11號(hào)地塊，總建筑面積193 212m2，地下2層，地上由5層裙房將A、B兩座塔樓連為一體。A塔為辦公樓，地上48層，建筑高度201.5m；B塔為希爾頓逸林酒店和公寓，地上49層，建筑高度201.7m。裙房主要為酒店大堂、公寓大堂、辦公大堂、商業(yè)、酒店配套功能用房等。地下主要為機(jī)電設(shè)備用房、機(jī)械停車庫、酒店功能用房和人防區(qū)。

2　空調(diào)冷熱源

建筑依功能不同可劃分為3個(gè)區(qū)域：希爾頓逸林酒店區(qū)、公寓區(qū)、辦公及商業(yè)區(qū)。各區(qū)域室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)、使用時(shí)間、區(qū)位、產(chǎn)權(quán)及物業(yè)管理情況不盡相同，因此將3部分區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)分開設(shè)置，各區(qū)域負(fù)荷計(jì)算結(jié)果見表1。

表1　建筑物負(fù)荷統(tǒng)計(jì)

2.1酒店冷熱源

B塔地下2層至17層為酒店區(qū)，酒店全年有生活熱水負(fù)荷且過渡季有空調(diào)供暖需求，綜合考慮系統(tǒng)的可行性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，酒店采用電制冷冷水機(jī)組和燃?xì)忮仩t作為空調(diào)的冷熱源。

根據(jù)冷負(fù)荷計(jì)算結(jié)果并參照酒店管理公司的冷源設(shè)置要求，選用3臺(tái)工作壓力為1.0 MPa制冷量為1800 kW的離心式制冷機(jī)組，其中1臺(tái)作為備用機(jī)組。尖峰負(fù)荷時(shí)運(yùn)行2臺(tái)機(jī)組為酒店提供冷水，一般時(shí)段采用制冷機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)及機(jī)組自身調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)制冷量與負(fù)荷的匹配，機(jī)組自身調(diào)節(jié)能力范圍為25%～100%。冷卻塔設(shè)在裙房屋頂，每臺(tái)制冷機(jī)對(duì)應(yīng)設(shè)置1臺(tái)冷卻塔。

酒店熱源選用兩臺(tái)額定制熱量為3 300 kW的真空燃?xì)忮仩t，空調(diào)供暖和生活熱水雙回路，其中供暖回路2 100 kW，供回水溫度為60/50℃，生活熱水回路1 200 kW，供回水溫度為85/65℃。每臺(tái)鍋爐可承擔(dān)總熱負(fù)荷的70%，其中一臺(tái)鍋爐發(fā)生故障時(shí)仍可滿足酒店供暖和生活熱水的基本需求。設(shè)置2臺(tái)額定蒸發(fā)量為1.6 t/h、額定蒸汽壓力為1.0 MPa的蒸汽鍋爐為酒店洗衣房和空調(diào)系統(tǒng)加濕提供蒸汽。酒店空調(diào)冷熱源系統(tǒng)原理見圖1。

圖1　空調(diào)冷熱源系統(tǒng)原理

2.2公寓冷熱源

公寓位于B塔的19～47層（15層和30層為避難層），建成后將分散出售給小業(yè)主，根據(jù)建筑平面布局特點(diǎn)，房間并無內(nèi)外區(qū)之分，只是朝向不同，而該項(xiàng)目周圍已配套建有市政熱網(wǎng)，供回水溫度為95/70℃，考慮采用集中供冷和市政供熱的冷熱源方式。

選用2臺(tái)工作壓力為1.0 MPa制冷量為2 100 kW的離心式冷水機(jī)組作為公寓空調(diào)系統(tǒng)的冷源，機(jī)組選用變頻式離心機(jī)，滿足系統(tǒng)低負(fù)荷下運(yùn)行要求，防止機(jī)組發(fā)生喘振現(xiàn)象。

換熱站位于地下2層，為滿足系統(tǒng)承壓，來自換熱站的二次供回水需經(jīng)避難層中間換熱器換熱后進(jìn)入空調(diào)末端，因此設(shè)計(jì)公寓換熱機(jī)組二次供回水溫度為85/65℃，經(jīng)中間換熱器換熱后供回水溫度為60/50℃。選用2臺(tái)額定制熱量700 kW的真空熱水鍋爐作為生活熱水熱源，生活熱水一次水供回水溫度為85/65℃。

