自然博物館采暖通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

安秋蘭

摘要：博物館暖通工程具備設(shè)備管線(xiàn)復(fù)雜、系統(tǒng)繁多等特征，于實(shí)際施工設(shè)計(jì)時(shí)均存在一定難度，因此，本文從冷熱源方案比對(duì)、空調(diào)水系統(tǒng)、低溫制冷系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)及節(jié)能設(shè)計(jì)等角度出發(fā)對(duì)自然博物館采暖通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)予以分析，并結(jié)合空間差異、功能差異，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)裝設(shè)提出建議，除可滿(mǎn)足溫度、濕度需求外，還可實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約。

關(guān)鍵詞：自然博物館；采暖通風(fēng)系統(tǒng)；節(jié)能設(shè)計(jì)

伴隨民眾精神文明需求提升，近幾年博物館類(lèi)建設(shè)項(xiàng)目逐年增多，因此類(lèi)建筑物對(duì)建筑功能所提出要求較高，同時(shí)也對(duì)采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)提出更高要求。自然博物館除需滿(mǎn)足民眾參觀需求外，還應(yīng)具備良好環(huán)境，不僅可提升民眾參觀體驗(yàn)，也可對(duì)展品良好存放提供適宜環(huán)境，因此，本文對(duì)自然博物館采暖通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)加以分析，望借此優(yōu)化自然博物館現(xiàn)階段暖通設(shè)計(jì)。

1.冷熱源方案比對(duì)

因本工程建設(shè)位置具備穩(wěn)定熱源。工程所處區(qū)域無(wú)可利用地表水，加之地下水完全回灌具備一定難度，無(wú)法選用水源熱泵方案。因場(chǎng)地條件受限，并未具備足夠地下?lián)Q熱管道埋設(shè)空間，且因?yàn)橄揞~設(shè)計(jì)，初投資受限嚴(yán)格，未采取地源熱泵此類(lèi)雖環(huán)保節(jié)能，但高投資的冷熱源方案。經(jīng)多種因素考量后，本工程選用熱源聯(lián)合電制冷冷熱源設(shè)計(jì)方案。此設(shè)計(jì)方案所具備優(yōu)勢(shì)為熱源、供電可靠且安全，節(jié)約能源及提升能源利用率；電制冷為技術(shù)成熟且優(yōu)質(zhì)高效的一項(xiàng)制冷手段，具備廣泛應(yīng)用范圍。本工程所選用冷水機(jī)組性能系數(shù)COP值可達(dá)5.86、5.93，可充分符合《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中所設(shè)定數(shù)值。冷源構(gòu)成如下：由3臺(tái)400B水冷冷水機(jī)組、1臺(tái)110B冷水機(jī)組負(fù)責(zé)7/12℃冷凍水供應(yīng)。由R134a環(huán)保型制冷劑作為冷媒。本工程配備熱源，由2臺(tái)1.5T/h燃?xì)庹羝仩t負(fù)責(zé)3T/h蒸汽供應(yīng)；?？照{(diào)系統(tǒng)總冷負(fù)荷為4505KW，總熱負(fù)荷大6700KW。冷卻塔結(jié)合冷水機(jī)組實(shí)行1：1設(shè)計(jì)，于室外設(shè)備用房屋面裝設(shè)，冷卻水供回水溫度控制于37/32℃。另設(shè)置一座冷卻水池，做為冷卻水調(diào)節(jié)使用。

