徐嘯

（清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司）

1 項(xiàng)目概況

首寰度假酒店項(xiàng)目位于北京通州梨園，九棵樹(shù)中路以東，將軍府西路以西，金瀾北街以北，曹園南大街以南，位于環(huán)球主題公園度假區(qū)內(nèi)。該項(xiàng)目地上為職工宿舍，地下為配套員工餐廳、配套商業(yè)、機(jī)動(dòng)車庫(kù)和配套設(shè)備用房，總建筑面積21萬(wàn)m2，其中地下建筑面積8萬(wàn)m2，地上建筑面積13萬(wàn)m2，地上最高9層，地下2層，建筑高度：31.4m。

2 空調(diào)系統(tǒng)介紹

2.1 空調(diào)負(fù)荷

本工程夏季冷負(fù)荷約為10057kW，空調(diào)面積冷指標(biāo)為89W/m2，冬季熱負(fù)荷約為10098kW，空調(diào)面積熱指標(biāo)為98W/m2。

2.2 冷熱源系統(tǒng)

2.2.1 冷源

本工程夏季采用電制冷式冷水機(jī)組供冷，冷水機(jī)組設(shè)置在項(xiàng)目地下一層制冷機(jī)房?jī)?nèi)，配置3臺(tái)制冷能力為850RT的離心式冷水機(jī)組和1臺(tái)制冷能力為450RT的變頻離心式冷水機(jī)組，空調(diào)冷凍水采用一次泵變頻變變流量系統(tǒng)，冷機(jī)與水泵均變頻運(yùn)行。

2.2.2 熱源：

本工程熱源取自5C地塊東側(cè)鍋爐房，該項(xiàng)目地下一層設(shè)置換熱機(jī)房，鍋爐房一次熱水供回水溫度為85℃/60℃，直埋進(jìn)入該項(xiàng)目換熱機(jī)房，機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)三臺(tái)變頻熱水循環(huán)泵，兩用一備，設(shè)2臺(tái)單臺(tái)換熱量不低于7698.8kW的板式換熱器，交換出供回水溫度為60℃/50℃的二次熱水供空調(diào)采暖用。

2.3 空調(diào)系統(tǒng)

本工程地下一層多功能廳采用全空氣一次回風(fēng)形式，并設(shè)置過(guò)渡季全新風(fēng)工況，氣流組織形式為左右雙風(fēng)道噴口側(cè)送風(fēng)，下回風(fēng)形式，送風(fēng)口采用球形噴口，回風(fēng)口采用普通單層百葉風(fēng)口，風(fēng)口均勻排布，保證室內(nèi)空氣場(chǎng)的均勻流動(dòng)。

地下功能用房除多功能廳外的空調(diào)系統(tǒng)末端形式均采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管+新風(fēng)機(jī)組系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)盤(pán)管均選用風(fēng)管內(nèi)藏式標(biāo)準(zhǔn)型，送回風(fēng)口分別選用方形散流器送風(fēng)口和單層百葉回風(fēng)口。

地上宿舍樓空調(diào)系統(tǒng)末端形式均采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管+新風(fēng)機(jī)組系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)盤(pán)管均選用風(fēng)管內(nèi)藏式標(biāo)準(zhǔn)型，送風(fēng)口采用側(cè)向條縫型百葉風(fēng)口，回風(fēng)利用房間吊頂通風(fēng)百葉集中回風(fēng)。

2.4 空調(diào)水系統(tǒng)

空調(diào)冷凍水系統(tǒng)采用一次泵變流量系統(tǒng)，二管制系統(tǒng)供冷供熱，空調(diào)水系統(tǒng)豎向?yàn)橐粋€(gè)分區(qū)，系統(tǒng)工作壓力為1.0MPa。

3 本項(xiàng)目技術(shù)難點(diǎn)

本項(xiàng)目作為環(huán)球影城項(xiàng)目所有中方及外方工作人員休息、生活及培訓(xùn)的場(chǎng)所，需要滿足主題公園度假區(qū)開(kāi)業(yè)運(yùn)營(yíng)后大量員工的集中住宿需求，便于管理和運(yùn)營(yíng)，本項(xiàng)目將按照國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)成為可以容納約9400名員工住宿生活的公寓式酒店園區(qū)。本項(xiàng)目員工公寓單體建筑圍合組團(tuán)式布置，整體圍合成院落空間。員工公寓房間采用走廊兩側(cè)布置，按照環(huán)球主題度假區(qū)的使用要求，分為A型三人套間、B型雙人套間及C型單人標(biāo)準(zhǔn)間三類套型。

