齐明空刘辉于金珩刘益民
1金茂绿建科技有限公司
2中国建筑科学研究院有限公司
某五星级酒店地处山西与内蒙交界,夏季空调计算干球温度28.2 ℃,夏季空调计算湿球温度19.8 ℃,冬季空调计算干球温度-25 ℃。酒店总建筑面积8.6万m2,地下2层,地上16层,集餐饮住宿、商务办公、会议会展、休闲娱乐为一体,共有233间客房,分布在酒店的4至16层。客房空调系统形式为二管制风机盘管加新风,客房层每层设置一台新风机组,风量1500 m3/h,每间客房设计新风量为100 m3/h。空调冷源由3台冷水机组提供,供回水温度7/12 ℃,空调热源由市政热力通过板换换热得到,供回水温度60/50 ℃。因冬季室外温度很低,物业管理方担心客房盘管冻结而将风盘上电磁二通阀自控接线拆除而成为常开状态。因春季南侧客房温度太高导致入住客人投诉严重,故甲方委托笔者团队进行测试诊断,以期发现客房过热原因并提出整改建议。
分别在酒店客房的低楼层和高楼层选取3间客房进行温度测试,北侧1间客房,南侧2间客房,其中南侧的一间客房将风机盘管水阀手动关闭,另一间客房风机盘管水阀保持原来的常开状态。因为酒店营业原因,高楼层的3间客房不在同一楼层,测试客房分布如图1所示,北侧503房间和1411房间各放置1个温度自记仪测试室内温度;南侧水阀常开的510房间和1412房间放置2个温度自记仪,分别测试室内温度和风机盘管送风温度;南侧水阀关闭的512房间和1010房间各放置1个温度自记仪测试室内温度,测试时间为3月12日至18日,测试期间室外天气如表1所示。
图1 测试客房分布图
表1 测试期间天气情况
510与512房间的室内温度对比如图2所示,1010与1412和房间的室内温度对比如图3所示。由图2和图3可以看出,510与512房间温度最高相差1.5 ℃,1010与1412房间的温差去掉尖峰值,相差可达1.1 ℃。空调热水供水温度为60 ℃,当风机盘管水阀常开时,空调热水始终流过风机盘管,安装风盘的吊顶区域温度可达30多度,始终向室内散发热量,这是造成同属阳面的房间水阀打开与关闭状态下室温相差1 ℃以上的原因。
图2 510与512房间室内温度对比
图3 1010与1412房间室内温度对比
503与510房间分别位于5层的北侧和南侧,风盘水阀常开,室内温度对比如图4所示。1411与1412房间分别位于14层的北侧和南侧,风盘水阀常开,室内温度对比如图5所示。503与1411房间室内温度对比如图6所示。
图4 503与510房间室内温度对比
图5 1411与1412房间室内温度对比
图6 503与1411房间室内温度对比
从图4~6可以看出,同处北侧的503和1411房间室内温度比较接近,503与510房间室温最多相差约2.5℃,1411与1412房间室温最多相差约6 ℃,最高值均发生在3月13日天气较为晴朗时,但高楼层南北侧的温差明显高于低楼层,且北侧高低楼层的房间温度基本接近。
1412 房间的室内温度与风机盘管送风温度对比如图7所示。由图可见,1412房间的室内温度与风盘送风温度变化趋势一致,且比较接近,表明测试期间风盘都没有运行,510房间的测试结果与之类似。
图7 房间室温与风盘送风温度对比
综合上述测试结果,各房间室内温度的比较如图8所示。
图8 房间温差示意图
北侧高低楼层客房室内温度相差不大,表明北侧楼层烟囱效应[1-2]不明显。高楼层南侧客房比北侧客房室温最高可相差6℃,最低相差略小于4 ℃。这个温度差异由阳光辐射得热和建筑物烟囱效应共同造成。酒店地处黄土高原,日照充足,多年平均太阳辐照量为6071 MJ/m3,属II类太阳能资源区。酒店客房的家居床品、沙发及地毯及墙体吸收阳光辐射热量,阳光消失时段放热,辐射得热造成的温差约有2℃,最小温差4 ℃可以认为由烟囱效应造成,这与503与510房间的温差以及510与1412房间的温差相符。
测试期间南侧客房的风盘未运行,室外最低温度低于0℃的情况下,低楼层室内温度高于23 ℃,高楼层室内温度高于27 ℃,室温偏高,人体感觉不舒适,主要为阳光辐射得热和建筑物烟囱效应共同造成。北侧高低楼层客房的室内温度相差不大,而南侧高低楼层客房室内温度有较大差异,表明酒店北侧和南侧的烟囱效应具有明显差异。
近年国家对建筑节能工作越发重视,建筑维护结构热工性能和施工质量取得长足进步,建筑的单位面积供热负荷指标下降很快。当室外温度升到一定程度,房间供热量需求下降并被窗户的辐射得热量反超,在采暖季开始及结束阶段,部分建筑区域需要供热,但部分建筑区域由于辐射得热存在制冷需求。因此建筑设计应认真考虑此类过渡季节建筑物不同区域制冷制热需求并存的问题,并提出技术手段加以解决。
考虑到该项目的设计及运行特点,改造建议如下:
1)建议在南侧客房外窗玻璃上粘贴质量较好的隔热膜,减少客房的阳光辐射得热,同时尽量减少照明采光的影响,部分酒店案例表明隔热膜可降低客房温度2~3 ℃。
2)恢复客房风盘电磁二通阀自动控制功能,并将南侧房间温控面板移到酒店进门的侧墙上,避免阳光直射,更加准确的反映房间温度。
3)市政热力板换间位于地下一层,安装有多个大型散热器,管道外保温破损,同时板换二次侧供水温度无法自动控制,供水温度达60 ℃,造成热力板换间温度能达35 ℃以上,一层大堂温度测得室内温度可达23 ℃,这些因素会加重烟囱效应。建议适当降低大堂温度,大堂入口加装旋转门或空气幕减少冷风侵入,同时板换二次侧供水温度实现自动控制,改善板换间管道保温,降低板换间室内温度,减少建筑物烟囱效应。