2.3辦公及商業(yè)冷熱源

A塔樓均為辦公，商業(yè)位于裙房的1～3層，為充分利用現(xiàn)有配套資源，提高區(qū)域能源利用率，辦公及商業(yè)區(qū)采用電制冷冷水機(jī)組和市政熱水作為空調(diào)的冷熱源。

辦公及商業(yè)區(qū)建筑體量較大，商業(yè)區(qū)負(fù)荷相對(duì)穩(wěn)定，辦公區(qū)因出租情況不同負(fù)荷波動(dòng)會(huì)比較大，此區(qū)域空調(diào)冷源選用3臺(tái)工作壓力為1.0 MPa制冷量為2 700 kW的離心式冷水機(jī)組，機(jī)組的綜合部分負(fù)荷特性系數(shù)＞5.42，滿足系統(tǒng)低負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)的節(jié)能要求。

辦公及商業(yè)和公寓共用換熱站，換熱機(jī)組分開設(shè)置，便于日后管理和計(jì)量。市政熱水經(jīng)換熱站換熱后輸送至空調(diào)末端，二次供回水溫度為60/50℃，經(jīng)中間換熱器換熱后供回水溫度為55/45℃。

3　空調(diào)水系統(tǒng)

3.1空調(diào)水系統(tǒng)分區(qū)

本項(xiàng)目為超高層建筑，水系統(tǒng)分區(qū)主要考慮3方面內(nèi)容。

1）降低設(shè)備及管件承壓，冷水機(jī)組均選用常壓型，承壓1.0 MPa，設(shè)于水泵的吸入端。

2）在不增加末端設(shè)備投資的前提下，冷水系統(tǒng)采用大溫差小流量的運(yùn)行方式，節(jié)省管道空間，減少冷水系統(tǒng)能耗[1]。

3）降低二次換熱損失，滿足系統(tǒng)壓力需求的情況下，盡可能減少分區(qū)。

經(jīng)計(jì)算，酒店空調(diào)水系統(tǒng)豎向可分為一個(gè)區(qū)，無需中間換熱，空調(diào)冷水供回水溫度為6/13℃；公寓空調(diào)水系統(tǒng)豎向?yàn)橐粋€(gè)區(qū)，B塔18層避難層設(shè)置中間換熱機(jī)組，空調(diào)冷水供回水溫度為5/12℃，經(jīng)換熱后冷水供回水溫度為7/14℃；辦公及商業(yè)豎向分為2個(gè)區(qū)，低區(qū)空調(diào)冷熱水由制冷站和換熱站直接供給，空調(diào)冷水供回水溫度為5/12℃，高區(qū)空調(diào)冷熱水經(jīng)A塔15層避難層中間換熱機(jī)組換熱后供給，換熱后冷水供回水溫度為7/14℃?？照{(diào)水系統(tǒng)定壓均選用自動(dòng)定壓補(bǔ)水排氣機(jī)組，冷水機(jī)組定壓點(diǎn)設(shè)于機(jī)組吸入端，二次換熱定壓點(diǎn)設(shè)于水泵吸入端，各區(qū)域冷熱水系統(tǒng)定壓壓力見表2。

表2　空調(diào)冷熱水系統(tǒng)定壓壓力

酒店空調(diào)水系統(tǒng)采用四管制，水系統(tǒng)豎向采用同程式；公寓空調(diào)水系統(tǒng)采用兩管制，水系統(tǒng)豎向采用同程式；酒店和公寓空調(diào)水系統(tǒng)原理見圖2。辦公及商業(yè)空調(diào)水系統(tǒng)采用兩管制，水系統(tǒng)豎向采用異程式，辦公及商業(yè)空調(diào)水系統(tǒng)原理見圖3。