蒸汽鍋爐由新風(fēng)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組加濕及恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組等負(fù)責(zé)蒸汽供應(yīng)。熱源僅負(fù)責(zé)冬季高溫?zé)崴?yīng)，于換熱后由空調(diào)系統(tǒng)及采暖系統(tǒng)負(fù)責(zé)熱水供應(yīng)。熱回收冷水機(jī)組于過(guò)渡季、夏季為恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組供應(yīng)熱水，并為生活熱水供應(yīng)熱量，借助閥門(mén)開(kāi)關(guān)對(duì)兩種熱源加以切換。熱回收冷水機(jī)組將供熱為主，對(duì)運(yùn)行情況予以調(diào)節(jié)。冷負(fù)荷升高時(shí)，啟動(dòng)對(duì)應(yīng)冷卻塔，對(duì)建筑物供熱、供冷需求予以充分滿(mǎn)足。除此之外，還應(yīng)配置1臺(tái)汽水換熱機(jī)組，于機(jī)組，對(duì)重要房間、展區(qū)供熱連續(xù)性加以保障。恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組總表最高冷量應(yīng)控制于2650KW，當(dāng)其中1臺(tái)產(chǎn)生故障無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，剩余2臺(tái)合計(jì)制冷量至少可為2978KW，對(duì)工藝制冷所提出要求予以充分滿(mǎn)足。

展廳、庫(kù)房等具備恒溫恒濕要求區(qū)域均應(yīng)安設(shè)相應(yīng)空調(diào)系統(tǒng)，為物品展覽、存放提供良好環(huán)境。若展品存在濕度、溫度要求應(yīng)放置于恒溫恒濕箱中，對(duì)濕度、溫度予以獨(dú)立控制。此外，為將恒溫恒濕箱、展區(qū)二者間溫度差、濕度差縮至較小，展區(qū)處也需放置恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)。夏季時(shí)，將空氣經(jīng)新回風(fēng)混合、過(guò)濾后行冷卻、除濕、再熱后向室內(nèi)傳輸；冬季時(shí)將空氣經(jīng)新回風(fēng)混合、過(guò)濾后行加熱、干蒸汽加濕后向室內(nèi)傳輸。結(jié)合季節(jié)差異，對(duì)庫(kù)房溫濕度予以適當(dāng)調(diào)節(jié)，并對(duì)各段位工作狀態(tài)加以調(diào)節(jié)，送風(fēng)溫差控制以6℃為宜。展廳空調(diào)機(jī)房設(shè)置在每一個(gè)展廳的旁邊，房間經(jīng)過(guò)消音處理，主風(fēng)管經(jīng)消音處理后送入展區(qū)。此種安裝方式對(duì)空調(diào)使用有一定優(yōu)勢(shì)，風(fēng)壓，冷/熱量在輸送過(guò)程中損失較少，但空調(diào)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的噪音需進(jìn)行特別處理，將對(duì)展區(qū)造成的干擾降至較低。

2.空調(diào)系統(tǒng)

結(jié)合功能、空間差異，開(kāi)展針對(duì)性氣流、送風(fēng)組織形式，如將球形噴口側(cè)送應(yīng)用至自然展廳、公共區(qū)域等高大空間中，將旋流風(fēng)口下送應(yīng)用至展廊及報(bào)告廳等空間，一臺(tái)螺桿機(jī)組行電制冷系統(tǒng)方式應(yīng)用至行政辦公及業(yè)務(wù)科研等空間，此區(qū)域空間小、空高較低，將風(fēng)機(jī)盤(pán)管應(yīng)用至辦公等空間，將雙層百葉風(fēng)口側(cè)送應(yīng)用至庫(kù)房等空間。

2.1空調(diào)水系統(tǒng)

