吳建平

(廈門佰地建筑設(shè)計有限公司 福建廈門 361000)

1 概況

2016年10月在印度金磚峰會結(jié)束會議上，習(xí)近平主席宣布2017中國金磚會議將在廈門舉辦。經(jīng)過廈門市政府與建發(fā)集團等多方論證后，主會場確定為廈門市國際會議中心。會場改造的設(shè)計工作由北京市建筑設(shè)計研究院及廈門佰地建筑設(shè)計有限公司共同承擔。

主會場原狀為廈門國際會議中心，總建筑面積約14萬m2，其中，地上建筑面積約11萬m2，地下建筑面積3萬m2。主要功能包括一幢五星級酒店(C區(qū))、會議中心(A區(qū))、宴會中心(B區(qū))及音樂廳(D區(qū))等4部分。主要改造范圍在A區(qū)的局部，A區(qū)、B區(qū)之間增建2層建筑，并增加迎賓落客區(qū)。根據(jù)新的裝修方案，對吊頂風(fēng)口點位進行調(diào)整。此次改造部分的面積為33 218.5m2，各分區(qū)外貌如圖1所示。

暖通部分在維持原系統(tǒng)不變的基礎(chǔ)上進行改造，改造區(qū)域內(nèi)根據(jù)建筑格局進行末端設(shè)備選型，確定氣流組織的形式，布置管線并確定末端送風(fēng)口的形式和位置，主立管及地下大部分主干線等維持現(xiàn)狀不變。配合裝飾專業(yè)進行末端點位的調(diào)整，消防設(shè)備、消防樓梯的通風(fēng)設(shè)施保持不變。

2 改造前期工作

首先，消化原工程設(shè)計圖紙、竣工圖紙等，進行現(xiàn)場勘察。其次，結(jié)合原設(shè)計圖紙及現(xiàn)場勘察情況，出具管線及設(shè)備拆除圖。要求施工方能利舊的盡量保留，拆除后的水管、鐵皮等材料盡量回收利用，以節(jié)約成本。最后，要求主機、水泵、冷卻塔、利舊部分的空調(diào)箱及水閥等設(shè)備供應(yīng)商，進行全方位的檢測，并出具相關(guān)報告。根據(jù)報告結(jié)果，進行設(shè)備更換、維修、清洗等相關(guān)工作。

圖1 改造會場外貌圖

3 空調(diào)冷源設(shè)置

3.1 冷源配備現(xiàn)狀

現(xiàn)狀總冷負荷約14 500kW,地下一層冷凍機房設(shè)1200RT離心式冷水機組3臺，另設(shè)525RT螺桿式冷水機組1臺，供回水溫度為7℃/12℃。其中，A區(qū)4300kW、B區(qū)2700kW、C區(qū)5800kW、D區(qū)1050kW。經(jīng)計算，原有冷源能夠滿足此次改造的冷負荷需求。

3.2 冷源備用需求

為了保證會議期間空調(diào)系統(tǒng)不間斷性使用，除設(shè)置UPS電源外，主機臺數(shù)及主要場館的末端設(shè)備均考慮相應(yīng)備用措施。冷源系統(tǒng)在改造設(shè)計過程中經(jīng)多次討論有以下兩種備用方案：

方案一，根據(jù)物業(yè)反應(yīng)，會議中心空調(diào)系統(tǒng)常年運行最高峰時，主機開啟的臺數(shù)為3臺(2大1小)，有1臺設(shè)備處于常年備用狀態(tài)。主要是因為末端未出現(xiàn)滿負荷運行狀況。另，業(yè)主告知，會議期間C區(qū)酒店部分可不運營，即使運行也可考慮在會議期間關(guān)閉C區(qū)空調(diào)(約1600RT)。故，將其中1臺1200RT的主機定義為備用機組。

方案二，根據(jù)管理公司要求，主要考慮后期末端使用的不可控因素，該工程增設(shè)1臺1200RT主機及水泵等相關(guān)配套設(shè)備，作為備用機組。

最終，經(jīng)由各方討論決定，為了保證主系統(tǒng)運行的絕對安全，系統(tǒng)做了超規(guī)范設(shè)計，選擇方案二。

會前3個月(即設(shè)計工作結(jié)束后2個月)收到相關(guān)部門通知，C區(qū)酒店將作為某國領(lǐng)導(dǎo)人及其陪同人員的入住酒店，正好應(yīng)驗了設(shè)計階段選擇方案二的正確性。

4 末端配備

4.1 室內(nèi)設(shè)計參數(shù)(主要房間)

室內(nèi)設(shè)計參數(shù)如表1所示。

圖1 室內(nèi)設(shè)計參數(shù)[1]

注：1A-鳳凰廳(五國大會議870m2)，1D-同文廳(雙邊會議480m2)，1E-大同廳(雙邊會議480m2)，1F-嘉禾廳(五國小會議825m2)，1G-白鷺廳(迎賓廳835m2),2E-鼓浪廳(5+9主會場1350m2)。

