基于运营实践的五星级酒店空调设计探讨

2021-05-30张太康

建筑热能通风空调 2021年4期

张太康

上海世茂酒店管理有限公司

0 前言

新世纪初我国新建了很多五星级酒店，经过十多年的运营，积累了丰富的运营经验。随着我国城市化进程的不断推进，酒店业仍在蓬勃发展，并呈现出了多样性，但由于酒店运营管理与酒店设计的脱节，设计师缺少与酒店运营的深入沟通了解，基于运营实践的酒店空调设计方面的文献很少[1]。

笔者最近几年经历了多家酒店的设计建造、机电系统升级改造，并数次走访现场，与酒店工程、运营部门深入沟通，与机电顾问、设计院充分交流，在酒店空调设计方面积累了一定的经验。本文基于运营工程实践，对酒店空调设计不同阶段需要重点解决和关注的问题进行总结分析、深入探讨，以期对酒店工程设计，酒店建设及改造提供经验参考，以最小的投资满足酒店空调运营需求，降低未来酒店运营成本。

1 酒店调研与空调运营需求

1.1 新风取风口

室外新风取风口应通过风管与新风风井或者外墙百叶对接，不应直接在空调机房内取新风，以保证空调机房内环境干燥，降低空调机组的锈蚀程度、防止空调机房墙面的脱落破坏。图 1，图 2 为某运营15 年的酒店空调机房内直接取新风的现场图片，而同一家酒店“非机房内取风”的空调机房设备与墙体保持完好，基本无需修复。因此合理的空调机房设计，是降低酒店资产无形损耗的关键，酒店设计中应予以关注。

图1 空调机组锈蚀

图2 空调机房墙面脱落

1.2 空调与运营

空调设计最终为酒店运营服务，而设计阶段往往未能充分考虑到运营需求，设计先天不足，造成酒店实际运营中未能充分发挥节能潜力。因此设计阶段应把握以下几个因素：

①空调系统选用合理，采用集中式，半集中式或分散式空调系统，以满足灵活运营需要。

②对于全空气空调系统，机组按最大负荷设计选型，且通常考虑一定的富裕量，虽然设计中经常考虑根据CO2浓度控制新风量的节能策略，但仍然是建议全空气空调机组风机变频，以便于酒店工程师根据运营需求灵活调节风机的频率，最大化降低运行能耗。

③空调及通风系统分区与运营时段相匹配，例如厨房前场/后场系统分开设置，不同餐饮时段启用相应的空调通风系统，降低电耗。

④对于大面积全日餐厅，为满足运营淡旺季的需求，运营根据需要可以分隔为相对小的空间，因此建议空调系统充分考虑启用的灵活性以节约能耗。

⑤对于多种运营功能的空间，应根据不同的功能需求合理匹配空调系统，避免长时间部分负荷运行，保证不同运营模式下，系统都可以高效节能运行。

上述与运营密切相关的几个重点因素，因系统拆分可能造成机电初投资成本的增加，但对于酒店长期运营及节能意义很大，酒店设计阶段应综合考虑。

1.3 空调检修与维护

酒店空调设施及管路日常维护保养与检修，是酒店工程部的重要工作内容，必要的检修与维护条件能够节省人力、物力，提高工作效率，对酒店运营至关重要。笔者听取各酒店总工的诉求，也参观考察了很多的酒店，都存在诸如这方面的问题。为了满足工程运营需求，建议在设计阶段（包括前期方案和后期二次精装设计）予以充分考虑。

①合理的检修与维护空间：包括过滤网，风机，电机，水管路及阀门附件，保温等。

②水管排布时应考虑操作空间，以利于酒店运营中水管爆裂抢修：酒店在经历长期使用后可能存在锈蚀爆管的可能，这在酒店中普遍存在。

③空调机房位置合理，空调设备避免吊装于工作区，同时尽量避免设置在设备夹层。如确需设置时，应考虑机房噪音影响和工作人员操作的便利性。

2 空调冷热源

合理的空调冷热源设计直接决定了酒店开业后是否可以节能运行。空调计算负荷是冷热源选型的基础，设计阶段应予以重点分析。

2.1 空调负荷

在设计方案阶段建议对酒店空调负荷进行 8760 小时计算并分析研究，充分考虑到酒店的运行时间段及入住率等因素，进行空调冷热负荷的全年能耗模拟分析，图 3～图4 为某酒店的部分负荷分布图，从中可以看出酒店大部分时段都部分负荷运行，空调设计负荷峰值时间极短。因此合理准确的空调负荷分析，是进行冷源选型的基础。