圖1 本項(xiàng)目總平面圖

本項(xiàng)目三人套間最多，而且設(shè)計(jì)難度最大，因此下文均以三人套間進(jìn)行分析。下面是三人套間的平面圖，環(huán)球方提出的要求是設(shè)置集中空調(diào)，并要求每個(gè)房間有獨(dú)立的溫度控制。每個(gè)套間由三個(gè)5.12m2的臥室，一個(gè)1.0m2的淋浴間，一個(gè)1.0m2的衛(wèi)生間和一個(gè)5.6m2的客房公共區(qū)構(gòu)成，戶型總使用面積22.96m2，戶型凈高3.3m。

對(duì)于暖通專業(yè)來(lái)說(shuō)，難點(diǎn)在于獨(dú)立的溫度控制這個(gè)要求，是每個(gè)房間設(shè)置一臺(tái)風(fēng)機(jī)盤(pán)管還是一個(gè)套間設(shè)置一臺(tái)，各有利弊，下面逐一分析。

圖2 三人套間的面積示意圖

4 解決方案

圖3 三人套間的平面圖

4.1 分室溫控方案說(shuō)明

結(jié)合現(xiàn)有建筑特點(diǎn)及空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)于員工宿舍空調(diào)系統(tǒng)提供以下四個(gè)方案供考慮

表1 方案對(duì)比簡(jiǎn)表

方案一：每個(gè)套間設(shè)一臺(tái)風(fēng)機(jī)盤(pán)管，宿舍內(nèi)空調(diào)送風(fēng)口采用變風(fēng)量風(fēng)口

系統(tǒng)配置：每個(gè)宿舍間內(nèi)設(shè)置變風(fēng)量風(fēng)口（帶泄壓裝置），風(fēng)口自帶溫度控制器，風(fēng)口規(guī)格暫按600×600考慮。風(fēng)機(jī)盤(pán)管在宿舍公共區(qū)設(shè)置溫控器。

控制方式：當(dāng)任意一間宿舍有人回到房間，即可手動(dòng)打開(kāi)公共區(qū)風(fēng)盤(pán)溫度器，風(fēng)盤(pán)即按選定模式開(kāi)始送風(fēng)。房間內(nèi)人員根據(jù)房間溫度打開(kāi)變風(fēng)量風(fēng)口溫控器，設(shè)定宿舍間溫度。變風(fēng)量風(fēng)口根據(jù)宿舍負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)量。當(dāng)3間宿舍均有人時(shí)，可優(yōu)先調(diào)節(jié)風(fēng)盤(pán)至高速擋，再通過(guò)風(fēng)口溫控器進(jìn)行精確調(diào)節(jié)。同時(shí)，最后一個(gè)人員離開(kāi)時(shí)，可關(guān)閉風(fēng)盤(pán)運(yùn)行，則整個(gè)公寓房間空調(diào)停止。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：各宿舍間按最大計(jì)算風(fēng)量設(shè)計(jì)風(fēng)管選取風(fēng)口；使用時(shí)，當(dāng)房間風(fēng)量減小，風(fēng)口自帶的泄壓裝置自動(dòng)旁通一定風(fēng)量至公共區(qū)，這樣既保證房間溫度舒適，又可滿足風(fēng)機(jī)盤(pán)管定風(fēng)量運(yùn)行要求。

圖4 變風(fēng)量風(fēng)口

設(shè)備初投資：

變風(fēng)量風(fēng)口3個(gè)，1700（單價(jià)）×3=5100元

1臺(tái)5號(hào)風(fēng)機(jī)盤(pán)管（含安裝費(fèi)及溫控器）：2000元；

整間套房合計(jì)：5100+2000=7100元

優(yōu)點(diǎn)：

1）可實(shí)現(xiàn)宿舍內(nèi)精確溫度控制，空調(diào)舒適度高；

2）風(fēng)口與風(fēng)盤(pán)間不需要設(shè)置智能化集控系統(tǒng)，整體控制管理簡(jiǎn)便、維護(hù)簡(jiǎn)單。且與現(xiàn)有初步設(shè)計(jì)的思路完全一致。

缺點(diǎn)：

1）當(dāng)風(fēng)機(jī)盤(pán)管處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，即使三個(gè)風(fēng)口全部關(guān)閉（極少出現(xiàn)），風(fēng)機(jī)盤(pán)管風(fēng)機(jī)始終處于運(yùn)行狀態(tài)，增加運(yùn)行能耗。

