建筑设备节能技术在酒店建筑绿色设计中的应用

2012-02-26东南大学建筑设计研究院有限公司陈洪亮

智能建筑与智慧城市 2012年7期

关键词：建筑设备客房暖通

文｜东南大学建筑设计研究院有限公司李骥臧胜陈洪亮

文｜东南大学建筑设计研究院有限公司李骥臧胜陈洪亮

随着节约资源和保护环境等国家技术经济政策的实施，节能、低碳、舒适的绿色建筑已成为建筑行业的发展方向。本文以某四星级酒店的绿色设计为例，阐述了建筑设备节能技术在酒店建筑中的实际应用。

酒店建筑绿色设计主动节能技术建筑设备管理系统

1 前言

随着我国经济的持续高速增长，资源浪费、环境污染与经济发展之间的矛盾日益突出。为贯彻节约能源和保护环境的基本国策，推进建筑行业的可持续发展，实现传统建筑模式向节能、低碳、舒适的绿色建筑方向转型，国家和地方相继颁布了一系列的民用建筑绿色设计规范和公共建筑节能设计标准。在政策宣传、舆论引导和强制性规范标准的共同作用下，绿色建筑理念得到了广泛的认同和执行，建设单位、设计单位及建筑设备生产商在各自领域内均加强了节能环保措施的推行力度。

建筑节能是一门综合性的技术，涵盖了建筑、结构等专业的被动节能技术，以及暖通、给排水、电气及智能化等专业的主动节能技术。被动节能技术主要指借助建筑材料特性，采用自然采光、通风和围护结构的保温、隔热、遮阳、蓄热和雨水入渗等措施，即采用非机械、不耗能或少耗能的方式，实现降低建筑能耗的目的。被动节能技术的重点是为优化建筑设计和低耗能围护结构而研发的。被动节能技术的重点领域为低耗能围护结构的研发。建筑主动节能技术包括可再生能源的主动利用；暖通空调系统、给排水系统、照明系统的智能控制；建筑室内环境的监测和控制；建筑综合能效的分析和管理。由于我国绿色建筑理论研究尚处于起步探索阶段，因此在项目的实施过程中应充分论证建筑功能、节能效率、环境保护、舒适实用、建筑全寿命造价之间的辩证关系。下面以某四星级酒店的绿色设计为例，重点阐述建筑设备节能技术在酒店建筑中的实际应用。

2 工程概况与能耗分析

本项目所在城市地处长江中游地区，属于中亚热带湿润季风气候向北亚热带湿润季风气候过渡的地带。项目总用地面积27.06公顷，按照四星级酒店标准建设，由综合楼、贵宾楼、会议楼和员工宿舍等组成，总建筑面积约85000m2。项目建成后，将成为该市重要的接待和会议中心。

酒店建筑与办公和商业建筑相比较，具有的特点：营业时间长，需全天侯开启空调、热水供应、内走道等场所的公共照明等系统；季节性入住率的变化、餐饮娱乐营业的时段性等均会影响空调、给水、照明等系统的负荷率；不同的客人及季节对室内环境参数的要求不同；不同场所如大厅、餐厅、客房、会议厅、办公室、后勤用房等对环境舒适度的要求不同。

根据项目前期对酒店所在地区三星级以上酒店能耗的调研及相关资料的收集，该地区酒店的能源类型主要为电、天然气和油，其中电在总耗能中占主导地位，天然气居次要地位，油仅在采用燃油锅炉的冬季采暖系统中使用，所占比例较小。上述各类能源折合为标准煤耗量后，其所占平均比例如图1所示。本项目采用的能源类型为电能及天然气，同时充分利用可再生能源及非传统水源，减少对传统能源的依赖，实现有效节能。

酒店建筑的能耗主要由暖通空调系统、照明、动力、生活热水、办公设备用能构成。根据调研及收集到的资料，对该地区三星级以上宾馆的各分项能耗进行统计，得到各分项能耗的比例如图2所示。由图2可以看出，暖通空调系统、照明系统和热水供应系统的能耗占据总用能的80%，因此应重视上述系统用能特点，充分利用可再生能源及非传统水源、智能控制系统、优化控制策略，挖掘节能潜力。

3 建筑设备节能技术的应用

3.1 可再生能源及非传统水源的利用

民用建筑中常用可再生能源为地热能、太阳能、风能等。地热能的利用主要为地表水资源或地热源的利用；太阳能的利用形式主要为太阳能热水系统、太阳能光伏发电或光诱导系统。非传统水源主要包括市政再生水、雨水和建筑中水等。结合实际情况及投资回报率，本工程采用了地表水地源热泵系统、太阳能热水系统及雨水回收利用系统。

3.1.1 地热能的利用

酒店建筑的暖通空调系统冷热源，多数采用水冷冷水机组加锅炉的组合方式，少数采用直燃式冷热水机组和风冷热泵冷热水机组形式，较少采用冷热电联产、地源热泵等冷热源节能技术。本工程位于长江中游水系，地表水资源丰富，经过水文调查和方案论证后，采用地表水地源热泵系统作为暖通空调系统冷热源。地表水地源热泵系统受气候环境的影响小，既满足了酒店对暖通空调系统运行稳定性的要求，又充分利用了清洁和可再生的地热能，减少了电能的消耗。

