北京国际俱乐部饭店改造工程空调设计综述

宣 明

(北京市建筑设计研究院,北京100045)

1 工程概况

北京国际俱乐部饭店坐落于北京建国门外大街,拥有占地1 200多m2的会议活动设施,成立于1997年的五星级饭店。地上16层,地下2层,地下2层主要是设备用房、酒店员工办公室、员工餐厅及厨房,地上1～2层为裙房主要是大堂及大堂吧、咖啡厅、餐厅等公共区域,3～16层为客房。负责此次装修改造的室内设计公司为ACA(Alexandra Champalimaud&Associates)设计公司,该公司位于美国纽约,在世界建筑设计行业享有盛誉。

此次精装修改造范围主要是国际俱乐部饭店的部分公共区域和客房区域,涉及装修改造的面积总计19 320.5m2。

具体改造内容如下:

(1)一层大堂:大堂吧,接待区,全日餐厅,南走廊等公共区域的功能布局基本维持原状,改造面积2 230m2。

(2)客房塔楼根据业主要求进行部分客房的合并、调整。调整后的客房总数为258间,客房类型为13种。其中大床房223间,占总数86.4%;标准间35间,占总数 13.6%。改造面积为每层1309m2,共计17 017m2。

(3)位于饭店康乐宫三层的葡萄酒廊,面积为73.5m2,在保持原有基本平面布局不变的前提下,改造红酒储藏设备并全面更新装修材料和灯光系统。

图1 北京国际俱乐部饭店外观图

2 设备专业的改造内容

此次装修改造范围细化分为两大部分:

(1)一部分为公共区域改造:具体范围为饭店的一层大堂吧、大堂走道、卫生间、取款机、一层接待区、一层餐厅、一层南走廊、一层厨房、十五层天盛阁及饭店康乐宫三层的葡萄酒廊。

(2)另一部分为饭店的客房部分改造:具体房型为大使套大床房、中国套房、标准豪华大床房、豪华双人套房、文华套、外交大床房、外交双人房、行政豪华大床房、标准行政双人房、总统套房、标准政要大床房、政要双人房。

这次国际俱乐部饭店改造的一项主要工作,就是对改造区域的空调设备进行校核,看其是否能满足改造后的使用要求。这次改造涉及的最大的区域还是客房部分,有一大部分客房进行了合并,调整以满足饭店的使用要求及提升饭店品质。此次改造的一个特殊方面是,设计要符合国际俱乐部饭店管理集团 “Starwood(喜达屋)”的设计标准。

为满足这一标准,对采暖、通风和空调设计参数提出了如下要求:

1)室外设计参数:

采暖室外计算温度:-9℃

冬季室外通风计算温度:-5℃

冬季室外空调计算温度:-12℃

冬季室外空调计算相对湿度:45%

夏季室外通风计算温度:30℃

夏季室外空调计算干球温度:33.2℃

夏季室外空调计算湿球温度:26.4℃

2)室内空调采暖通风设计计算标准 (见表1)。

“Starwood(喜达屋)”的设计标准比 《公共建筑节能设计标准》 (GB 50189-2005)的空调室内设计温度的要求要高;大堂的新风量也稍高一些。

表1 室内空调采暖通风设计计算标准

本工程现有的冷源为三台600RT的离心式冷水机组,热源为热力站提供,一次水的水温为120℃/70℃,经过换热器交换出水温为60℃/50℃。通过对公共区域及客房需要改造部分的现状及改造后布局的分析和计算,发现饭店的冷热源、空调机组及新风机组的设备参数基本上能满足改造后的设计参数,且由于国际俱乐部饭店成立的时间并不是很久,据饭店管理者及使用者反映,设备运行情况良好,冷热源的换热和运行效率及供冷、供热能力都还能满足饭店的使用要求。经我们调查研究后,也认为主要设备基本满足饭店改造后的使用要求,故不进行更换。

3 公共区域的改造

(1)一层大堂吧

大堂吧层高约为7米多,原为集中空调,送风采用旋流风口,回风为吊顶回风;大堂吧靠外窗部分还设有两管制的立式风机盘管。大堂吧地面有地板辐射水系统。此次装修改造主要是改变大堂吧吊顶的装修风格,并没有对空调送风口及回风口的位置进行调整,通过对空调使用效果的调查,我们认为现有空调系统可以满足大堂的使用要求,故维持原有系统,对大堂吧靠外窗部分的立式风机盘管进行更新。

由于大堂吧的大理石地面要重新进行铺装,故大堂吧原设计的地板辐射水系统取消,改为电热缆采暖,这样运行管理起来比较简单,而且可以防止大理石地面由于沉降对地板辐射水系统的损害。

