深圳京基•金融中心酒店空调系统设计案例分析

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1. 工程概况 

京基-蔡屋围金融中心酒店位于广东省深圳市罗湖区，是一座集办公、金融、五星级酒店为一体的综合性大楼，大楼建筑面积为354506m2，地下4层，地上98层，地上建筑高度为439米。地下划分为汽车库、设备用房、地下大堂等功能；地上1～72层为金融办公区域，73～98层为五星级酒店。酒店部分建筑面积为50220m2。
酒店各层的建筑标高及功能设置见表1，整个建筑的立面图见图1。



表1.酒店各层功能设置表



2.设计参数
2.1室外设计参数(见表2)



2.2主要空调房间设计参数(见表3)
表3.主要空调房间设计参数

本表参数参考《公共建筑节能设计标准》（GB501892005）。根据《办公建筑设计规范》（JGJ67-2006）中一类建筑室内设计温度可为24C。
3.空调冷热源系统设计
3.1为解决酒店独立计量及保障水系统的运行安全，酒店的冷源系统设置在73层机电设备层。因酒店有稳定的生活热水需求，制冷主机设置全热回收功能，为生活热水罐预热。酒店的冬季空调供热采用风冷热泵型机组供应。生活热水的再加热热源由设置在地下一层的蒸汽锅炉提供。
3.2冷热源系统设备的配置
本工程集中空调面积26536.75m2，根据逐项逐时负荷计算，夏季空调设计日系统峰冷负荷为2885Kw(820RT)，冬季空调设计日系统热负荷为1140KW，生活热水预热量最大负荷为1886.7KWh，生活热水预加热负荷为628.9KW。设计按冬季计算热负荷选取风冷热泵型主机，多出的夏季冷负荷按单制冷机组设置。设计选用3台风冷热泵全热回收机组和2台一体化智能冷水机组。针对风冷热泵设计四台热水循环泵，三用一备，设计四台一次冷水循环泵，三用一备；一体化机组自带一次冷水循环泵，冷却塔，冷水系统设计四台二次循环泵，机组参数见表4。
表4.酒店主机参数表

注：本表参数已根据深圳实际气象参数修正。
3.3风冷热泵主机运行工况
在夏季，当无生活热水需求时，主机R-JD-1~3按单制冷工况运行。设计冷水进水温度12℃，出水温度7℃。蒸发器出空调冷水，热量通过冷凝器散至大气。
当有生活热水需求时，主机R-JD-1~3按热回收工况运行。生活热水预加热负荷为628.9KW，设计机组3个小时完成预加热。设计冷水进水温度12℃，出水温度7℃，热水出水温度为55℃，热水回水为50℃。出空调冷水的是蒸发器，出热水的是冷凝器（热回收）。
在冬季，主机R-JD-1~3按制热工况运行。设计空调热水出水温度55℃，空调热水进水温度为50℃。冷凝器出空调热水，蒸发器将冷量散至大气。
在过渡季节时，当空调冷负荷大于生活热水需求时，按夏季工况运行。当空调冷负荷小于生活热水需求时，风冷热泵以制热为主，按热泵工况运行。多余的冷量由风冷换热器散至大气，此时风冷换热器为蒸发器。风冷（热）换热器能平衡机组同时供冷、供热时的冷热不均问题。
本工程制冷系统原理图见图2。
图2.酒店制冷系统原理图



3.4酒店生活热水配置
根据生活热水需求，给排水专业设计7.5m3的水－水换热罐，12m3的汽－水换热罐。蒸汽管从地下锅炉房上至73层，接至热交换机房内，与换热罐进行热交换。
4.空调水系统
4.1酒店设计为空调冷水二次泵变流量、四管制系统，热水系统设计为一次泵变流量系统。由于酒店各区域的功能和使用时间不一致，会导致夏季空调负荷变化很大，本工程冷水系统设计为二次泵系统，其中一次泵定流量，二次泵变频变流量。在二次泵进、出水管之间设压差旁通阀，当空调冷负荷小于二次泵变频的最低值时，多余的冷水通过压差旁通阀旁通。
4.2酒店空调水系统根据使用功能及平面位置划分为两路支管，从分、集水缸接管分别接至98层和94层，均为异程布置。在所有系统的空调箱冷水回水管设计压差控制平衡阀及电动二通比例积分调节阀（或动态压差控制电动调节阀），客房风机盘管前设动态压差控制电动调节阀。客房空调水系统为四管制竖向异程系统，在每组空调水立管底部设压差平衡阀，通过控制主干管管径（即比摩阻）控制干管各段阻力损失，减少各支路资用压差的差别，便于管路平衡。
4.3各水系统均设有电子水处理设备，具备水质预设定、水质监测、水质调节功能，具备钠离子置换并去除钙镁离子功能，具备银离子100％杀灭军团菌功能，具备铝离子沉淀及压差自动反冲洗等功能。
5.空调风系统
5.1酒店客房设计为风机盘管加新风的系统形式。客房风机盘管在选型时宜做适当放大，放大系数为计算负荷的1.2～1.4倍，风机盘管放大过大时，噪声较大。客房新风机组设于73层机电设备层。客房新风系统为竖向系统，客房卫生间排风为竖向系统，每层每间设机械排气扇接至排风管道后在73层夹层集中排至室外。酒店75、76层设计为风机盘管加新风的系统形式，新风机组设于73层机电设备。75层的恒温泳池区域设有三集一体热泵机组，满足加热池水、给室内空气降温或升温的要求，机组设于73层机组设备层。酒店93～98层的餐厅、大堂设计为低速全空气系统。
5.2酒店94层大堂部分上空，95～98层造型为椭圆鸡蛋型，与屋面及外幕墙脱离开，效果图见图3。



