首都博物館空調(diào)設(shè)計

1、首都博物館空調(diào)設(shè)計(恒溫恒濕空調(diào))首都博物館空調(diào)設(shè)計根據(jù)建筑功能及對室內(nèi)溫濕度要求,文物庫和文物展廳采用恒溫恒濕空調(diào),其他區(qū)域采用舒適性空調(diào)?？照{(diào)機房集中設(shè)置,排風(fēng)排至地下汽車庫,可充分利用排風(fēng)余熱。該工程設(shè)有樓宇自控系統(tǒng),空調(diào)風(fēng)、水系統(tǒng)均實現(xiàn)自控。1 、工程概況首都博物館新館于于2005 年12 月正式落成。該館位于北京市西城區(qū),北依長安街,東臨白云路,占地面積24133 m2 ,建筑面積63897 m2 ,建筑高度36. 4 m ,地上5 層,地下2 層,館內(nèi)設(shè)有展示廳、文物庫房、文物修復(fù)室、多功能廳、貴賓廳、禮儀大廳、餐廳、廚房、汽車庫、機電用房及庫房等,并在地下2 層設(shè)有六級人防(戰(zhàn)時

2、物資庫) 。地下2 層下面設(shè)有2. 2 m 層高設(shè)備夾層,主要用于敷設(shè)設(shè)備管線。2 、空調(diào)冷熱源該工程空調(diào)設(shè)計冷負荷8440 kW ,空調(diào)設(shè)計熱負荷7500 kW ,空調(diào)冷源為3 臺電制冷冷水機組,其中2 臺冷量為3 165 kW(900 rt ) 的離心機組,1 臺冷量為1 759 kW(500 rt) 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3 臺。市政熱力管網(wǎng)提供的110 / 70 一次市政熱水經(jīng)換熱器后換成60 / 50 二次空調(diào)用熱水。該工程另設(shè)2 臺蒸發(fā)量為1t/ h 的燃氣蒸汽鍋爐,作為空調(diào)加濕及市政熱力管線檢修季時的生活熱水熱源。蒸汽壓力為0. 8

3、 MPa 。3、室內(nèi)設(shè)計參數(shù)根據(jù)室內(nèi)溫濕度要求,該工程空調(diào)分為恒溫恒濕空調(diào)和舒適性空調(diào)。文物庫房和文物展廳采用恒溫恒濕空調(diào),其他類房間采用舒適性空調(diào)。文物庫房和文物展廳不但對溫濕度有要求,而且對空氣含塵濃度、SOx 濃度、NOx 濃度也有要求,不同種類的文物對環(huán)境的溫濕度、空氣含塵濃度、SOx 濃度、NOx 濃度要求不同,恒溫恒濕空調(diào)室內(nèi)設(shè)計參數(shù)見表1 。舒適性空調(diào)室內(nèi)設(shè)計參數(shù)見表2 ,室內(nèi)新風(fēng)及噪聲標(biāo)準見表3 。4 、周邊環(huán)境筆者對項目所在地周邊環(huán)境室外有害物質(zhì)量濃度進行了測定,結(jié)果見表4 。5 、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計5. 1 空調(diào)水系統(tǒng)該工程空調(diào)水系統(tǒng)分兩種形式,舒適性空調(diào)水系統(tǒng)為兩管制,冷水溫度

4、7 / 12 ,熱水溫度60 / 50 ;恒溫恒濕空調(diào)水系統(tǒng)為四管制(另設(shè)再熱管) ,冷水溫度7 / 12,熱水溫度60 / 50 ;空調(diào)冷熱水系統(tǒng)均為一次泵定流量、二次泵變流量系統(tǒng)。風(fēng)機盤管調(diào)節(jié)水閥采用電動兩通閥,新風(fēng)機組、空調(diào)機組冷熱水調(diào)節(jié)閥為電動調(diào)節(jié)閥。冷熱水總管處均設(shè)有壓差旁通調(diào)節(jié)閥。5. 2 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)為滿足不同功能房間的空氣質(zhì)量要求,大空間(如禮儀大廳、多功能廳等) 舒適性空調(diào)采用兩管制一次回風(fēng)全空氣雙風(fēng)機低速空調(diào)系統(tǒng),小房間(如辦公室等) 采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng);恒溫恒濕空調(diào)采用四管制、水電兩級再熱一次回風(fēng)全空氣雙風(fēng)機低速空調(diào)系統(tǒng)。由于絲織品、字畫等文物展柜內(nèi)設(shè)有燈光,會產(chǎn)生照明

