首都博物館空調設計(恒溫恒濕空調)

（首都博（bó）物館空調設計(恒溫恒濕空調)）

　　首都博物館空調設計根據建築功能及對室內（nèi）溫濕度要求,文物（wù）庫和文物展廳采用恒溫（wēn）恒濕（shī）空調,其他區域采用舒（shū）適（shì）性空調。空調機房集中設置,排風排至（zhì）地下汽車庫,可（kě）充（chōng）分（fèn）利用排風餘熱。該工程設有樓宇自控係統,空調風（fēng）、水（shuǐ）係統均實現自控。

　　1、工程概況

　　首都博物館新館於於2005年（nián）12月正式落成。該館位於北京市西城區,北依長安街,東臨白雲路,占地麵積m2,建築（zhù）麵積m2,建築高度36.4m,地上5層,地下2層,館內設有展示（shì）廳、文物庫房、文物修複室、多功能廳、貴賓廳、禮儀大廳、餐廳、廚房、汽車庫（kù）、機電用房及庫房等,並在地下2層設有六級人防(戰時（shí）物資庫)。地（dì）下2層（céng）下麵設有2.2m層高設備（bèi）夾層,主（zhǔ）要用於敷設設備（bèi）管線。

　　2、空調冷熱源

　　該工程空（kōng）調設計冷負荷8440kW,空調設計（jì）熱負荷7500kW,空調冷源為3台電製冷冷水機組,其中2台冷量為3165kW(900rt)的離心（xīn）機組,1台冷量為1759kW(500rt)的變頻離心機組。冷水泵及冷卻水泵各為三用一備(備用泵為小泵)。冷卻塔（tǎ）3台。市政熱力管網提供的（de）110℃/70℃一次市政熱水經換熱器後換（huàn）成60℃/50℃二次空調用熱水。該工程另設（shè）2台蒸發量為1t/h的燃（rán）氣蒸汽鍋爐,作為空調加濕及市政熱力管（guǎn）線（xiàn）檢修季時的（de）生活（huó）熱水（shuǐ）熱源。蒸汽壓力為0.8MPa。

　　3、室內設計參數

　　根據室內溫濕度要求,該工（gōng）程空調分為恒溫恒濕空調和（hé）舒適性空調。文物庫房和（hé）文物展廳采用恒溫恒濕空調,其他類房間采（cǎi）用舒適性空調。文物（wù）庫房和文物展廳不但（dàn）對（duì）溫濕度有要求,而且對空氣含塵濃度、SOx濃度、NOx濃度也有要求,不同種類的文（wén）物對環境的溫濕度、空（kōng）氣含塵濃度（dù）、SOx濃（nóng）度、NOx濃度要求（qiú）不（bú）同,恒溫恒濕空調室內設計（jì）參數見表1。舒適性空調室內設計參數見表2,室內新風及噪聲標準見表（biǎo）3。

　　4、周（zhōu）邊環境

　　筆者對（duì）項目所在地周邊環境室外有害物質量濃度進行（háng）了測定,結果見表4。

　　5、空調係統（tǒng）設計

　　5.1空調（diào）水係（xì）統

　　該工程空調水係統分兩種形式,舒適（shì）性空調（diào）水係統為兩管製,冷水溫度（dù）7℃/12℃,熱水（shuǐ）溫度（dù）60℃/50℃;恒溫恒濕空調水係統為四管製(另設再熱管),冷水溫度7℃/12℃,熱水溫度60℃/50℃;空調冷熱水係統均為一次泵定流量、二（èr）次（cì）泵變流（liú）量係統。風機盤管調節水閥采（cǎi）用電動兩（liǎng）通閥,新風機組、空調機組冷熱水調節閥為電動調（diào）節閥。冷熱水總管處（chù）均（jun1）設（shè）有壓差旁通調節（jiē）閥。