4.2 空氣處理

(1)各會議室采用一次回風(fēng)全空氣整體變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)機組分區(qū)域設(shè)置。夏季、冬季空調(diào)機組按最小新風(fēng)比運行；過渡季可增大新風(fēng)比運行，最大新風(fēng)比為70%。為適應(yīng)新風(fēng)量變化，對應(yīng)設(shè)置的排風(fēng)機變頻運行。排風(fēng)量按滿足室內(nèi)允許正壓值確定。

(2)現(xiàn)狀空調(diào)機組均未設(shè)置空調(diào)加濕系統(tǒng)。根據(jù)業(yè)主要求，此次改造空調(diào)系統(tǒng)可只考慮夏季工況下高端會議的要求，故，空調(diào)機組維持現(xiàn)有的形式，不設(shè)加濕。

(3)改造區(qū)域內(nèi)的空調(diào)機組和新風(fēng)機組，采用初、中效兩級過濾處理。會議、茶歇等區(qū)域的空調(diào)機組和新風(fēng)機組設(shè)置凈化裝置，凈化方式采用高壓靜電加光氫離子的空氣凈化裝置。貴賓休息室等區(qū)域的風(fēng)機盤管回風(fēng)箱，設(shè)置光氫離子空氣凈化裝置。經(jīng)處理后的空氣中臭氧濃度，需滿足國家標準的相關(guān)要求。

4.3 末端選型

考慮到鼓浪廳的重要性，該房間末端的配置設(shè)有備用功能。

經(jīng)計算，鼓浪廳所需的總送風(fēng)量73 000m3/h、新風(fēng)量12 000m3/h(滿足最大240人使用)、制冷量370kW。末端選型考慮設(shè)備1臺故障情況下，另一臺設(shè)備需承擔房間負荷的70%。故，主會場末端選擇2臺風(fēng)量52 000m3/h、制冷量260kW，風(fēng)機配備變頻器。其系統(tǒng)原理如圖2所示。

5 室內(nèi)環(huán)境控制[2]

本著制冷速度快、溫度場、速度場均勻分布以及節(jié)能的原則，該主要會議場所的氣流組織均采用上送下回，送回風(fēng)口的位置在設(shè)計、施工及調(diào)試階段均反復(fù)進行驗證，以達到舒適性效果的最大化。

圖2 末端切換原理圖

5.1 設(shè)計模擬階段

該房間吊頂高度為10.4m，每個空間模擬多個工況。本文著重介紹實際使用的2種工況，一種為2臺末端設(shè)備為全開狀態(tài)；另一種為僅開啟1臺設(shè)備的情況。風(fēng)口設(shè)備規(guī)格型號如表1所示，送回風(fēng)口位置如圖3所示。

表1 風(fēng)口設(shè)備規(guī)格型號表

圖3 風(fēng)口位置模型圖

(1)氣流組織模擬分析

主會場0.9m高處(坐姿)兩種工況的平面速度分布云圖如圖4所示，1.5m高處(站姿)兩種工況的平面速度分布云圖如圖5所示。

工況1 工況2圖4 0.9m高處風(fēng)速場

工況1 工況2圖5 1.5m高處風(fēng)速場

由圖3～圖4可看出兩種工況整體平面基本無通風(fēng)死角。工況1在0.9m處的平均風(fēng)速為0.384m/s；在1.5m處的平均風(fēng)速為0.33m/s。工況2在0.9m處的平均風(fēng)速為0.264m/s；在1.5m處的平均風(fēng)速為0.232m/s。兩種工況風(fēng)速均保持在0.2～0.5m/s之間。

(2)溫度場分析

主會場 0.9m 高處(坐姿)兩種工況的平面溫度分布云圖如圖6所示，1.5m高處(站姿)平面溫度分布云圖如圖7所示。

工況1 工況2圖6 0.9m高處溫度場

工況1 工況2圖7 1.5m高處溫度場

從圖6～圖7可看出兩種工況均能滿足設(shè)計溫度23℃的要求。工況1在0.9m高處整個平面溫度范圍在20.9℃～23.7℃，平均溫度為21.5℃；在1.5m高處整個平面溫度基本在21℃～23.7℃，平均溫度21.4℃。工況2在0.9m高處整個平面溫度平均溫度為21.5℃；在1.5m高處整個平面溫度為22.9℃。

工況1(即兩臺末端設(shè)備正常運行)條件下存在部分區(qū)域過冷的問題，可通過機組變頻調(diào)節(jié)解決。工況2(即一臺末端設(shè)備發(fā)生故障，另一臺承擔房間總負荷)條件下盡管減少了一半的風(fēng)量，極端情況下室內(nèi)溫度仍能滿足設(shè)計要求。

(3)室內(nèi)舒適度分析

主會場對 0.9m高PMV(預(yù)計平均熱感覺指數(shù))、PPD(預(yù)計不滿意者的百分數(shù))及1.5m高(站姿)PMV、PPD進行模擬分析。