2）幾個(gè)宿舍間共用1個(gè)風(fēng)機(jī)盤(pán)管，每間宿舍間空調(diào)回風(fēng)需通過(guò)轉(zhuǎn)送風(fēng)管回至公共區(qū)的風(fēng)機(jī)盤(pán)管，或考慮在宿舍房門(mén)底部預(yù)留一定縫隙，便于空調(diào)回風(fēng)，兩種方式均對(duì)宿舍私密性產(chǎn)生不利影響。

方案二：每個(gè)套間設(shè)一臺(tái)風(fēng)機(jī)盤(pán)管，每個(gè)宿舍間空調(diào)送風(fēng)管設(shè)置開(kāi)關(guān)型電動(dòng)風(fēng)閥并設(shè)智能化集控系統(tǒng)。

系統(tǒng)配置：每間宿舍支風(fēng)管上設(shè)置電動(dòng)風(fēng)閥（開(kāi)關(guān)型），并設(shè)置獨(dú)立溫度控制器，溫控器控制電動(dòng)風(fēng)閥的動(dòng)作。

控制方式：房間溫度采用控制溫度設(shè)定值上下波動(dòng)范圍的方式，對(duì)風(fēng)閥進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。以夏季為例，當(dāng)房間溫度低于設(shè)定值下限時(shí)，風(fēng)閥關(guān)閉；當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定值上限時(shí)，風(fēng)閥開(kāi)啟。

每個(gè)風(fēng)閥與風(fēng)機(jī)盤(pán)管通過(guò)集中DDC控制器進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，當(dāng)宿舍內(nèi)1個(gè)風(fēng)閥開(kāi)啟，則風(fēng)盤(pán)開(kāi)啟低速運(yùn)行；2個(gè)風(fēng)閥開(kāi)啟風(fēng)盤(pán)中速運(yùn)行；3個(gè)風(fēng)閥開(kāi)啟風(fēng)盤(pán)高速運(yùn)行，所有風(fēng)閥均關(guān)閉時(shí)，風(fēng)機(jī)盤(pán)管停止工作。

圖5 電動(dòng)風(fēng)閥及DDC控制器

設(shè)備初投資：

1臺(tái)5號(hào)風(fēng)機(jī)盤(pán)管（含安裝費(fèi)）：1800元；

3個(gè)150×150電動(dòng)風(fēng)閥（推薦采用合資執(zhí)行器）+風(fēng)口：800×3=2400元

3個(gè)宿舍溫控器（國(guó)產(chǎn)品牌）：120×3=360元；

1個(gè)DDC控制器（合資品牌含安裝費(fèi)）：1500元。

整間套房合計(jì)：1800+2400+360+1500=6060元。

優(yōu)點(diǎn)：

1）可實(shí)現(xiàn)宿舍內(nèi)的溫度控制，空調(diào)舒適度較高；

2）房間無(wú)人時(shí)，風(fēng)機(jī)盤(pán)管自動(dòng)關(guān)閉，節(jié)約運(yùn)行成本。

缺點(diǎn)：

1）需要通過(guò)DDC控制器以弱電方式對(duì)風(fēng)盤(pán)的啟停及使用進(jìn)行控制，控制方式較為復(fù)雜，當(dāng)DDC故障時(shí)，將對(duì)房間的空調(diào)使用產(chǎn)生影響，同時(shí)過(guò)多的控制點(diǎn)位將增加后期維護(hù)成本。

2）幾個(gè)宿舍間共用1個(gè)風(fēng)機(jī)盤(pán)管，每間宿舍間空調(diào)回風(fēng)需通過(guò)轉(zhuǎn)送風(fēng)管回至公共區(qū)的風(fēng)機(jī)盤(pán)管，或考慮在宿舍房門(mén)底部預(yù)留一定縫隙，便于空調(diào)回風(fēng)，兩種方式均對(duì)宿舍私密性產(chǎn)生不利影響。

方案三：宿舍間獨(dú)立設(shè)置風(fēng)機(jī)盤(pán)管

系統(tǒng)配置：每個(gè)宿舍間獨(dú)立設(shè)置1個(gè)2號(hào)風(fēng)機(jī)盤(pán)管，并設(shè)置房間溫控器。

控制方式：每個(gè)宿舍間通過(guò)風(fēng)機(jī)盤(pán)管溫控器控制房間的溫度。

設(shè)備初投資：

3臺(tái)2號(hào)風(fēng)機(jī)盤(pán)管（含安裝費(fèi)及控制器）：1500×3=4500元；

房間送風(fēng)口：3×200=600元

整間套房合計(jì)：4500+600=5100元。

圖6 風(fēng)機(jī)盤(pán)管

優(yōu)點(diǎn)：

1）系統(tǒng)簡(jiǎn)單，宿舍間獨(dú)立溫度控制，控制精度高，無(wú)相互干擾和影響。2）不存在風(fēng)機(jī)盤(pán)管回風(fēng)影響私密性的問(wèn)題。缺點(diǎn)：

