某超高层酒店综合楼热水系统设计思考

文／杨亚丽 上海思纳建筑规划设计股份有限公司 上海 200000

引言：

随着经济的发展，近年来越来越多的地产商考虑与国际知名酒店品牌合作，打造高星级酒店项目。本文介绍的是某超高层丽晶品牌超五星级酒店和同品牌公寓热水系统的设计分析。

1、项目概述

项目所在地为哈尔滨市，建筑高度170m，地下3层，地上42层。总建筑面积12万m²，地下室（B3～B1）3.5万m²，裙房（1～6F）3.4万m²，塔楼（7～42F）5.3万m²。其中，B3～B2层为汽车库、设备机房、人防工程；B1层为酒店后场区（后勤办公服务、餐饮厨房、洗衣等）、设备机房、独立对外商业、汽车库等；1～6层裙房为公寓大堂门厅，电影院，以及酒店公共区域：酒店大堂、宴会厅、特色餐厅、会议、全日餐厅、中餐、酒店办公、泳池桑拿健身；8～24层为酒店客房、总统套、行政酒廊；25～42层为同品牌旗下酒店式公寓。整栋楼酒店各功能区及公寓均需配置热水系统。

2、热源及系统形式

本项目所在地为严寒地区省会城市，空气热等可再生能源条件较差，且该建筑为裙房塔楼结构，屋顶面积有限，太阳能系统往往需要较大空间，无法满足；由于该超五星级酒店及同品牌公寓热水需求量大、系统配置要求舒适稳定、安全可靠，结合暖通专业供暖需求，整个项目热源考虑采用自建锅炉供应热水的方式。由暖通专业在B2层设计油气两用锅炉，提供高温85℃低温65℃的热水作为热媒。

酒店、公寓分别设置独立的生活给水系统，在B2层分设生活水泵房；酒店生活给水由市政进水补给原水箱，经过滤吸附等处理后存入净水箱，再由分区变频泵加压至各区；其中，洗衣房给水还需进一步软化处理；公寓生活给水由市政补给原水箱，经过滤吸附处理后存入净水箱，通过工频转输泵向30层高区公寓生活泵房接力供水，再由高区公寓变频泵向上分区供水。

按照常规的设计思路，热水系统应结合生活给水系统形式而定，为使冷热水压力同源，宜采用闭式系统，与生活给水分区一致。结合丽晶酒店管理公司要求，须采用闭式换热设备，热水系统应接自同区给水泵；因此，本项目采用闭式系统，各区泵组供应冷水的同时，分单路补给闭式换热设备，通过容积式换热器（或板换+闭式水罐）换热，供给各区用户。

3、系统分区、设计参数、设备选型

按照丽晶标准，酒店及公寓热水供水点压力应控制在0.25MPa～0.55MPa；《建筑给水排水设计标准》GB50015-2019（后简称《建规》）规定，分区供水压力应控制在0.45MPa，设有集中热水系统时为0.55MPa，且卫生器具处最大静水压力不大于0.6MPa；综合以上标准，将系统分区竖向跨度控制在30m以内，且热水分区宜尽量少，采用如下方式：

B1～7F为一区，8～13F为二区，14～18F为三区，19～24F为四区；分别由B2层酒店生活泵房各区变频泵供给冷热水；25～33F为五区，34～42F为六区，由30层公寓高区生活泵房各区变频泵供给。一区服务酒店公共区域，涉及洗衣房、后勤、宴会、中餐、全日餐、泳池桑拿等不同功能，且上下高差较大，因此，考虑将一区B1～2F采取变频泵+减压阀方式再行分区。B1层酒店洗衣房用水与餐饮等用水差异较大，且水质硬度要求更高；因此，洗衣房给水在净水基础上再行软化处理，单独设置软化水箱及变频泵供给，单独设置换热系统。

本项目热水用水定额按照《建规》及丽晶酒店标准综合取值：洗衣房：25L/Kg干衣；中餐：15L/人·次；桑拿：80L/人·次；酒店客房：140L/人·天；酒店员工：45L/人·天；公寓：90L/人·天。

根据各区用水单位数量及定额，分别确定设计小时耗热量，见表1。按照丽晶标准，热水换热形式要求采用板换+闭式水罐，由于是水-水换热，经过几次沟通，酒管公司也允许采用导流型容积式换热器。因此，笔者根据实际情况对换热器形式进行了灵活选用。参照《建规》，高温热水作为热媒时，导流型容积式换热器储水容积为40min·Qh，采用板换+水罐的储水容积同导流型容积式换热器要求；然而，根据丽晶标准，热水储水量为最大时用量的2倍，即120min·Qh。综合以上考虑，按照丽晶要求设计。每个换热分区储热设备设两台，每台按120min·Qh容积的50%取值。换热分区及相关设计参数对照见表1：

表1

4、管网布置形式

酒店热水等候时间是体现系统舒适性的重要方面。结合甲方意见及丽晶标准，热水出水时间要求≤5s，这对热水管道布置循环方式有相当高的要求。由于各区用水点分布规律及物管方式差异较大，需逐一考虑解决方案。