图3 冷负荷全年负荷率分布图

图4 热负荷全年负荷率分布图

2.2 冷源选择

酒店空调冷源的选择，与酒店类型、酒店定位、气候条件、能源状况、初投资、是否考虑热回收、运行能耗、政策导向等多种因素有关，不应局限于酒店管理公司设计标准，应具体项目具体分析。

以某主流品牌冷机产品为例，在标准制冷工况 7 ℃/12 ℃时，冷却水温度 32 ℃/37 ℃时，分别对于 400RT 容量的螺杆机和离心机的变频/定频机型的部分负荷能效分布曲线如图5 所示和图6 所示，其中图 5 为定冷却水温工况，图6 为变冷却水温工况。

图5 定冷却水温部分负荷能效对比曲线图

图6 变冷却水温工况部分负荷能效对比曲线图

因此，对于 400RT 冷水机组来说，从图 5 和图 6 可以看出：

①对于定频机组来说，定水温时定频螺杆机性能要低于定频离心机，而在变水温时，定频螺杆机性能要优于定频离心机，在满负荷时机组性能相当。

②对于变频机组来说，无论定水温/变水温的性能，螺杆机性能优于离心机，而在满负荷时机组性能相当。

根据以上分析，酒店设计应从酒店运营角度考虑，选用高效、部分负荷效率高的冷机，台数配置要合理，宜采用其中两台变频，并根据酒店冷源备用率（备用率通常不低于70%），选用螺杆机或离心机组。

对于采用节能新技术的特殊冷源系统设备时，例如采用地源热泵、采用热回收技术预热生活热水的机组时，设计阶段应进行完整的技术论证与分析，从经济性、技术合理性、环境评价、施工管理水平、运营维护等多方面进行研究，以确保未来酒店的可靠性，否则将导致酒店无法正常运营，以至于改造为常规制冷系统，失败案例在业界时常出现，带来了很大的经济损失，因此在冷源的选取上应当慎重考虑。

2.3 热源选择

酒店热源的选择，与酒店类型、酒店定位、气候条件、市政条件、能源状况、初投资、环保政策、运行能耗、政策导向等多种因素有关。

酒店热源通常用于空调热水（含地暖）、生活热水供热，一般考虑设置热水锅炉，这也是各酒店管理公司的推荐做法，为了保证酒店可靠运行，须考虑设备容量冗余。根据当地污染物排放标准及政策要求决定是否采用低氮锅炉、油气两用锅炉。

蒸汽锅炉是否设置，通常取决于是否设置大型全功能洗衣房：当项目地有可送洗的大型洗衣房时，酒店通常不设置全功能洗衣房，此时一般不设置蒸汽锅炉，既降低了业主初投资，又节约了机房面积，节省了洗衣房员工人数，降低了运营管理费用。

对于度假类酒店、改造项目，当有燃气条件时，热水炉也时常成为供热热源的选用方案，分散式热源虽然造价较高，但安全可靠、灵活度高是业主青睐的主要原因。

3 空调与通风系统

酒店空调与通风设计中，除满足国家规范及设计标准之外，酒店设计中仍然存在如下通常被忽略的一些问题。

3.1 柴发机房

在高星级酒店中通常需要设置柴油发电机组，柴发的散热器型式分别为标准连机式散热器冷却和远置散热器冷却，其中标准连机式柴发机组，柴发竖井或侧墙直接排风，另外一侧进风，且散热量已经计算在散热器空气流量中。对于远置式散热器冷却，应另外计算辐射散热量所需的通风量。柴发机房的进风口、排风口的噪音影响应根据声学做法要求进行处理，否则噪音影响酒店运营。

3.2 厨房区

在酒店业态中，厨房区设计至关重要，设计中应充分考虑到厨房吊顶上方的管路复杂性，通常需要预留 1.2～1.5 m 的机电空间，同时应做好通风系统的设计，包括排风与补风系统设计，示意图如图7 所示。

图7 厨房通风示意图

厨房区高、低温冷库常见的冷库冷凝器有风冷、水冷两种形式。水冷通常需要设置闭式冷却塔，且价格昂贵、系统复杂，适用于冷库散热量大、不便于设置风冷的场合。近些年来，随着风冷冷库效率的提高，系统投资小易于控制等优点在项目中应用逐渐增多，为多数国际酒管公司所接受。有条件时，应该尽量将风冷冷凝器直接置于室外或者车库，以节约通风机运行能耗。