5、冷負荷,所以又設(shè)有展柜空調(diào),即大空調(diào)環(huán)境下套小空調(diào)。展柜空調(diào)采用四管制,電極加濕。5. 2. 1 恒溫恒濕空調(diào)為達到設(shè)計要求,恒溫恒濕空調(diào)機組設(shè)有如下處理功能段:混合粗效過濾段、加熱段、表冷段、加濕段、再熱段、活性炭過濾段、靜電除塵中效過濾段、風(fēng)機段,見圖1 。5. 2. 1. 1 除塵過濾處理粗效過濾段效率一般可達到95 % ,靜電除塵段過濾效率一般為80 %左右,經(jīng)粗、中效過濾段過濾后空調(diào)送風(fēng)含塵質(zhì)量濃度為:0. 391 6 mg/ m3 (1 - 95 % 80 %) = 0. 094mg/ m3 ,其中0. 391 6 mg/ m3為室外空氣含塵質(zhì)量濃度?？照{(diào)送風(fēng)含塵質(zhì)量濃度(0. 0

6、94 mg/ m3 ) 小于表1 所要求的0. 15 mg/ m3 含塵質(zhì)量濃度值。5. 2. 1. 2 夏季空氣處理過程新、回風(fēng)混合后經(jīng)表冷段處理到露點溫度經(jīng)再熱段再熱,達到送風(fēng)線上送風(fēng)狀態(tài)點參數(shù)后送入室內(nèi)。為了準確控制室內(nèi)相對濕度精度不大于5 % ,彌補再熱段熱水盤管熱惰性的不足,在送風(fēng)管道上加裝了空氣電再熱器,微調(diào)室內(nèi)相對濕度。夏季空氣處理過程見圖2 。由圖2 可知,在室內(nèi)設(shè)計溫濕度精度范圍內(nèi),高相對濕度線和低溫度線交點處再熱溫差最大,但不大于2 ,因此確定空氣電再熱器再熱溫差為2 。5. 2. 1. 3 冬季空氣處理過程恒溫恒濕空調(diào)房間基本為內(nèi)區(qū),冬季熱濕處理過程特點是冷卻加濕。新、回

7、風(fēng)混合后經(jīng)表冷段等濕降溫、等溫蒸汽加濕再送入室內(nèi)。恒溫恒濕空調(diào)冬季空氣處理過程見圖3。5. 2. 2 氣流組織形式吊頂高度低于4. 6 m 的空間采用百葉上送或散流器上送,上回風(fēng)方式;吊頂高度高于4. 6 m 的空間采用旋流風(fēng)口上送,上回風(fēng)方式。由于展廳內(nèi)溫濕度受參觀人數(shù)干擾很大,故將展品布置在展廳送風(fēng)區(qū)內(nèi),以確保展廳內(nèi)溫濕度的穩(wěn)定性。禮儀大廳建筑面積1 865 m2 ,由于建筑的特殊性,其送風(fēng)方式成為一大難題,經(jīng)專家、業(yè)主多次論證,報請北京市領(lǐng)導(dǎo)批準,最終采用可調(diào)送風(fēng)角度的中部噴口側(cè)送與下部單層百葉集中側(cè)送相結(jié)合的送風(fēng)方式。大廳設(shè)有2 臺風(fēng)量為35 000 m3 / h 的空調(diào)機組,大門兩側(cè)