空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)四管制，熱水供回管、冷凍水供回管為管道設(shè)計(jì)兩種主要分類(lèi)，恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組水系統(tǒng)設(shè)計(jì)為熱水加熱段符合再加熱段，結(jié)合季節(jié)差異，切換機(jī)組熱水加工需求。熱水供回水溫度控制為60/50℃，冷凍水供回水溫度控制為7/12℃，經(jīng)機(jī)組制定再熱熱水供回溫度控制于45/40℃。將兩管制應(yīng)用至風(fēng)機(jī)盤(pán)管空調(diào)水系統(tǒng)中，于夏季時(shí)負(fù)責(zé)供冷，將冷凍水供回水溫度控制于7/12℃，于冬季負(fù)責(zé)供熱，將熱水供回水溫度控制于60/50℃間。新風(fēng)機(jī)組及空調(diào)機(jī)組于冷熱水回水管處應(yīng)安設(shè)動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、平衡系統(tǒng)等工作。同時(shí)，還應(yīng)將靜態(tài)流量平衡閥設(shè)計(jì)加入風(fēng)機(jī)盤(pán)管分支環(huán)路回水干管中。此外，還應(yīng)將立式氣壓罐定壓應(yīng)用至冷凍水系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)冷凍水補(bǔ)水泵為空調(diào)系統(tǒng)予以補(bǔ)水。冷卻水系統(tǒng)及冷凍水補(bǔ)水供給均借助全自動(dòng)軟化水裝置開(kāi)展水質(zhì)處理，對(duì)補(bǔ)水供給行防腐、防垢、殺菌及超凈過(guò)濾。

2.2低溫制冷及通風(fēng)系統(tǒng)

制冷均為組合式空調(diào)器連接風(fēng)管，由風(fēng)管供應(yīng)冷熱風(fēng)。其中需注意的為冷熱風(fēng)出風(fēng)口位置盡量避開(kāi)展品，可安裝至行人游覽區(qū)域，展區(qū)低溫制冷系統(tǒng)由三臺(tái)螺桿機(jī)組采用電制冷，供布展區(qū)域及公共區(qū)域，單臺(tái)制冷量可達(dá)1392KW，采用R134a制冷劑，-20℃為蒸發(fā)溫度，-13℃為回液溫度，此展區(qū)內(nèi)設(shè)置3臺(tái)空氣處理裝置，以電加熱融霜，同3臺(tái)螺桿機(jī)組組共同構(gòu)成完全獨(dú)立的制冷、控制系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)間可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)交替使用、同時(shí)使用及互為備用等功能。通風(fēng)系統(tǒng)即熏蒸室廢氣行凈化處理后經(jīng)高空排放，全體通風(fēng)孔洞均設(shè)置防蟲(chóng)及防鼠裝置。

2.3采暖系統(tǒng)

兩臺(tái)燃?xì)庹婵斟仩t采用天然氣制熱，供布展區(qū)域及公共區(qū)域供暖，一臺(tái)真空燃?xì)忮仩t采用天然氣制熱，供辦公區(qū)供暖，采暖系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)公用一套管網(wǎng)和末端設(shè)備進(jìn)行內(nèi)部空間供暖，在換季時(shí)通過(guò)閥門(mén)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)切換。

3.節(jié)能設(shè)計(jì)

空調(diào)水系統(tǒng)均采用一次泵變流量系統(tǒng)，部分負(fù)荷時(shí)可借助變頻水泵對(duì)流量加以調(diào)整，節(jié)約部分電能。低溫制冷機(jī)組中借助變蒸發(fā)壓力及變冷凝壓力控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，將分層空調(diào)應(yīng)用至公共大廳等高大空間中，于低位設(shè)置送風(fēng)噴口可將空調(diào)機(jī)組送風(fēng)量降至較低，實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約。熱回收冷水機(jī)組所供應(yīng)的45/40℃熱水，于過(guò)渡季、夏季時(shí)可為恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組供應(yīng)再熱熱量，也可為生活熱水供應(yīng)換熱熱水，可有效提升能源利用率。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，本文針對(duì)自然博物館暖通設(shè)計(jì)展開(kāi)分析，于滿(mǎn)足環(huán)境需求同時(shí)，實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約。本工程設(shè)計(jì)中所使冷卻水池，可將冷水機(jī)組于運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量予以調(diào)節(jié)，可于一定程度上節(jié)約冷卻塔運(yùn)行成本，減少噪聲污染。借此，也可優(yōu)化自然博物館暖通設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：重慶自然博物館）