　　5.2空調風係統

　　為滿足不同功能房間的空氣質量要求,大（dà）空（kōng）間(如禮儀大廳、多功（gōng）能廳等)舒適性空調采用兩管製一次回風全空氣雙風機低速空調係統,小房（fáng）間(如辦公（gōng）室等)采用風機盤管加（jiā）新風係統;恒溫恒濕空調采用四管製、水電兩級再熱一次回風全空氣雙風機低速空調係統。由於絲織品、字畫等文物展櫃內設有燈光,會產生照明冷負（fù）荷,所以又設有展（zhǎn）櫃空調,即大空調環境下套小空調。展（zhǎn）櫃空調采用四管製,電極加濕。

　　5.2.1恒溫恒濕空調

　　為達到設計要求,恒溫恒濕空調機組設有如下處理功能段:混合粗效過濾段、加熱段、表冷段、加濕段、再（zài）熱段、活性炭過濾段、靜電除塵中效過濾（lǜ）段、風機段。

　　見圖（tú）1:

　　5.2.1.1除塵過濾處理

　　粗效過濾（lǜ）段效率一般可達（dá）到95%,靜電除（chú）塵段過濾（lǜ）效率（lǜ）一般為80%左右,經粗、中效過濾段過濾後空調送風含塵質量濃度為:0.3916mg/m3×(1-95%×80%)=0.094mg/m3,其中0.3916mg/m3為室外空氣含塵質量濃度。

　　空調送（sòng）風含塵質量濃度(0.094mg/m3)小於表1所要求的0.15mg/m3含塵（chén）質（zhì）量濃度值。

　　5.2.1.2夏季空氣處理過程

　　新、回風（fēng）混（hún）合後經表（biǎo）冷段處理到露點溫度經再熱段再熱,達到送風ε線上送（sòng）風狀態點參數後送入室（shì）內。為了準（zhǔn）確控製室內相對濕（shī）度精度不大於5%,彌補再（zài）熱段熱水盤管熱惰性的不足,在送風管道上加裝了空氣（qì）電再熱器,微調室（shì）內相對濕度。夏季空氣處理（lǐ）過程見圖2。

　　由圖2可知,在室內設計溫濕度精度範圍內,高相對濕度線（xiàn）和低溫度線交（jiāo）點處再熱溫差最大,但不大於2℃,因此確定空氣電再熱器再熱溫差為2℃。

　　5.2.1.3冬季空氣（qì）處理過程

　　恒溫恒濕空調房（fáng）間基（jī）本（běn）為內區,冬季熱濕處理（lǐ）過程特點是冷卻加（jiā）濕。新、回風混合後經表（biǎo）冷段等濕降溫、等溫蒸汽加濕再（zài）送入室內。恒溫恒濕空調冬季空氣處（chù）理過（guò）程見圖3。

　　5.2.2氣流（liú）組織形式

　　吊頂高度低於4.6m的空間采用百葉上送或散流器上送,上回風方式;吊（diào）頂高度高（gāo）於4.6m的空間采用旋流風口上送,上回風方式。

　　由於展（zhǎn）廳內溫濕度受參（cān）觀人（rén）數幹擾很大,故（gù）將（jiāng）展品布置在展廳送（sòng）風區內,以（yǐ）確保展（zhǎn）廳內溫（wēn）濕度的穩定性。

　　禮儀大廳建築麵積1865m2,由於（yú）建築的特殊（shū）性（xìng）,其送（sòng）風（fēng）方式成為一大難題,經（jīng）專家、業主（zhǔ）多次論證,報請北京市（shì）領（lǐng）導批準,最終采用可調送風角度的中部噴口側送與下（xià）部單層百葉集中（zhōng）側送相結合的送風方式。大廳設有2台風量為m3/h的空調機組,大門兩側各1個係統（tǒng）,每個係統北側設4個噴口。噴口最大射程35m,每個噴（pēn）口送風量5000m3/h,南側設1個單層百葉風（fēng）口,送風量m3/h,噴口送風參數見表5。大廳采用集中下（xià）回風方式。圖4為禮儀大廳（tīng）送（sòng）回風示意圖。