酒店冷库系统为24 h 开启使用，为了保证系统可靠性，降低运行能耗，该部分通风机组应独立设置，便于控制。设计中应做好通风系统的设计预留，后期二次精装机电根据厨房平面图布置调整风管走向及风量分配。

3.3 室内泳池

室内游泳池是五星级酒店的必备休闲功能区，设计中该部分功能区经常被估算设计并交由泳池顾问单位进行深化，不同单位间设计配合不足导致泳池运营后未能满足预期需求，因此设计阶段应对如下问题重点关注：

①设计顾问单位应进行详细设计计算，供热/供冷/除湿负荷，并进行空调计算，校核选用的除湿热泵机组是否能够满足需求。

②泳池的结露问题、闷热潮湿问题，在酒店中较为常见，多与机组除湿量不足有关。

③加大新风量、排风量措施，以排除室内多余的热湿负荷。为了尽量最大限度地减少机组运行，应使得泳池热泵机组尽可能地靠近泳池布置。

④泳池风管材质可选用镀锌钢板，有条件时建议选用不锈钢板，以增强耐腐蚀性，避免管道腐蚀并造成吊顶破坏。

3.4 冷热源机房

对于制冷机房、锅炉房系统，设计过程中往往遗漏快速补水，以至于酒店开业后被酒店总工投诉，在大量失水时无法及时补充所需的水，因此在设计当中应予以留意，建议设置不小于DN80 的给水管道。

3.5 客房

客房空调系统包括水平式和垂直式系统，其中垂直式系统因其对于净高控制、管线检修非常有利，也是酒店客房采用的主流系统形式。客房竖井在方案设计阶段应协调给排水专业进行仔细排布，并与建筑、室内配合，确定合适的管井形式。管井尺寸应充分考虑在设计施工影响并关注结构梁、柱子对管井的影响，避免管井尺寸过小而无法安装客房水平支管及相应的检修阀门。

客房层高及净高的设计控制分析中，应关注退层、排烟井、消防补风井等因素的影响，对典型剖面进行综合机电分析，以保证酒店层高满足功能需求，又不浪费土建成本。

对于度假酒店，客房多为低密度建筑，对于空调系统设备多采用分散式系统，应关注室外空调设备（例如变频多联机室外机）对建筑、景观、结构、室内、声学等专业的影响。

3.6 风机盘管

酒店风机盘管可以分为房间内风机盘管、公区风机盘管。对于房间内风机盘管，应与精装专业协调三速控制开关，需要就地设置控制面板，其中客房内风机盘管，可以配合客房控制系统适用（RCU）。对于公区风机盘管，应配置风管式温度传感器，并采用远置式温控开关，设置于附近的机电管理用房或辅助房间，供酒店工作人员调整。要求较高的酒店采用联网型FCU 风机盘管，接入 BA，可远程控制空调设定。

对于风机盘管设备，因其电机，水阀及过滤网等有检修需求，对于风机盘管的安装做法，通常有两种，示意图如图8，图 9 所示。图 8 所示做法简单，利于维护操作，不美观，噪音较高。图 9 做法施工检修稍复杂，美观，利于室内造型配合，利于噪音控制。笔者调研参观过多家高星级酒店，对于检修空间及检修口预留考虑到位的并不多见，都给后续酒店运营检修造成很多的困扰。

图8 风机盘管做法安装示意图（一）

图9 风机盘管做法安装示意图（二）

4 酒店空调重难点分析

酒店空调设计阶段对如下几个问题进行重点关注，保证空调效果的同时最大化节能，还可以降低开业后酒店投诉率，避免开业后酒店整改带来的浪费。

4.1 空调方面

为了保证酒店空调的效果，设计中应关注如下几个点：

①尽量不要采用吊顶回风，不利于节能运行，同时可能存在因隔墙封堵不严密导致的串风，影响空调效果。

②风口分布合理，送回风气流组织均匀，空调房间内无死角。对于全空气系统，回风口建议远离人员活动区。当室内净高较高时，建议采用条形喷口以增大送风距离。必要时借助CFD 气流组织模拟工具进行辅助设计。