3.1.2 太阳能的利用

热水供应系统是酒店建筑的重要设施，需24小时不间断供应，热水需求总量大，其能耗居于酒店整体能耗的第二位，仅次于暖通空调系统；太阳能热水系统比较太阳能光伏发电系统，建设投资少、能量利用率高；太阳能热水系统是一种成熟的建筑节能技术，因此本项目确定采用太阳能热水系统，对减少酒店业经营成本、降低酒店建筑能耗具有重要意义。太阳能热水系统采用平板型太阳能集热器，集热器的设置从角度、朝向、对建筑造型和客房视野的影响等多方面综合考虑，与建筑进行一体化设计。同时系统配套设置了蓄热水箱、辅助电加热器和强制循环水泵，以保证对供水质量的要求。

3.1.3 雨水的回收利用

本工程为多层建筑，建筑覆盖率高，并且该地区多年平均降雨量为1200～1900mm，雨水回收利用有其得天独厚的优势。考虑到本工程定位为高档次园林式酒店，园林绿化面积较大，同时对冲厕用水水质要求严格，因此回收的雨水主要用于绿化浇洒。根据本工程的特点和雨水回收用途，系统收集水质污染较轻的屋面雨水，经过弃流、过滤等处理后进入雨水存储池以供绿化回用。

3.2 智能控制技术的应用

本工程基于暖通空调系统、供配电系统、照明系统、给排水系统的设计方案，配套设置了建筑设备监控系统。下面主要介绍该系统在暖通空调系统、照明系统及智能客房控制系统中的典型应用。

3.2.1 暖通空调系统的智能控制

本工程的暖通空调系统采用地源热泵作为冷热源；在大堂、餐厅、会议厅、游泳池等大空间场所采用低速风道全空气空调系统；在客房、会议室、办公室、餐厅包间等场所采用风机盘管机组的水—空气系统并设独立的新风处理系统；在贵宾楼采用变风量空调系统。节能控制技术在本工程暖通空调系统中的应用如下：

（1）本工程采用热回收式空调机组和新风机组，通过热交换器回收排风冷量（夏季）或热量（冬季），对新风进行冷热交换预处理；根据全年不同的季节工况，自动调节新风阀、回风阀及排风阀的开度，使系统在最经济的新风/回风比例状态下运行，并确保温度、湿度和空气质量满足环境舒适性要求。

（2）通过建筑设备管理系统对变风量空调系统进行控制，根据空调负荷和室内环境参数的变化，自动调节空调送风量，以满足室内环境舒适度的要求；根据系统总体送风量需求的变化，变频调节送风机的转速，最大限度地减少机组能耗。

（3）在对空气品质要求较高的场所，如贵宾用房、会议厅、餐厅等场所内设置二氧化碳探测器，在地下车库内设置一氧化碳浓度探测器。当空气质量监测浓度高于设定值时，自动启动对应的新风机组和送排风机组。在保证空气质量的同时，尽量减少机组的运行能耗。

3.2.2 智能照明控制系统

本工程为重要接待会议中心，不同场所甚至同一场所的不同时间对照明的要求都有所不同，传统照明控制方式已不能满足需求。同时，为了对照明能耗进行合理的控制，在照明系统中引入智能控制措施显得尤为重要。本工程针对不同场所的使用功能，设置了相应的智能照明控制系统。

酒店大堂灯具的选用和布置主要考虑烘托场景气氛以及与室内装潢的协调。因此照明控制采用定时场景模式，可按照设定的时间表自动切换照明场景。靠近窗户的场所充分利用自然光进行照明，并通过光感控制的方式将照度自动调整到适当的水平。

餐厅的照明控制采用预设场景模式，服务员通过可编程控制面板选择或改变照明场景，如中餐、晚餐、婚宴、聚会等。

会议厅的照明控制采用预设场景模式，并与会议集中控制系统联动，根据会议进程进行灯光组合的切换。

走廊及停车库的照明控制采用定时控制加红外感应的组合模式，在白天人流量大的时候开启全部灯具；夜间仅开启1/3至1/2的灯具，同时启动红外探测器，当有人员经过时，联动开启对应区域的全部灯具。

本工程为多栋建筑及大量园林组成的现代园林建筑，设置了大量景观照明及建筑物泛光照明。对景观及泛光照明采用光感控制加定时控制的组合模式，当室外光线变暗时，通过光感控制开启景观及泛光照明，午夜后通过定时控制关闭部分灯具，天亮时通过光感控制关闭全部灯具。通过这种方式既延长了灯具使用寿命，又节约了能耗。

3.2.3 智能客房控制系统

客房是酒店服务的核心，本工程重点在套房以及贵宾楼内设置了智能客房控制系统，对客房内的照明、空调、电视、音响、窗帘等设备进行集中控制，为客房营造舒适、便捷、节能的居住环境。

当客人在前台办理入住手续后，对应客房的控制系统转入迎宾模式，自动开启门廊灯光、窗帘和空调；当客人插入客房卡后，系统切换至入住模式，自动开启床头灯、电视、音响等设备；客人可通过控制面板选择会客、阅读、睡眠、起夜等模式，对客房设备进行恰当的控制；当客人离开时，可选择退房或离开模式，自动关闭照明、空调、电视、音响、窗帘等设备，并提示对客房进行打扫。

3.3 建筑能效的综合管理

由于智能控制技术着重针对各建筑设备系统进行监控，对全局的能耗分析和管理措施不足，为充分发掘节能潜力，本工程设置建筑能效综合管理系统，对暖通空调、排水、照明、动力的能耗数据进行分项、分区域计量，依照公共建筑用能评价指标对各设备用能进行分析，根据能耗分析结果优化物业管理方法。同时对建筑能效综合管理系统与建筑设备监控系统进行系统集成，优化建筑设备的控制策略，实现对能效的综合管理并达到降低能耗的目的。建筑能效数据通过互联网上传至建筑能效检测数据中心，接受主管部门的集中监管。