B1层洗衣房用水点比较集中，且为独立的换热分区，采用热水管道串联用水点循环回水的方式，可解决问题。B1～2F、3F～7F各层餐饮厨房、泳池桑拿等用水点，用水峰值集中且分布散乱无规律，无法采用完全对称的同程布置。此时，可考虑分别将每层用水点串联，再将不同楼层热水干管并联，然后比较长短，调整各层回水管汇合点，使并联各管路长度尽量相等，并在各回水管路三通处设置流量平衡阀，通过调试达到配水均匀。详见图1：

图1

8～13F、14～24F为酒店客房，用水点分布规律，可采用上行下给支管循环的同程布管方式。在客房卫生间邻近的管井内设置热给水及回水两根立管，卫生间内热水管布置在吊顶内，且走管尽量经过每个热水龙头，最后接至回水立管。每个卫生间布管长度尽量一致，这样整体上可达到同程布管。详见图2：

图2

25～33F、34～42F为公寓功能，卫生间热水点分布规律与酒店客房相同。但是，考虑到公寓为出租出售性质，需要分户计量。若采用客房支管循环方式布管，热水计量较为复杂。本项目此次采用的是设置两块水表，即在各户热水进水、回水管上分别设水表，按照两表读数差值计量。详见图3：

图3

采用这种计量方式可能会存在一定的误差。笔者了解到，近几年工程实例中也有不同的解决方案。例如，热水循环布管采用干管循环，这样避免了支管循环带来的计量问题。各住户单元卫生间邻近的管井内仅设置单根热水立管，卫生间热水从立管上接出，并设置水表。由于较长支管未参与循环，无法满足严格的热水等候时间要求。这时，可局部设置电伴热来维持热水支管温度，达到使用舒适度要求。

5、换热设备选择

前已述及，丽晶标准要求换热设备为板换+闭式水罐，后来经沟通，也允许采用导流型容积式换热器。总体说来，两种设备存在各自的特点。首先，导流型容积式换热器是储水与换热一体式，内置U型管束，各区冷水接至换热器，出水即可供至用户，系统较为简单；设备稳定性高，供水舒适、安全可靠；但是，由于换热管束需要不定期除垢清理，在机房布置时，需要充分考虑检修时抽出管束的空间。对于板换+闭式水罐，板换相当于即热式水加热器，体量较小，与储水罐分开放置，检修时仅需对板换操作，检修空间要求较低；板式换热器相对U型管束来说，换热效率更高；当然，由于板换是由多层板片拼装而成，流道狭窄，水损相较更大些；若密封不好容易漏水；维护成本相对高些；该系统尚需在板换和储水罐之间设置换热循环泵。总体看来，从空间占用上，并不如导流型换热器有优势。近几年市场上使用较多的是板换热水机组，即将板换、循环泵、储水罐集成的一体化设备，相对可减小机房面积。

对比下来，笔者认为换热设备采用以上两种形式都可，具体应根据实际情况灵活选用。本项目生活给水一区、二区对应的各换热分区，换热设备均集中设置在B1层换热机房；三区、四区换热机房设置在16F；以上四区均采用导流型容积式换热器；公寓给水五区、六区换热机房设置在30F。由于暖通专业锅炉高温热水压力仅能供至16层，五、六区换热只能在16层进行。同时，因16层（避难层）为各专业设备机房层，空间很有限。此时，考虑将高区板换放在16F，储热水罐放在30F，通过热水循环泵及管路连接。板换设备选取工作压力等级1.6MPa ，作为热媒供应与高区用户之间的接力循环换热装置。这样既解决了热媒压力不足的问题，又缩减了16层占用空间。该项目热水系统分区及换热设备布置如图4：

图4

6、设备材质、管材、出水稳定性措施

高级酒店热水设备、管道所用材质有其特殊性，需要考虑高档次、经久耐用、防腐蚀、传热效率等多方因素。本项目导流型容积式换热器外壳采用不锈钢，内衬铜；内部换热管束材质为紫铜，导热系数、传热效率高，换热面积可相对减小；高区公寓板换采用不锈钢板，储水罐为不锈钢内衬铜；热水管道材质目前大多采用不锈钢管或铜管，本项目结合甲方经济考虑采用了薄壁不锈钢管。

对于高星级酒店设计，冷热水压力平衡，出水温度稳定是很重要的一点。目前，很多酒店品牌设计标准要求对末端出水设置电子混水阀，以稳定出水温度。本项目结合甲方意见，参照万豪做法，暂考虑设置沃兹或阿姆斯壮电子混水阀，末端温度设为45℃。根据《建规》要求，末端出水温度为45℃，这样可以防止温度度过低而大量滋生军团菌，同时也避免了温度过高而烫伤的安全隐患。

结语：

高星级酒店热水系统设计有其特殊性，笔者在项目过程中体会较深：除了符合《建规》等国标框架的原则外，还要达到酒店管理公司的设计标准；酒店设计中涉及多个协作单位，例如，除甲方意见外，还有设计顾问的优化建议、酒管公司意见、厨房顾问、洗衣房顾问、泳池厂家的深化要求等等。遇到特殊情况，在没有设计指引规定时，需要及时与甲方、顾问、酒管及相关方沟通，确定合理的解决方案。当然，本项目仅为个例，不同的酒店品牌及合作方要求均有差异，不能一概而论。总体说来，提供安全可靠、舒适稳定的热水系统，充分满足运营方的使用要求，是该类项目的共同点。