在此次改造设计中发现大堂吧虽然有外窗,但是由于外窗均不能开启,因而无法自然排烟。经我们调查原建筑大堂部分没有设置机械排烟系统,所以需要在此次改造中增加此系统。局部改造的建筑不比新建的建筑,它所有的设备都已经是安装固定好位置的,在改造建筑中增加一个新系统是比较困难的,寻找排烟的路径需要 “见缝插针”,既要保证设计效果,还要保证对原有建筑的改动最小,代价最少。我们经过对饭店内部的勘察和调研,初步确定了方案,决定在饭店三层的室外屋面上安装排烟风机。由于风道需要穿几个楼板和侧墙的洞,这就需要结构工程师对现有结构进行核算,确定设备专业所穿洞口的尺寸及大小是否合适,以及穿洞后结构是否需要在洞口处加固等问题。和结构工程师配合完毕后还要和室内设计师沟通,以确定排烟口的位置和形式与整个大堂的装修风格达到和谐和统一。

(2)一层南走廊

南走廊是饭店南侧的一个外走廊,通过南走廊可以进入饭店的侧门,由于走廊一侧是通透的玻璃幕墙,使得夏季空调的冷负荷很大,据饭店的空调管理人员反映,夏季的空调制冷效果不是很好。南走廊原系统为四管制风机盘管系统,风机盘管的送风口朝向北侧饭店墙体,回风口朝向南侧的玻璃幕墙。在这次改造中我们考虑由于走廊南侧的玻璃幕墙是室内冷负荷的主要来源,故将风机盘管的送、回风口的位置调换了一下,让送风口靠近玻璃幕墙,回风口在靠近墙体一侧,这样送风气流可以很好地阻挡室外热量的入侵。此外我们还发现南走廊吊顶上的外墙局部位置未封堵好的情况,这也是影响南走廊空调使用效果的一个很大因素,在这次装修改造中我们明确提出要将外墙封闭好,以免影响室内空气品质。

(3)饭店康乐宫三层的葡萄酒廊

葡萄酒廊位于饭店西侧的康乐宫的三层,面积为73.5m2,作为红酒贮藏、观赏及小型会议的场所。原葡萄酒廊采用风机盘管加新风系统,改造后由于建筑格局基本保持不变,故仍然保留原有系统,由于原葡萄酒廊的酒柜是不带专业制冷的普通家具,而改造后要将原有的普通酒柜改为带独立制冷系统的专业酒柜,这样可以更好地保持红酒的品质,厨房专业厂家根据室内设计师的设计意图,设计了11组带独立制冷系统的专业酒柜,需要在室内设11台压缩机。要保证室内设计温度需要用空调系统除去这11台压缩机散发在室内的热量,给现有的空调系统增加了很大的负担,而且也不节能。所以我们和厨房专业厂家商量后决定将这11台酒柜的压缩机放在葡萄酒廊上面的设备机房内,利用机房原有的通风系统来进行通风换热。

4 客房区域的改造

本次饭店改造的主要内容就是3～16层的客房,客房原有系统为风机盘管加新风系统。风机盘管为卧式暗装,空调水系统为四管制,分设冷热盘管,冷热水均设有电动两通阀。设计内容主要是根据室内设计调整后的房型布置风机盘管、新风管道、空调水系统及卫生间排风系统。风机盘管水系统维持原设计,风机盘管型号需根据新调整的客房布局重新选择,风机盘管选型采用风量优先原则,风量可允许正、负10%的偏差。采用风量优先主要是考虑在客房内离送风口最远点处也能满足 《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)的空气调节室内计算参数中关于风速的要求,见表2所示。

表2 空气调节系统室内计算参数

客房部分的新风机组分别安装在各楼层的空调机房内。各机组配备初中效过滤段、表冷段、加热段、加湿段和风机段等,维持原设计不变。

(1)根据房间的布局、吊顶标高及与客房内其他专业管线综合后,确定出风机盘管的位置和与其连接的风道、风口的大小及标高。经过房间负荷计算及风道阻力计算,共选择出两类风机盘管分别是带回风箱标准型和带回风箱高静压型,其中高静压型有30Pa和50Pa两种。

(2)为了保证客人在房间内舒适性的提升,这就需要客房内空调送风气流组织设计得非常合理。根据房间布局的不同我们基本上有两种送、回风口的布置形式:侧送下回、侧送侧回,使送风形成贴附射流。送风口采用双层百叶,回风口为单层百叶,回风口侧接时为下固定斜百叶加过滤器;回风口为下接风口时加带门铰式过滤网。