通過分析，工況1在0.9m高處的平均PMV值為-0.633，平均PPD值為10.8%；工況2在0.9m高處平均PMV值為-0.983，平均PPD值為22.7%。工況1在1.5m高處的平均PMV值為-0.605，平均PPD值為10.2%；工況2在1.5m高處平均PMV值為-0.966，平均PPD值為20.6%。兩種工況均滿足GB/T50785-2012中Ⅱ及標準，即10%

工況1 工況2圖8 0.9m PMV分布

工況1 工況2圖9 1.5m PMV分布

工況1 工況2圖10 0.9m PPD分布

工況1 工況2圖11 1.5m PPD分布

5.2 室內(nèi)綜合效果驗證結(jié)果

經(jīng)反復(fù)對 5+9 主會場(鼓浪廳)的空調(diào)系統(tǒng)及運行模式調(diào)試后，對室內(nèi)溫度、相對濕度、新風(fēng)量、風(fēng)速、噪聲、核心區(qū)域有效溫差、溫度梯度、室內(nèi)舒適度進行測試，測試結(jié)果如下：

(1)鼓浪廳設(shè)有30個測點，室內(nèi)平均溫度為 23.1℃，室內(nèi)溫度分布均勻，最大值和最小值溫差在 1℃以內(nèi)。測試期間溫度變化平穩(wěn)。室內(nèi)平均相對濕度為80%。

(2)鼓浪廳室內(nèi)平均風(fēng)速為 0.23m/s，各測點風(fēng)速均小于 0.5m/s，滿足設(shè)計要求。

(3)組合式空調(diào)機組 42Hz 運行時，室內(nèi)平均噪聲為 33.5dB(A)，滿足設(shè)計和使用要求。

(4)典型位置溫度梯度：0.9m 高 23.1℃，1.5m 高 23.1℃，2.0m 高23.0℃。

(5)鼓浪廳室內(nèi) 0.9m 高處平均熱感覺指標 PMV 為 0.05，平均預(yù)計不滿意者百分比PPD為5.5%，達到《民用建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境評價標準》(GB/T50785- 2012)舒適等級 I 級要求。

該工程其他主要會議場館均按以上方法進行設(shè)計模擬、后期測試驗證等工作，有效保障了會議期間各場館的室內(nèi)環(huán)境的滿意度。鼓浪廳效果圖如圖12所示。

圖12 鼓浪廳效果圖

6 工程難點

6.1 風(fēng)口結(jié)露問題

(1)迎賓廳及其前廳

國際會議中心地處廈門東南沿海方向，正對地區(qū)夏季最多風(fēng)向，導(dǎo)致靠近東南方向的房間存在滲風(fēng)的危險性極大，迎賓前廳及連廊等門窗較多的房間尤為嚴重。根據(jù)業(yè)主反應(yīng)，改造前日常使用期間，連廊及前廳時常出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。

設(shè)計過程充分考慮該因素，滲風(fēng)危險性較大的高大空間(如迎賓前廳)，氣流組織采用上送低回、送風(fēng)口采用鼓型噴口、靠近門窗區(qū)域增加送風(fēng)口數(shù)量等措施。滲風(fēng)危險性較大的平層空間(如迎賓廳、連廊等)，采用溫控型防結(jié)露風(fēng)口。改造后，在調(diào)試及會議期間均未出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，改造效果良好。

6.2 國宴廳風(fēng)口

國宴廳氣流組織為上送低回，設(shè)置122個旋流風(fēng)口，均勻布置。管理部門考慮用餐期間風(fēng)口直吹到人，造成不適，需采用相應(yīng)措施。

在設(shè)計階段，家具布置未確定、造型限制、制冷效果要好等因素限制下，很難做出決策。后期通過設(shè)計模擬及調(diào)試結(jié)果中表明風(fēng)口的風(fēng)速均在0.2～0.5m/s之間，無吹風(fēng)感。在此前提下，每個風(fēng)口設(shè)置電動閥連接BA控制，以實現(xiàn)對指定風(fēng)口進行遠程啟閉控制。效果圖如圖13所示。

圖13 國宴廳效果圖

7 結(jié)語

該改造工程，綜合了規(guī)范及相關(guān)部門要求，提出空調(diào)系統(tǒng)方案的選擇，考慮了冷源及末端的備用方案，促使會議期間的制冷系統(tǒng)得到有效的保障。末端風(fēng)口采用上送下回的氣流組織形式，會議場所制冷速度佳、溫度場和速度場均勻。并且，通過CFD模擬分析，更加保證設(shè)計成果。根據(jù)業(yè)主及相關(guān)部門反饋，在會議期間室內(nèi)的空氣品質(zhì)以及舒適性效果極佳。

[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].2012.

[2] GB/T 50785-2012民用建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境評價標準[S].2012.