1）每個(gè)房間設(shè)置風(fēng)機(jī)盤(pán)管，物業(yè)后期維護(hù)、保養(yǎng)工作量加大。

2）風(fēng)機(jī)盤(pán)管安裝需要占用吊頂空間，影響室內(nèi)凈高及裝修效果。

3）宿舍內(nèi)噪音稍大。

方案四：每個(gè)套間設(shè)一臺(tái)風(fēng)機(jī)盤(pán)管，每個(gè)宿舍間設(shè)置普通送風(fēng)口，不考慮獨(dú)立溫度控制功能。

系統(tǒng)配置：每個(gè)宿舍間只設(shè)置送風(fēng)口，不設(shè)置電動(dòng)控制閥；公共區(qū)風(fēng)機(jī)盤(pán)管設(shè)置溫控器。

控制方式：當(dāng)宿舍需要空調(diào)時(shí)，通過(guò)公共區(qū)的溫控器啟動(dòng)風(fēng)機(jī)盤(pán)管，3間宿舍同時(shí)供冷，每個(gè)宿舍間房間溫度不可控。

設(shè)備初投資：

1臺(tái)5號(hào)風(fēng)機(jī)盤(pán)管（含安裝費(fèi)及溫控器）：2000元；

房間送風(fēng)口：3×200=600元

整間套房合計(jì)：2000+600=2600元。

優(yōu)點(diǎn)：

1）系統(tǒng)簡(jiǎn)單，設(shè)備投資低，后期維保工作量小。

缺點(diǎn)：

1）宿舍間無(wú)法實(shí)現(xiàn)溫度獨(dú)立控制，空調(diào)舒適性差。

2）風(fēng)機(jī)盤(pán)管風(fēng)機(jī)的運(yùn)行完全靠人手控制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

3）幾個(gè)宿舍間共用1個(gè)風(fēng)機(jī)盤(pán)管，每間宿舍間空調(diào)回風(fēng)需通過(guò)轉(zhuǎn)送風(fēng)管回至公共區(qū)的風(fēng)機(jī)盤(pán)管，或考慮在宿舍房門(mén)底部預(yù)留一定縫隙，便于空調(diào)回風(fēng)，兩種方式均對(duì)宿舍私密性產(chǎn)生不利影響。

4.2 以上四個(gè)方案技術(shù)分析與比較

表2 各方案內(nèi)容對(duì)比表

4.3 結(jié)論：

方案1：可實(shí)現(xiàn)分室溫控，舒適度高，維保工作量稍高，設(shè)備初投資最高；

方案2：可實(shí)現(xiàn)分室溫控，舒適度一般，初投資適當(dāng)，但維保工作量較大；

方案3：可實(shí)現(xiàn)分室溫控，舒適度高，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，初投資一般，但維保工作量大；

方案4：初投資最低，維保工作量最小，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)分室溫控。

作為設(shè)計(jì)方，我們首先推薦方案二或一，其次方案三，最后方案四，與使用方及物業(yè)方討論時(shí)，對(duì)方提出了一個(gè)很重要的問(wèn)題：后期運(yùn)維成本問(wèn)題。本項(xiàng)目有9000余名員工，員工房間很多，方案一和方案二意味著本項(xiàng)目有9000多個(gè)變風(fēng)量風(fēng)口或9000多個(gè)變風(fēng)量閥，按照1%的故障率計(jì)算，將近100個(gè)房間會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，這給后期運(yùn)維單位造成了巨大的壓力，

最終，經(jīng)過(guò)多次討論，各方達(dá)成一致意見(jiàn)，受制于投資及運(yùn)營(yíng)方的意見(jiàn)，采用方案四，環(huán)球方不再堅(jiān)持必須分室溫控。

方案四的最大問(wèn)題在于每個(gè)房間僅設(shè)置送風(fēng)口，在公共空間設(shè)回風(fēng)口，但是目前房門(mén)的密閉性比較好，我擔(dān)心送風(fēng)無(wú)法通過(guò)門(mén)縫進(jìn)入風(fēng)回口，因而影響使用效果，所以進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。

5 驗(yàn)證過(guò)程

為驗(yàn)證方案四的可行性，我們以9#樓標(biāo)準(zhǔn)層3人套間為例進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，套間內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)安裝如下圖：