(3)此次客房空调改造的重点和难点就是风机盘管的噪声控制问题,国际俱乐部饭店是一个具有国际影响力的五星级饭店,甲方对房间内噪声的控制要求很严格。

①噪声的基本概念:

声波传播时,由于空气受到振动而引起了疏密变化,在原来的大气压强上叠加了一个变化的压强。这个叠加的压强称为声压。用声压表示声音的强弱不是很方便,一般用声压级来表示声音的大小。声压级的单位是分贝 (dB),它的数学定义式为:

式中:

LP—声压级,dBP—声压,N/m2

P0—基准声压,P0=2×10-5N/m2

②噪声的评价标准:

人耳对声音的感觉不仅和声压有关,而且和频率有关。声压相同而频率不同的两种声音,人耳的感受是不同的,因此可仿照声压级的概念,引出一个与频率有关的响度级的概念,其单位为phon。即取1000Hz的纯音作为基准声音,若某噪声听起来与该纯音一样响,则该噪声的响度级 (phon值)就等于该纯音的声压级 (dB值)。响度级为一主观感觉量,它把声压级和频率用一个单位统一起来了。据此,通过人耳主观感觉的大量试验,可以做出等响曲线。在声学测量仪器中,参考等响曲线,为模拟人耳对声音响度的感觉特性,在声级计上设计了三种不同的计权网络,即A、B、C网络,每种网络在电路中加上对不同频率有一定衰减作用的滤波装置。由于A网络让低频段 (500Hz以下)有较大的衰减。因此,它与人耳对噪声的感觉相一致,从而在室内噪声测量中就以A网络测得的声级来代表噪声的大小,称A声级,记作dB(A)。

NR曲线 (Noise Rating Curvers):

NR曲线主要是用于评价房间的噪声,是由国际标准化组织 (ISO)提出的,各国常用的噪声水平评价标准,我国也均采用此评价标准。

图2 噪声评价曲线 (NR曲线)

NC曲线 (Noise Criteria Curvers):

Beranek于1957年提出的室内噪声评价标准,这是仅在美国采用的评价曲线,由于其频率非国际通行的中心频率标准,后又提出一组PNC(Beranek于1971提出的修正的 (preffered)Nc曲线),但应用不多。

NC曲线、NR曲线和A声级三种评价方法有如下关系:

“Starwood(喜达屋)”设计标准中对客房的风机盘管有明确的规定 “在客房,风机盘管噪声标准曲线,低速时不能超过NC30,中速时不能超过NC35以及高速时不能超过NC40。”设计时一般按中档风速选择风机盘管,也就是说其不能超过NC35,换算成常用的A声级 (声压级)的评价标准为:

根据 《民用建筑隔声设计规范》(GBJ118-88)规定了隔声减噪设计标准等级,应按建筑物实际使用要求确定,分特级、一级、二级、三级,共四个等级。

标准等级的含义如下 (见表3):

表3 标准等级的含义

旅馆室内允许噪声级 (声压级),见表4:

表4 旅馆室内允许噪声级(声压级)

国际俱乐部饭店属于五星级饭店,室内允许噪声级的标准等级按照 “特级”的要求。客房内的主要噪声源是风机盘管产生的,要保证房间噪声值满足国家标准,应从根本上解决风机盘管的噪声问题,“Starwood(喜达屋)”标准和国家标准均对风机盘管的本体噪声有明确要求,因此在风机盘管的选型中,选用低噪声的产品是非常重要的。

空调系统除风机为主噪声源外,还由于风道内气流流速和压力的变化以及对管壁和障碍物的作用而引起的气流噪声。在高速风道中这种噪声不能忽视,而在低速风道内 (指风管速度＜8m/s),即使存在气流噪声但与较大的声源相叠加,可以忽略。由于国际俱乐部改造工程的空调系统为低风速系统,因而可以忽略风道系统的气流噪声。

国际俱乐部饭店客房空调改造工程需要特别注意的是空调系统的噪声计算,这项计算工作与客房空调改造的成败与否密切相关。

要满足室内允许噪声级需要增加消声装置,本工程采用微穿孔板消声器。消声器的增加无疑是给空调系统带来了额外的局部阻力,局部阻力的增大则需要增加风机盘管的机外余压,而机外余压的增加又会对风机盘管的噪声产生影响,使得风机盘管的噪声加大。消声器和风机盘管机外余压是矛盾的两个方面,成功的设计和计算需要充分考虑到这两个方面的互相制约和影响,使这两个方面达到相互的协调和平衡。