　　5.2.3自動控製

　　該工程設有一套樓宇自控係統,空（kōng）調自（zì）控為樓宇自控係統的一部分,冷水機（jī）組、冷水泵、冷卻水泵、冷卻塔、空調機組、新風機組、蒸汽鍋爐及給水泵、風機、係統電控閥件等均納入DDC空調自控係統。

　　冷水機組、冷水泵（bèng）、冷卻水泵（bèng）,冷卻塔由（yóu）冷水機組供應商提供群控,外留接口,接至DDC控製主機。根據負荷控製單機（jī）製冷量及運行台數。

　　新風機組由送風溫濕度控製電動調節水閥和蒸汽閥門開（kāi）度;舒適性空調（diào）機組由室內溫濕度控製電動調節（jiē）水閥、蒸汽閥門開度;恒溫恒濕空調機組夏季由室內相對（duì）濕度控製冷水閥以控製機器露（lù）點溫度,由室（shì）內溫度控製再熱水閥以控製（zhì）送風溫度,由回風溫度控製電再熱器以微調室內相對（duì）濕度;冬季由室內溫度控製冷水閥（fá）和熱水閥,由室內（nèi）相對濕度控製蒸汽閥（fá）。

　　6、工程設計特（tè）點

　　6.1集中設置空調機房,充分（fèn）利用排風餘熱（rè）

　　由於（yú）建築平（píng）、立麵的特殊性,全空（kōng）氣係統空調機房很（hěn）難找到合適位置。考慮到建築物北（běi）立麵外是下沉水（shuǐ）景庭院（yuàn）,水（shuǐ）景庭院外是地下車庫,因此在水景庭院下麵的地下（xià）2層設置（zhì）了一個長（zhǎng）條形集中空調機（jī）房（fáng）,布置了（le）16台空調機組(占空調機組（zǔ）總台數的45%),從水（shuǐ）景庭院取新（xīn）風,排風排至汽車（chē）庫。既避免了排風、取風風管過長問題,又可充分利用空調（diào）排（pái）風的餘冷餘熱,使汽車庫有一個冬暖夏涼的舒適環（huán）境。其不足是風管（guǎn）沿程阻力損失及冷（lěng）熱損失大。

　　該工程全空氣空調機房共設3個（gè）,空調機組總台數為35台。

　　6.2設有1台冷量為1759kW(500rt)的變頻冷水機組,在較大冷負荷範圍內可實現冷水機組變（biàn）頻調節（jiē）,減（jiǎn）少了部分冷負荷時的（de）電力消耗。

　　6.3設（shè）有蒸汽鍋（guō）爐排汙節（jiē）能裝置（zhì）,可降低排放水溫,回收餘熱。

　　國內一般蒸發量小（xiǎo）於4t/h的蒸汽鍋爐不設連續排汙。該工程選（xuǎn）用2台蒸發量（liàng）1t/h的國外蒸汽鍋爐,要求（qiú）連（lián）續排汙。連續（xù）排汙降溫池傳統做法（fǎ）是加（jiā）自來水降溫,既浪費水又浪費熱。該工程在軟（ruǎn）水（shuǐ）箱內設（shè）置了（le）一組換熱盤管,鍋爐排汙水經（jīng）換熱後溫度降至30℃排放,回（huí）收（shōu）了餘熱。

　　7、設計體會

　　7.1該工程的冷熱濕負荷計算較（jiào）為準確,空調係統方式選擇較為（wéi）合理。經（jīng）過一個冬（dōng）季運行考驗,各房間溫濕度等（děng）參數（shù）基本達到設計要求。

　　7.2將30個空調機組集中布置在3個大（dà）空調機房內,其中有2個機房設置（zhì）在地下2層,1個設置在展廳入口過道夾層內。節（jiē）省了寸土寸金（jīn）的建築麵積,且（qiě）可有效利用排風。

　　7.3選擇冷量為1759kW(500rt)的變頻冷水機組（zǔ）,可在較大範圍內低電（diàn）耗調節供冷量。

　　7.4蒸汽鍋爐排汙節能裝置較好地解（jiě）決了（le）排汙問題。

　　7.5展櫃空調方式合理,效（xiào）果好。

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