圖2　酒店和公寓空調(diào)水系統(tǒng)原理

圖3　辦公及商業(yè)空調(diào)水系統(tǒng)原理

3.2空調(diào)水系統(tǒng)形式

為保證冷水機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，空調(diào)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)均采用一級(jí)泵變流量系統(tǒng)，機(jī)組側(cè)定流量、負(fù)荷側(cè)變流量[2]。供回水管道間安裝壓差傳感器，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)供回水壓差并將信號(hào)傳輸至控制器，控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)安裝在供回水總管間的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度，控制系統(tǒng)壓差恒定于設(shè)定值。冷水機(jī)組與冷水泵通過共用集管連接，冷機(jī)入口設(shè)電動(dòng)蝶閥，與水泵和冷卻塔開啟臺(tái)數(shù)連鎖控制，酒店制冷站系統(tǒng)原理和控制見圖4。圖4中虛線代表控制線。熱交換器不存在低流量運(yùn)行安全問題，空調(diào)熱水和經(jīng)換熱后冷水均為變流量運(yùn)行，根據(jù)供回水壓差調(diào)節(jié)水泵流量實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。

此外，酒店過渡季和冬季有供冷需求時(shí)由冷卻水直接供冷，此冷卻塔水盤內(nèi)設(shè)兩組電加熱器，防止水結(jié)凍。為防止過多的雜質(zhì)進(jìn)入空調(diào)水系統(tǒng)，在酒店制冷機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置一組板式換熱器，來自開式冷卻塔的冷水經(jīng)換熱器換熱后由閥門切換到空調(diào)冷水系統(tǒng)之中向空調(diào)末端供冷，同時(shí)停止冷水機(jī)組運(yùn)行[3]。

圖4　酒店制冷站系統(tǒng)原理及控制

4　空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

4.1B塔空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

為減少走道內(nèi)的管道，提高走道的吊頂高度，將新回風(fēng)豎井設(shè)于酒店和公寓各房間水暖井兩側(cè)，利用豎向風(fēng)道向房間輸送處理過的新風(fēng)，衛(wèi)生間的排風(fēng)通過豎向風(fēng)道在避難層或避難層的夾層與室外新風(fēng)進(jìn)行熱交換后排至室外，將風(fēng)道集中設(shè)置于各避難層或避難層的夾層內(nèi)。為避免土建風(fēng)道漏風(fēng)嚴(yán)重，新回風(fēng)豎向風(fēng)道均采用成品保溫風(fēng)道，土建墻體在成品風(fēng)道安裝完畢后再砌。

酒店客房和公寓的空調(diào)末端采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)的形式，酒店客房噪音標(biāo)準(zhǔn)為40dB，為降低風(fēng)盤運(yùn)行噪音，適當(dāng)加長(zhǎng)風(fēng)機(jī)盤管的送風(fēng)管路[4]，同時(shí)在新風(fēng)支管上加定風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，保證送風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量平衡。

為保證室內(nèi)空氣質(zhì)量，酒店客房和公寓的空氣熱交換機(jī)組采用板翅式顯熱交換機(jī)組。各房間維持正壓，衛(wèi)生間排風(fēng)量小于送風(fēng)量，為提高熱交換機(jī)組的換熱效率，僅對(duì)部分樓層的新風(fēng)系統(tǒng)采用熱交換機(jī)組，其他樓層采用直流新風(fēng)機(jī)組，見圖5。

4.2A塔空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

A塔辦公房間均為開敞空間，空調(diào)末端采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)的形式，集中設(shè)置新回風(fēng)豎井，新回風(fēng)干管設(shè)于走道吊頂內(nèi)?；仫L(fēng)取自室內(nèi)辦公房間，不存在交叉污染，空氣熱交換機(jī)組采用轉(zhuǎn)輪式全熱交換機(jī)組，機(jī)組額定熱回收效率不低于60%，A塔空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)原理見圖6。

圖5　B塔空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)原理

圖6　A塔空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)原理

4.3裙房空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

酒店大堂層高5.1m，外墻建筑材料為單層無框玻璃幕墻。考慮酒店大堂區(qū)域會(huì)有客人短時(shí)間滯留，為防止玻璃幕墻結(jié)露，提高此部分區(qū)域的熱舒適性，空調(diào)采用全空氣系統(tǒng)，可變新風(fēng)比運(yùn)行，旋流風(fēng)口下送風(fēng)，在玻璃幕墻位置增設(shè)條縫形送風(fēng)口并在冬季輔助低溫地板輻射采暖。