圖7 套間內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)安裝示意圖

套間內(nèi)設(shè)置一臺(tái)風(fēng)機(jī)盤(pán)管，安裝在公共區(qū)，控制面板安裝在公共區(qū)。風(fēng)機(jī)盤(pán)管送風(fēng)段分為三個(gè)支路，分別進(jìn)入三個(gè)臥室，通過(guò)側(cè)向百葉送風(fēng)口，送進(jìn)臥室內(nèi)。風(fēng)機(jī)盤(pán)管回風(fēng)段采用公共區(qū)吊頂集中回風(fēng)，在公共區(qū)設(shè)置回風(fēng)口，通過(guò)設(shè)備余壓和臥室門(mén)的門(mén)縫（800mm×15mm），將風(fēng)機(jī)盤(pán)管送進(jìn)各個(gè)臥室的風(fēng)量回收到風(fēng)機(jī)盤(pán)管內(nèi)。

此戶型冷負(fù)荷如下：三個(gè)獨(dú)立房間冷負(fù)荷分別為1070W、1039W、1066W，客廳82W，總空調(diào)冷負(fù)荷3257W。

5.1 測(cè)試條件如下：

1）雖然樓內(nèi)客房 數(shù)量龐大，但每套房間都配置獨(dú)立的風(fēng)機(jī)盤(pán)管，我們針對(duì)的是獨(dú)立相同的空間，不涉及多種環(huán)境和復(fù)雜情況。因此該測(cè)試可以充分代表所有同戶型的客房。

2）測(cè)試采用風(fēng)罩式測(cè)試器

圖8 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試照片

5.2 測(cè)試結(jié)果：

為驗(yàn)證門(mén)縫回風(fēng)是否可行，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示，套房?jī)?nèi)風(fēng)機(jī)盤(pán)管中檔運(yùn)行15分鐘后，小房間相對(duì)于公共門(mén)廳正壓值為6帕；中檔運(yùn)行30分鐘后，小房間相對(duì)于公共門(mén)廳正壓值仍為6帕，此現(xiàn)象可證明當(dāng)風(fēng)機(jī)盤(pán)管中速運(yùn)行15分鐘后小房間內(nèi)的送風(fēng)口進(jìn)風(fēng)量與門(mén)縫的出風(fēng)量達(dá)到平衡。經(jīng)計(jì)算，當(dāng)門(mén)逢兩側(cè)的壓差為6帕?xí)r，通過(guò)門(mén)縫的風(fēng)量為：Q=S×V=(0.8×0.015)×3600×1.08×6×1/2=114m3/h，故此時(shí)每個(gè)小房間送風(fēng)口風(fēng)量為114m3/h，風(fēng)機(jī)盤(pán)管的總送風(fēng)量為340m3/h。根據(jù)風(fēng)機(jī)盤(pán)管廠家提供的資料：

圖9 廠家提供的風(fēng)機(jī)盤(pán)管參數(shù)

風(fēng)機(jī)盤(pán)管風(fēng)量為340m3/h，全熱供冷量為3.37KW，滿足房間負(fù)荷需求，室內(nèi)舒適度可滿足要求。

對(duì)于門(mén)縫回風(fēng)是否會(huì)引起噪聲過(guò)大，降低房間檔次？經(jīng)過(guò)咨詢聲學(xué)專家得知，普通人感受不到3dB以內(nèi)的聲音變化。標(biāo)準(zhǔn)2000mm×1000mm的木門(mén)的隔聲量大約是20dB，通過(guò)聲學(xué)計(jì)算得出，設(shè)置8mm底縫的木門(mén)隔聲量約為18.6dB，設(shè)置16mm底縫的木門(mén)隔聲量約為17.5dB。也就是說(shuō)木門(mén)底縫從8mm增加到16mm，隔聲量減少1.1dB。顯然普通人感受不到因門(mén)縫增加造成的隔聲差異，因此，采用15mm門(mén)縫回風(fēng)不會(huì)極大降低門(mén)的隔音性能，不會(huì)影響員工休息和居住滿意度。

6 總結(jié)

超小空間的空調(diào)設(shè)計(jì)并不常見(jiàn)，希望此文能夠?yàn)轭愃平ㄖ照{(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供一些參考，目前工程已經(jīng)竣工，我將進(jìn)一步跟蹤該項(xiàng)目空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)施及使用過(guò)程中的能耗統(tǒng)計(jì)工作，實(shí)際驗(yàn)證效果，為設(shè)計(jì)工作積累更多的經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)暖通空調(diào)新技術(shù)新思路在實(shí)際工程中的推廣和應(yīng)用。