中國婦女兒童活動中心暖通空調(diào)設(shè)計

中國航空規(guī)劃設(shè)計研究總院有限公司 朱曉山 肖 武

1 工程概況

建設(shè)地點：北京市東長安街。建筑面積：127 000 m2。建筑高度：38 m。建筑層數(shù)：地上11層，地下4層。

建筑功能：地上部分建筑面積64 100 m2，分為南區(qū)、北區(qū)，南區(qū)主要為博物館(14 100 m2)及四星級酒店(13 000 m2)，北區(qū)主要為高級酒店(37 000 m2)；地下1層為廚房、餐廳、會所、游泳池及庫房，地下2～4層為車庫及設(shè)備用房。

表1為主要功能房間的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)。

表1 主要功能房間的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)

2 冷熱源設(shè)計

表2為空調(diào)冷熱負荷和單位面積冷熱負荷指標(biāo)。

表2 冷熱負荷和單位面積冷熱負荷指標(biāo)

根據(jù)建筑物使用及管理要求，地下4層分南北區(qū)設(shè)置集中制冷站。南區(qū)制冷站設(shè)3臺單臺制冷量1 406 kW的水冷螺桿冷水機組，機組COP高達5.47。由于博物館與酒店的使用功能及運行時間有很大差異，冷水系統(tǒng)采用二級泵變流量系統(tǒng)，與冷水機組一對一設(shè)置3臺一級冷水泵，另設(shè)4臺二級冷水泵(博物館與酒店各2臺，一用一備)。北區(qū)制冷站設(shè)3臺單臺制冷量1 519 kW的水冷螺桿冷水機組，機組COP高達5.65。冷水系統(tǒng)采用一級泵系統(tǒng)，與冷水機組一對一設(shè)置3臺冷水泵。

南區(qū)、北區(qū)的冷水供/回水溫度均為7 ℃/12 ℃，系統(tǒng)設(shè)計工作壓力為1.0 MPa。冷卻塔均設(shè)于屋面上,采用超靜音型。集中空調(diào)系統(tǒng)采用來自城市集中供熱管網(wǎng)的熱水，外網(wǎng)熱水供/回水設(shè)計溫度為130 ℃/65 ℃，經(jīng)自建換熱站換熱后的空調(diào)熱水供/回水溫度為60 ℃/50 ℃。

為保證酒店不間斷提供生活用熱，分南、北區(qū)于地下1層設(shè)置鍋爐房。南區(qū)、北區(qū)鍋爐房各設(shè)1臺膜式真空熱水燃氣鍋爐，南區(qū)鍋爐額定熱功率700 kW，北區(qū)鍋爐額定熱功率1 400 kW。2臺鍋爐熱效率均達91%，額定供/回水溫度85 ℃/65 ℃。

3 空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計

南區(qū)空調(diào)水系統(tǒng)采用二級泵變流量系統(tǒng);北區(qū)空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計為一級泵閉式循環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)冬、夏季供冷供熱由總閥進行切換?？照{(diào)及新風(fēng)機組設(shè)動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥，風(fēng)機盤管設(shè)動態(tài)平衡電動兩通開關(guān)閥。

4 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

高大空間采用低速風(fēng)道全空氣系統(tǒng)，入口大廳、展廳、中庭等采用自動變風(fēng)向噴流風(fēng)口側(cè)送風(fēng)或自動變風(fēng)向圓形散流器頂送風(fēng)，報告廳、多功能廳、宴會廳、大型會議室等采用自動變風(fēng)向圓形散流器頂送風(fēng)、頂回風(fēng)或側(cè)下回風(fēng)。全空氣系統(tǒng)設(shè)有排風(fēng)機，過渡季可實現(xiàn)全新風(fēng)運行。酒店、博物館其余空調(diào)系統(tǒng)采用暗裝風(fēng)機盤管加新風(fēng)機組(帶冷熱能量回收)系統(tǒng)。博物館珍品庫房全年均有溫、濕度要求，設(shè)計獨立的冷水型恒溫恒濕空調(diào)機組，空調(diào)機組集中設(shè)置在空調(diào)機房內(nèi)，通過風(fēng)管為各個文物庫房送風(fēng)。

5 系統(tǒng)控制策略

該工程空調(diào)自動控制系統(tǒng)采用直接數(shù)字控制系統(tǒng)，由中央計算機等終端設(shè)備、傳感器、執(zhí)行器等組成?？刂葡到y(tǒng)軟件功能包括：設(shè)備優(yōu)化啟停、臺數(shù)控制、各控制點狀態(tài)顯示、動態(tài)圖形顯示等。除少數(shù)就地使用的風(fēng)機、排風(fēng)扇、分體空調(diào)外，大部分設(shè)備可在中控室進行遠距離控制。

6 總結(jié)與思考

該項目竣工驗收合格后，使用方進駐后，對位于地下2層的3號、4號文物庫房提出了更高的要求，要求相對濕度50%～55%、日波動≤5%，溫度16 ℃，日較差≤2 ℃。而該庫房原設(shè)計參數(shù)是根據(jù)JGJ 66—2015《博物館建筑設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的通用型文物庫房設(shè)計標(biāo)準而定，設(shè)計溫度24～26 ℃，相對濕度40%～60%，采用的是冷水型恒溫恒濕空調(diào)機組，不能滿足新的使用要求，需要對庫房空調(diào)系統(tǒng)進行改造，初步提出2個備選方案如下：

1) 改造方案。即保留3號、4號文物庫房的原水冷式空調(diào)機組，空調(diào)機組增設(shè)直膨盤管、直膨室外機。

2) 更換方案。即更換上述空調(diào)機組，采用自帶室外機的風(fēng)冷直膨型恒溫恒濕空調(diào)機組。

經(jīng)博物館館方、物業(yè)方、總包方、設(shè)計方及行業(yè)專家等各方人員幾次研討會探討，認為改造方案技術(shù)難度較大，不僅改造后的空調(diào)機組占地增大、空調(diào)機房現(xiàn)有條件難以實施，而且其控制系統(tǒng)難以與新增直膨系統(tǒng)完美匹配，后續(xù)使用時將有一定的隱患。而更換機組方案雖然投資略高，但各項技術(shù)更為穩(wěn)定可靠，且不會增加占地面積。

綜上，最終確定為3號、4號文物庫更換新的空調(diào)設(shè)備。選用自帶室外機的風(fēng)冷直膨恒溫恒濕空調(diào)機組，每個庫房各1套，空調(diào)機組設(shè)置在原有的位置，室外機設(shè)置在1層室外，另設(shè)1臺同型號空調(diào)機組作為以上2臺機組的備用。拆除的冷水型恒溫恒濕空調(diào)機組可移作1號、2號普通庫房空調(diào)的備用機組。

在博物館庫房空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計中，應(yīng)深入、全面了解使用單位的需求，根據(jù)需求確定準確的庫房溫濕度標(biāo)準，才能設(shè)計出符合要求的、可靠的空調(diào)系統(tǒng)。例如該項目被替換的冷水型恒溫恒濕空調(diào)機組，其工作時間受主冷源的限制不能獨立自主運行，主冷源出于節(jié)能考慮經(jīng)常不能提供低至7 ℃的冷水，致使原庫房濕度不能滿足更高標(biāo)準的要求，后續(xù)業(yè)主提高要求后只能以更換機組的方式予以解決，增加了工程量，造成了一定的資金浪費。