国际高端会议场馆空调系统设计——2017厦门金砖峰会主会场空调改造工程

吴建平

(厦门佰地建筑设计有限公司 福建厦门 361000)

1 概况

2016年10月在印度金砖峰会结束会议上，习近平主席宣布2017中国金砖会议将在厦门举办。经过厦门市政府与建发集团等多方论证后，主会场确定为厦门市国际会议中心。会场改造的设计工作由北京市建筑设计研究院及厦门佰地建筑设计有限公司共同承担。

主会场原状为厦门国际会议中心，总建筑面积约14万m2，其中，地上建筑面积约11万m2，地下建筑面积3万m2。主要功能包括一幢五星级酒店(C区)、会议中心(A区)、宴会中心(B区)及音乐厅(D区)等4部分。主要改造范围在A区的局部，A区、B区之间增建2层建筑，并增加迎宾落客区。根据新的装修方案，对吊顶风口点位进行调整。此次改造部分的面积为33 218.5m2，各分区外貌如图1所示。

暖通部分在维持原系统不变的基础上进行改造，改造区域内根据建筑格局进行末端设备选型，确定气流组织的形式，布置管线并确定末端送风口的形式和位置，主立管及地下大部分主干线等维持现状不变。配合装饰专业进行末端点位的调整，消防设备、消防楼梯的通风设施保持不变。

2 改造前期工作

首先，消化原工程设计图纸、竣工图纸等，进行现场勘察。其次，结合原设计图纸及现场勘察情况，出具管线及设备拆除图。要求施工方能利旧的尽量保留，拆除后的水管、铁皮等材料尽量回收利用，以节约成本。最后，要求主机、水泵、冷却塔、利旧部分的空调箱及水阀等设备供应商，进行全方位的检测，并出具相关报告。根据报告结果，进行设备更换、维修、清洗等相关工作。

图1 改造会场外貌图

3 空调冷源设置

3.1 冷源配备现状

现状总冷负荷约14 500kW,地下一层冷冻机房设1200RT离心式冷水机组3台，另设525RT螺杆式冷水机组1台，供回水温度为7℃/12℃。其中，A区4300kW、B区2700kW、C区5800kW、D区1050kW。经计算，原有冷源能够满足此次改造的冷负荷需求。

3.2 冷源备用需求

为了保证会议期间空调系统不间断性使用，除设置UPS电源外，主机台数及主要场馆的末端设备均考虑相应备用措施。冷源系统在改造设计过程中经多次讨论有以下两种备用方案：

方案一，根据物业反应，会议中心空调系统常年运行最高峰时，主机开启的台数为3台(2大1小)，有1台设备处于常年备用状态。主要是因为末端未出现满负荷运行状况。另，业主告知，会议期间C区酒店部分可不运营，即使运行也可考虑在会议期间关闭C区空调(约1600RT)。故，将其中1台1200RT的主机定义为备用机组。

方案二，根据管理公司要求，主要考虑后期末端使用的不可控因素，该工程增设1台1200RT主机及水泵等相关配套设备，作为备用机组。

最终，经由各方讨论决定，为了保证主系统运行的绝对安全，系统做了超规范设计，选择方案二。

会前3个月(即设计工作结束后2个月)收到相关部门通知，C区酒店将作为某国领导人及其陪同人员的入住酒店，正好应验了设计阶段选择方案二的正确性。

4 末端配备

4.1 室内设计参数(主要房间)

室内设计参数如表1所示。

图1 室内设计参数[1]

注：1A-凤凰厅(五国大会议870m2)，1D-同文厅(双边会议480m2)，1E-大同厅(双边会议480m2)，1F-嘉禾厅(五国小会议825m2)，1G-白鹭厅(迎宾厅835m2),2E-鼓浪厅(5+9主会场1350m2)。

4.2 空气处理

(1)各会议室采用一次回风全空气整体变风量空调系统，空调机组分区域设置。夏季、冬季空调机组按最小新风比运行；过渡季可增大新风比运行，最大新风比为70%。为适应新风量变化，对应设置的排风机变频运行。排风量按满足室内允许正压值确定。

(2)现状空调机组均未设置空调加湿系统。根据业主要求，此次改造空调系统可只考虑夏季工况下高端会议的要求，故，空调机组维持现有的形式，不设加湿。

(3)改造区域内的空调机组和新风机组，采用初、中效两级过滤处理。会议、茶歇等区域的空调机组和新风机组设置净化装置，净化方式采用高压静电加光氢离子的空气净化装置。贵宾休息室等区域的风机盘管回风箱，设置光氢离子空气净化装置。经处理后的空气中臭氧浓度，需满足国家标准的相关要求。

4.3 末端选型

考虑到鼓浪厅的重要性，该房间末端的配置设有备用功能。

经计算，鼓浪厅所需的总送风量73 000m3/h、新风量12 000m3/h(满足最大240人使用)、制冷量370kW。末端选型考虑设备1台故障情况下，另一台设备需承担房间负荷的70%。故，主会场末端选择2台风量52 000m3/h、制冷量260kW，风机配备变频器。其系统原理如图2所示。

5 室内环境控制[2]

本着制冷速度快、温度场、速度场均匀分布以及节能的原则，该主要会议场所的气流组织均采用上送下回，送回风口的位置在设计、施工及调试阶段均反复进行验证，以达到舒适性效果的最大化。

图2 末端切换原理图

5.1 设计模拟阶段

该房间吊顶高度为10.4m，每个空间模拟多个工况。本文着重介绍实际使用的2种工况，一种为2台末端设备为全开状态；另一种为仅开启1台设备的情况。风口设备规格型号如表1所示，送回风口位置如图3所示。