在噪声的计算中还要考虑其在风管中的自然衰减,风管输送空气到房间的过程中,噪声有各种衰减,例如噪声在直管中可被管材吸收一部分,还有可能部分噪声能穿透到管外。此外,在风管转弯处和断面变化处以及风管开口处,还将有一部分噪声被反射,从而引起噪声的衰减,这对空调房间是有利的。因而在消声设计中均予以计入,这点是十分重要的。

国际俱乐部饭店改造工程客房噪声部分的计算步骤:

首先根据房间的布局、吊顶标高及与客房内其他专业管线进行综合后,确定出风机盘管的位置及与其连接的风道、风口的大小、标高,经过阻力计算可以得到风机盘管机外余压的大小,从而可以查出风机盘管的大概的噪声值,此值要满足 “Starwood(喜达屋)”标准和国家标准中对风机盘管本体噪声的要求。

其次计算从风机盘管接至风口的最短风管的噪声自然衰减值、房间衰减量及消声器的消声量,将根据机外余压的大小查出的风机盘管大概的噪声值减去噪声的自然衰减值再减去消声量后的结果,与室内允许噪声级的表格进行比较,如果满足则计算成功,如果不满足还要进行调整,如风机盘管在房间的位置及风口位置,或者对消声器的消声量的调整等,直到满足室内允许噪声级的要求为止。

此次客房改造工程所用的风管材料为传统的镀锌钢板,在设计初期定方案的时候考虑过采用消声功能比较好的内消音复合镀锌钢板内衬风管,但是和酒店的管理人员交换意见后,否定了采用此种材料,因为根据国家规定酒店的空调系统需要经常清洁,而所使用的清洁工具会对风道的内衬产生破坏作用,故取消此种想法;另外也曾考虑过使用超级风管,因为它的一个主要优势是可以减少噪声。但经过和超级风管厂家人员的讨论和计算后,发现使用它之后的消声量并没有厂家样本所标的产品的消声量那么多,超级风管的消声量也是根据情况的不同而有所改变的。经过比较和试算后最终我们还是选用的传统的镀锌钢板的风管。

(4)风机盘管检查口的安装

风机盘管检查口的安装位置对于设备的检修和部件的更换是非常重要的,但是在最初的设计施工时并没有得到足够的重视,总是为了满足吊顶的装修效果而一再退让,不是尺寸太小就是位置不合适,给以后的维修工作带来了很大的麻烦。

在国际俱乐部饭店客房改造的设计中,饭店的维修工作人员特别强调了客房风机盘管检修口的设置问题,希望在这次改造设计中充分考虑检修口设置的位置和大小。由于这次风机盘管都加了光触媒的消毒系统,需要定期更换在吊顶中设置的灯管,使得风机盘管检修口的大小和位置的设置就更为重要。由于本工程的室内设计由美国ACA公司负责,所以和室内设计师的交流和沟通就比较繁复一些,最终我们还是克服了这个困难,对检修口的大小、做法以及位置和室内设计人员达成了共识。在随后施工完成的样板间中,各方均都对检修口的设置很满意。

5 结论

原有饭店经过多年的运营,使用方积累了大量的运行经验,因此改造时应与使用方充分沟通,进行大量的调查研究,充分了解已有的各区域、各部位的使用情况,了解存在的问题或不足。在调查研究的基础上,原有运行良好的系统可维持原设计系统形式,存在问题或不足的要找出原因并进行改造。饭店改造部分还要执行现行有关规范和标准,执行中确有困难的,须经有关部门批准。

在国际俱乐部饭店的改造工程中,由于现场客观情况及条件的限制给施工图的绘制增加了很大的难度。部分原有图纸与现状不符,有的部位甚至根本没有设计图纸。在设计及施工阶段设计人员去现场的次数比新建工程频繁很多,许多问题必须到现场实地勘察才能得到解决。

绘制施工图纸时也经常出现暖通空调系统的管道与室内的吊顶布置、功能布局发生矛盾的情况,这就需要我们与甲方及室内设计师多次协调,才能确定出合理的设计方案。

经过我们大家的努力,全新的北京国际俱乐部饭店于2008年北京奥运会前重张开业,承担了接待前来观看奥运会的外宾的任务。

[1] 中国建筑科学研究院,中国建筑业协会建筑节能专业委员会,GB50189-2005公共建筑节能设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2005

[2] 北京市建筑设计研究院,建筑设备专业技术措施[M].北京:中国建筑工业出版社,2006

[3] 陆耀庆,实用供热空调设计手册 (2版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2008:25-38

[4] 赵荣义等,简明空调设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1998

[5] 中华人民共和国城乡建设环境保护部,GBJ118-88民用建筑隔声设计规范 [S].北京:中国计划出版社,1988

[6] 中国有色工程设计研究总院,GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范[S].北京:中国计划出版社,2004