酒店宴會(huì)廳可同時(shí)容納900人，層高為10.25m，此宴會(huì)廳同時(shí)使用概率較低，將該區(qū)域空調(diào)分為2個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，分設(shè)空調(diào)機(jī)房。因?yàn)榇藚^(qū)域人員密度變化較大，空調(diào)選用全空氣系統(tǒng)，新風(fēng)量按可能出現(xiàn)的最大人員密度設(shè)計(jì)，風(fēng)機(jī)配變頻調(diào)速裝置[5]，回風(fēng)管道設(shè)CO2濃度傳感器，根據(jù)區(qū)域內(nèi)實(shí)際人員數(shù)量調(diào)節(jié)新排風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。在過渡季可以加大新風(fēng)量運(yùn)行，過渡季最小新風(fēng)比≮70%，排風(fēng)機(jī)與新風(fēng)機(jī)連鎖控制，以保持房間的正壓。

裙房商業(yè)區(qū)已劃分出單獨(dú)的商鋪，為便于各租戶單獨(dú)控制，空調(diào)末端選用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)的形式，各商鋪單獨(dú)設(shè)風(fēng)機(jī)盤管，空調(diào)水管和新風(fēng)干管敷設(shè)在走道內(nèi)，各新風(fēng)支管加定風(fēng)量調(diào)節(jié)閥。

5　設(shè)計(jì)總結(jié)

1）依據(jù)建筑功能和區(qū)域能源配套情況，經(jīng)過能源方案分析確定合理的空調(diào)冷熱源。五星級(jí)酒店對(duì)冷熱源的可靠性要求很高，可以考慮自備燃?xì)忮仩t作為供熱和生活熱水熱源，參照酒店管理公司的冷源配置要求選用可靠性較高的電制冷機(jī)組作為空調(diào)冷源。公寓、辦公及商業(yè)空調(diào)熱源采用市政熱水，充分利用現(xiàn)有配套能源設(shè)施，通過換熱效率較高的板式換熱器換熱后向末端供水。

2）超高層建筑空調(diào)水系統(tǒng)的分區(qū)綜合考慮設(shè)備及管件承壓、二次換熱損失、水泵輸送能耗和冷源的供冷效率，盡可能采用大溫差小流量的運(yùn)行方式，減少管網(wǎng)投資，降低輸送能耗。

3）酒店區(qū)域應(yīng)有冬季使用冷卻塔直接供冷的條件，閉式冷卻塔直接供冷或者開式冷卻塔加板式換熱器供冷都是比較合理的選擇。

4）如果超高層建筑中含有酒店和公寓，可以利用二者平面布局的特點(diǎn)，利用房間內(nèi)的豎向風(fēng)道輸送新回風(fēng)，減少走道內(nèi)的管線，但要注意豎向風(fēng)道最好采用成品保溫風(fēng)道。此外，酒店和公寓的空氣熱回收機(jī)組應(yīng)注意交叉污染和新回風(fēng)量的匹配問題，為提高機(jī)組的熱回收效率，可以將部分房間的新風(fēng)與所有房間的回風(fēng)進(jìn)行熱交換。

5）超高層建筑冷熱水輸送距離較遠(yuǎn)，需做好管道的保溫設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目冷熱水管道保溫選用一級(jí)福樂斯柔性橡塑閉泡絕熱材料，阻濕因子≥10 000，導(dǎo)熱系數(shù)≤0.034W/(m·k)(0℃)，保溫厚度滿足規(guī)范要求。

[1]高家緒，縱磊.大溫差空調(diào)水系統(tǒng)在某商業(yè)項(xiàng)目中的應(yīng)用[J].暖通空調(diào)，2012，42（7）：93-98.

[2]GB50736—2012，民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]GB50189—2005，公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4]徐理民，王保華，林佳榮，等.五星級(jí)酒店空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)中若干問題的探討[J].建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2013，32（5）：66-69.

[5]許宏禊，萬嘉鳳，王峻強(qiáng).酒店空調(diào)設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.03.027

□蔡建軍/天津市房屋鑒定建筑設(shè)計(jì)院。

□TU831

□C

□1008-3197（2015）03-71-04

□2015-02-13

□張紅玉/女，1985年出生，工程師，天津市房屋鑒定建筑設(shè)計(jì)院，從事暖通工程設(shè)計(jì)工作。