③挑空的大堂区，如有条件建议设置地板采暖系统，以提高冬季舒适度。

④对于度假类酒店，建筑造型及室内的特殊性，空调布置及气流组织也是关注的重点。

4.2 排油烟

酒店排油烟存在问题造成串味的问题，在酒店实际运营中经常出现，合理的设计是解决排油烟问题的基础。在油烟系统设计中，应该从以下几个方面着手考虑。

①排油烟管路风速设计合理，建议 8～10 m/s，尽量维持负压，以减少正压外渗引起的油烟味。

②保证餐厅-厨房的压力关系，气流由客人活动区流向工作区，且补风口设置应均匀。

③对于全日餐厅区域，一般设有开放厨房区，餐厅的空调回风口应远离排油烟的位置，以免吸入油烟。

④对于开放厨房区，在充分了解厨房排油烟罩特点的前提下，充分评估排油烟的风险，保证厨房排油烟位置与补风口位置应合理，保证排风/补风气流的均匀性，便于及时排除油烟而不外溢。

4.3 噪音与振动

噪声与振动在酒店中经常遭到客人投诉，设计阶段对于屋顶设备机组、客房风机盘管噪声、风口噪声应加以关注，以免出现噪音及振动问题。

①屋顶设备机组[2]：采用低频弹簧隔振器进行隔振，隔振器均匀安装在热泵机组底盘下面，布置于混凝土基础上。水泵设备采用混凝土隔振台，采用浮筑基础，并选用合适频率的弹簧隔振器。与机组等振动设备直接连接的部件也应采取隔振减振措施。屋面设备管路建议全部采用弹性支架。

②客房风机盘管噪声：客房风机盘管噪声是影响酒店客房品质的关键，常见风机盘管为 12PA 和 30PA 两种，在酒店中多有采用。以往酒店项目中通常采用内消声的做法，以解决噪声问题，但效果不甚理想，部分酒店在运行中被投诉有霉味，因风机盘管凝结水的问题，内消声棉时间一久容易霉变，导致客人投诉或者卫生部门检测不通过，因此内消声的做法逐渐不被接受，为了保证噪声效果：尽量选用标准型 12PA 风机盘管，噪音较低。回风管箱采用内贴消音棉，送风段仅做外保温。送风段距离尽量加长，不宜小于1.5 m。

③风口噪声：对于全空气空调系统，尤其高大空间，普遍采用下回风的型式，且回风口距离机房较近，经常会出现回风口处噪声过大的问题，这在笔者经历过的多个项目调研中被多次投诉。因此设计中建议：回风口位置应设置于非人员活动区，且风速应尽量小，面风速小于2 米/秒。回风管段应采用回风消声器，回风段应保持一段距离以削弱噪声传播。回风口处设置回风静压箱，内贴消音棉。

5 暖通与其他专业间的配合

酒店设计过程中涉及的专业很多，包括建筑、室内、声学、电气、给排水、厨房等，各专业间密切配合相互协调，是酒店得以完美展现的关键，既可以保证酒店的正常功能需求，又可以使酒店安全节能运行。

1）与建筑结构专业

暖通设备及系统能耗与建筑形式，建筑材料及其热工性能，门窗密封性能等相关，在暖通空调设计中应关注冷却塔位置、建筑各层层高的控制、建筑各功能区区域的控制预期净高、暖通设备密集区对建筑结构的荷载要求等因素，避免后期因层高不足影响酒店正常使用，造成不可挽回的损失。

2）与机电专业

暖通与给排水、电气机电专业之间也应该做好相应配合，重点关注空调系统划分、空调主机选型等因素对变压器的影响，气体灭火房间对于暖通事故后排风的需求，暖通变频空调系统对于配电及控制要求，机电专业间的管线综合问题等，以实现酒店机电功能的合理可靠运行。

3）与室内专业

暖通空调气流组织形式、风口尺寸等直接影响了室内造型及效果，因此暖通与室内专业应紧密配合，在满足空调效果的前提下，尽量配合室内效果的呈现。在实际酒店案例中，风机盘管检修口是直接的体现，在过往参观案例中，检修口设置合理满足检修要求的并不多见，这与设计，施工及管理配合是分不开的，因此应该在设计阶段加强配合交流。

4）与厨房专业

厨房通风设计对于酒店品质影响至关重要，因此厨房部分的通风应根据厨房顾问单位提资需求设计，尤其是施工图阶段，保证空调设计及设备选型的准确性，充分理解厨房顾问单位的设计需求，尽量降低排油烟风机选型以节约运行费用。