图3.酒店94~98层效果图
在94层大堂的两侧分别设有2个卫生间及2个行旅中心，结合建筑装修，在这4个屋面上各放置1台低速全空气机组，在侧面设百叶遮挡，新风通过管道从92层引入。通过可调角度喷口送至大堂的4个角落。在95层机电设备层设2台低速空调机组，通过下部的圆弧形封闭空间，在侧面设可调角度喷口送风，满足大堂中间区域的空调需求。
5.398层酒吧设置1台全回风空调机组，机组设于95层；在91层设1台新风机组，新风管通过土建管井接至98层。在两端的蛋壳侧面设可调角度喷口，下部设回风百叶。喷口布置图见图4。



图4.酒店98层风口布置图
5.4本工程酒店厨房设置在93、96、97层。每个厨房均设有三套系统：
抽油烟罩的排风系统、新风补风系统、空调降温系统。新风补风量约为排风量的80%~90%，同时应保证跟厨房相连餐厅的新风量与厨房补风量之和大于厨房排风量，以保持餐厅正压。新风补风由表冷盘管处理到28℃，沿排风罩长边设置，直接补风到排烟罩附近，防止烟气外逸，同时为灶台侧工作人员送风降温。厨房空调按200W/m2面负荷计算，保证厨房在工作期间温度为26～28℃，采用单独的空调机组及送、回风管道。厨房另设有事故排风和机械排油烟系统，机械排油烟风机设于92层，油烟将通过净化装置处理后排至室外。
6.酒店防排烟系统
6.1酒店核心筒布置见图5。消防电梯前室或合用前室及防烟楼梯间均设有机械加压进风系统。楼梯间加压送风口设置为常开百叶风口，内设防护栏，防止人员能够进入。前室或合用前室加压风口采用常闭口，火灾时电动打开着火层及其上下层常闭加压口，联锁打开相应加压风机。



酒店73～92层核心筒楼梯间、前室、合用前室平面图



酒店93～98层核心筒楼梯间、前室、合用前室平面图
图5.酒店核心筒布置平面图
6.2酒店避难层开敞，自然排烟口距最远点不超过30米。机电设备层超过60米的内走道设机械排烟系统。
6.3酒店75～93层设有4个竖向机械排烟系统，排烟风机设于92层。按300m2划分防烟分区，根据防烟分区设置火灾排烟风口。
6.4酒店77层～94层的中庭体积计算为30817m3，按4次/h换气次数计算排烟量为129432m3/h。77～90层客房走廊按300m2划分防烟分区，根据防烟分区设置水平火灾排烟风口。机械排烟风机设于92层；在92层中庭上空处另设置4个机械排烟系统，直接排至室外。由于建筑在92层顶设玻璃天窗，将中庭隔成上下两个空间，在94层设集中排烟口，风机设于91层。
6.5酒店94层大堂和98层酒吧为一个防火分区，体积为34355m3，按4次/h换气次数计算排烟量为144290m3/h。其设计有5个机械排烟系统，在98层的上空处设有2个机械排烟系统和2个过渡季节排风兼火灾时排烟系统，排掉整个排烟量的2/3；在98层设有一个排烟百叶口，排掉整个排烟量的1/3，风机设于92层。
6.6酒店96、97层结合餐饮厨房的事故排风和火灾时机械排烟，共用风管，风机分别设于92层。
7.设计总结
7.1因酒店有稳定的生活热水需求，根据冬季需求热量选择全热回收风冷热泵机组，节省能源。按多余的冷量设置单制冷一体化冷水机组来满足，提高制冷主机的运行效率。
7.2酒店客房中庭和大堂中庭为高大空间，火灾时机械排烟量大。机械排烟系统结合建筑特点设置，满足使用要求。
7.3酒店94层大堂和98层酒吧的空调风口结合建筑造型设置，风口布置灵活，可调节性强，满足冬夏使用要求。

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