表1 风口设备规格型号表

图3 风口位置模型图

(1)气流组织模拟分析

主会场0.9m高处(坐姿)两种工况的平面速度分布云图如图4所示，1.5m高处(站姿)两种工况的平面速度分布云图如图5所示。

工况1 工况2图4 0.9m高处风速场

工况1 工况2图5 1.5m高处风速场

由图3～图4可看出两种工况整体平面基本无通风死角。工况1在0.9m处的平均风速为0.384m/s；在1.5m处的平均风速为0.33m/s。工况2在0.9m处的平均风速为0.264m/s；在1.5m处的平均风速为0.232m/s。两种工况风速均保持在0.2～0.5m/s之间。

(2)温度场分析

主会场 0.9m 高处(坐姿)两种工况的平面温度分布云图如图6所示，1.5m高处(站姿)平面温度分布云图如图7所示。

工况1 工况2图6 0.9m高处温度场

工况1 工况2图7 1.5m高处温度场

从图6～图7可看出两种工况均能满足设计温度23℃的要求。工况1在0.9m高处整个平面温度范围在20.9℃～23.7℃，平均温度为21.5℃；在1.5m高处整个平面温度基本在21℃～23.7℃，平均温度21.4℃。工况2在0.9m高处整个平面温度平均温度为21.5℃；在1.5m高处整个平面温度为22.9℃。

工况1(即两台末端设备正常运行)条件下存在部分区域过冷的问题，可通过机组变频调节解决。工况2(即一台末端设备发生故障，另一台承担房间总负荷)条件下尽管减少了一半的风量，极端情况下室内温度仍能满足设计要求。

(3)室内舒适度分析

主会场对 0.9m高PMV(预计平均热感觉指数)、PPD(预计不满意者的百分数)及1.5m高(站姿)PMV、PPD进行模拟分析。

通过分析，工况1在0.9m高处的平均PMV值为-0.633，平均PPD值为10.8%；工况2在0.9m高处平均PMV值为-0.983，平均PPD值为22.7%。工况1在1.5m高处的平均PMV值为-0.605，平均PPD值为10.2%；工况2在1.5m高处平均PMV值为-0.966，平均PPD值为20.6%。两种工况均满足GB/T50785-2012中Ⅱ及标准，即10%

工况1 工况2图8 0.9m PMV分布

工况1 工况2图9 1.5m PMV分布

工况1 工况2图10 0.9m PPD分布

工况1 工况2图11 1.5m PPD分布

5.2 室内综合效果验证结果

经反复对 5+9 主会场(鼓浪厅)的空调系统及运行模式调试后，对室内温度、相对湿度、新风量、风速、噪声、核心区域有效温差、温度梯度、室内舒适度进行测试，测试结果如下：

(1)鼓浪厅设有30个测点，室内平均温度为 23.1℃，室内温度分布均匀，最大值和最小值温差在 1℃以内。测试期间温度变化平稳。室内平均相对湿度为80%。

(2)鼓浪厅室内平均风速为 0.23m/s，各测点风速均小于 0.5m/s，满足设计要求。

(3)组合式空调机组 42Hz 运行时，室内平均噪声为 33.5dB(A)，满足设计和使用要求。

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

(5)鼓浪厅室内 0.9m 高处平均热感觉指标 PMV 为 0.05，平均预计不满意者百分比PPD为5.5%，达到《民用建筑室内热湿环境评价标准》(GB/T50785- 2012)舒适等级 I 级要求。

该工程其他主要会议场馆均按以上方法进行设计模拟、后期测试验证等工作，有效保障了会议期间各场馆的室内环境的满意度。鼓浪厅效果图如图12所示。

图12 鼓浪厅效果图

6 工程难点

6.1 风口结露问题

(1)迎宾厅及其前厅

国际会议中心地处厦门东南沿海方向，正对地区夏季最多风向，导致靠近东南方向的房间存在渗风的危险性极大，迎宾前厅及连廊等门窗较多的房间尤为严重。根据业主反应，改造前日常使用期间，连廊及前厅时常出现结露现象。

设计过程充分考虑该因素，渗风危险性较大的高大空间(如迎宾前厅)，气流组织采用上送低回、送风口采用鼓型喷口、靠近门窗区域增加送风口数量等措施。渗风危险性较大的平层空间(如迎宾厅、连廊等)，采用温控型防结露风口。改造后，在调试及会议期间均未出现结露现象，改造效果良好。

6.2 国宴厅风口

国宴厅气流组织为上送低回，设置122个旋流风口，均匀布置。管理部门考虑用餐期间风口直吹到人，造成不适，需采用相应措施。

在设计阶段，家具布置未确定、造型限制、制冷效果要好等因素限制下，很难做出决策。后期通过设计模拟及调试结果中表明风口的风速均在0.2～0.5m/s之间，无吹风感。在此前提下，每个风口设置电动阀连接BA控制，以实现对指定风口进行远程启闭控制。效果图如图13所示。

图13 国宴厅效果图

7 结语

该改造工程，综合了规范及相关部门要求，提出空调系统方案的选择，考虑了冷源及末端的备用方案，促使会议期间的制冷系统得到有效的保障。末端风口采用上送下回的气流组织形式，会议场所制冷速度佳、温度场和速度场均匀。并且，通过CFD模拟分析，更加保证设计成果。根据业主及相关部门反馈，在会议期间室内的空气品质以及舒适性效果极佳。

[1] GB 50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].2012.

[2] GB/T 50785-2012民用建筑室内热湿环境评价标准[S].2012.