8、各1 個系統(tǒng),每個系統(tǒng)北側(cè)設(shè)4 個噴口。噴口最大射程35 m ,每個噴口送風(fēng)量5 000 m3 / h , 南側(cè)設(shè)1 個單層百葉風(fēng)口,送風(fēng)量13 000 m3 /h ,噴口送風(fēng)參數(shù)見表5 。大廳采用集中下回風(fēng)方式。圖4為禮儀大廳送回風(fēng)示意圖。5. 2. 3 自動控制該工程設(shè)有一套樓宇自控系統(tǒng),空調(diào)自控為樓宇自控系統(tǒng)的一部分,冷水機組、冷水泵、冷卻水泵、冷卻塔、空調(diào)機組、新風(fēng)機組、蒸汽鍋爐及給水泵、風(fēng)機、系統(tǒng)電控閥件等均納入DDC 空調(diào)自控系統(tǒng)。冷水機組、冷水泵、冷卻水泵,冷卻塔由冷水機組供應(yīng)商提供群控,外留接口,接至DDC 控制主機。根據(jù)負荷控制單機制冷量及運行臺數(shù)。新風(fēng)機組由送風(fēng)溫濕度控制電

9、動調(diào)節(jié)水閥和蒸汽閥門開度;舒適性空調(diào)機組由室內(nèi)溫濕度控制電動調(diào)節(jié)水閥、蒸汽閥門開度;恒溫恒濕空調(diào)機組夏季由室內(nèi)相對濕度控制冷水閥以控制機器露點溫度,由室內(nèi)溫度控制再熱水閥以控制送風(fēng)溫度,由回風(fēng)溫度控制電再熱器以微調(diào)室內(nèi)相對濕度;冬季由室內(nèi)溫度控制冷水閥和熱水閥,由室內(nèi)相對濕度控制蒸汽閥。6 、工程設(shè)計特點6. 1 集中設(shè)置空調(diào)機房,充分利用排風(fēng)余熱由于建筑平、立面的特殊性,全空氣系統(tǒng)空調(diào)機房很難找到合適位置?？紤]到建筑物北立面外是下沉水景庭院,水景庭院外是地下車庫,因此在水景庭院下面的地下2 層設(shè)置了一個長條形集中空調(diào)機房,布置了16 臺空調(diào)機組(占空調(diào)機組總臺數(shù)的45 %) ,從水景庭院取新

10、風(fēng),排風(fēng)排至汽車庫。既避免了排風(fēng)、取風(fēng)風(fēng)管過長問題,又可充分利用空調(diào)排風(fēng)的余冷余熱,使汽車庫有一個冬暖夏涼的舒適環(huán)境。其不足是風(fēng)管沿程阻力損失及冷熱損失大。該工程全空氣空調(diào)機房共設(shè)3 個,空調(diào)機組總臺數(shù)為35 臺。6. 2 設(shè)有1 臺冷量為1 759 kW(500 rt) 的變頻冷水機組,在較大冷負荷范圍內(nèi)可實現(xiàn)冷水機組變頻調(diào)節(jié),減少了部分冷負荷時的電力消耗。6. 3 設(shè)有蒸汽鍋爐排污節(jié)能裝置,可降低排放水溫,回收余熱。國內(nèi)一般蒸發(fā)量小于4 t/ h 的蒸汽鍋爐不設(shè)連續(xù)排污。該工程選用2 臺蒸發(fā)量1 t/ h 的國外蒸汽鍋爐,要求連續(xù)排污。連續(xù)排污降溫池傳統(tǒng)做法是加自來水降溫,既浪費水又浪費熱。該工程在軟水箱內(nèi)設(shè)置了一組換熱盤管,鍋爐排污水經(jīng)換熱后溫度降至30 排放,回收了余熱。7 、設(shè)計體會7. 1 該工程的冷熱濕負荷計算較為準確,空調(diào)系統(tǒng)方式選擇較為合理。經(jīng)過一個冬季運行考驗,各房間溫濕度等參數(shù)基本達到設(shè)計要求。7. 2 將30 個空調(diào)機組集