企業(yè)檔案館空調(diào)系統(tǒng)提升改造設(shè)計

杜建偉 王 濤

(1.黃河勘測規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司,河南 鄭州 450003； 2.鄭州肯同商業(yè)管理集團(tuán)有限公司,河南 鄭州 450001)

1 系統(tǒng)概況

該檔案館為科技型企業(yè)自建檔案館，始建于2003年，建筑面積為3 424 m2，庫房面積約為1 300 m2，框架結(jié)構(gòu)，主要包括設(shè)備用房、辦公室、閱覽室以及檔案庫房，其中4層，5層為檔案庫房。夏季設(shè)計冷負(fù)荷為188 kW，冬季設(shè)計熱負(fù)荷為160 kW。

檔案館空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計各層均采用一次回風(fēng)全空氣調(diào)節(jié)方式，與院區(qū)北側(cè)科研大樓合用冷熱源，冷源為電制冷機(jī)組，熱源為市政供熱。

室內(nèi)設(shè)計溫度：辦公部分冬季18 ℃～20 ℃左右，夏季26 ℃～28 ℃左右；庫房部分冬季15 ℃～17 ℃左右，夏季22 ℃～24 ℃左右。

2 運(yùn)行分析

2.1 運(yùn)行中的問題

檔案館空調(diào)系統(tǒng)自安裝完成投入使用以來，一直未能完全滿足設(shè)計要求，達(dá)到合理調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度的狀況。期間分別于2006年增設(shè)了二次增壓水泵，并于2015年隨科研大樓制冷機(jī)改造工程對檔案館室外管道進(jìn)行了更換。局部調(diào)整后，雖然檔案館冬夏季溫濕度均有所調(diào)整，但無法完全達(dá)到管理和運(yùn)行要求。

尤其在2009年該檔案館成功晉升國家一級檔案目標(biāo)管理單位，這樣對檔案館空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行提出了更高的要求。

檔案館室內(nèi)外詳細(xì)的室內(nèi)溫度記錄及氣象參數(shù)如下，其中室內(nèi)溫度由檔案館提供，室外氣象參數(shù)根據(jù)鄭州市歷史氣象數(shù)據(jù)庫查詢得到：

1)夏季室內(nèi)外溫度記錄見表1。

表1 夏季室內(nèi)外溫度記錄

2)冬季室內(nèi)外溫度記錄見表2。

從以上兩個年度冬夏兩季的檔案庫溫度可以看出，在2015年對檔案館室外空調(diào)管道更換后，檔案館庫房的冬夏季室內(nèi)溫濕度均有一定的改善。雖然辦公用房在近年沒有專門的溫度記錄，但從庫房改善的趨勢以及管理人員的回饋來看，冬季辦公和檔案用房基本可以滿足要求，不過夏季庫房與國家標(biāo)準(zhǔn)JGJ 25—2010檔案館建筑設(shè)計規(guī)范中要求的14 ℃～24 ℃溫度仍有一定的差距。

表2 冬季室內(nèi)外溫度記錄

同時檔案館管理人員普遍反映1層，2層辦公區(qū)域在連續(xù)的桑拿天夏季室內(nèi)溫度較高，且與科研大樓、博士后樓環(huán)境存在較大差別。

2.2 問題分析

通過對檔案館冷熱負(fù)荷的校核計算以及實測數(shù)據(jù)的深入分析，夏季溫度偏高以及與企業(yè)其他建筑如科研大樓、博士后樓冷熱不均，主要考慮存在以下幾點(diǎn)因素：

1)所考察年份平均溫度均為新中國歷史最高值。根據(jù)中國氣象局2017年9月1日所公布的 2017年夏季全國天氣氣候特征，2016年、2017年、2013年夏季平均氣溫為1961年以來的第一高和第二高，其中2016年夏季平均氣溫為21.8 ℃，2017年和2013年并列為第二高，平均氣溫為21.7 ℃。因此在該類年份里，由于持續(xù)的高溫會導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)處理效果下降。

2)檔案館與科研大樓空調(diào)水系統(tǒng)水力設(shè)計基準(zhǔn)值不一致。經(jīng)核算，檔案館空調(diào)系統(tǒng)共需水量約為40 m3/h，所選供水主管徑為DN80，比摩阻760 Pa，流速為2.18 m/s；科研大樓空調(diào)系統(tǒng)共需水量約為600 m3/h，所選供水主管徑為DN350。比摩阻僅81 Pa，流速為1.66 m/s。同時兩者空調(diào)水系統(tǒng)中各分系統(tǒng)主管道及末端設(shè)備供水支管所選定標(biāo)準(zhǔn)也存有一定的差異，而主、支管道這種差異必然導(dǎo)致各系統(tǒng)環(huán)路之間冷熱量分配出現(xiàn)差異。

3)末端空氣處理設(shè)備出力下降，且送風(fēng)溫度偏高和送風(fēng)量偏小。該檔案館與科研大樓、博士后樓所配置的設(shè)備容量有一定的差距。以實際運(yùn)行效果較好的科研大樓5樓A座為例，空調(diào)面積共計約350 m2，裝修后吊頂下層高2.6 m，選定空氣處理末端為10 000 m3/h風(fēng)量，換氣次數(shù)達(dá)10次/h，相比較檔案館辦公區(qū)僅為5次/h，庫房僅為3次/h，故兩者實際運(yùn)行后出現(xiàn)很大的差別，且無法完全滿足檔案庫房的換氣次數(shù)要求。

3 提升改造方案

綜合現(xiàn)有可能性、經(jīng)濟(jì)性及空調(diào)運(yùn)行技術(shù)的可行性，提出以下整改措施來進(jìn)一步完善、改進(jìn)檔案館空調(diào)系統(tǒng)。

3.1 依據(jù)國家一級檔案管理要求重新配置空調(diào)機(jī)組

按照檔案館圍護(hù)結(jié)構(gòu)及內(nèi)部負(fù)荷組成，重新核算了冬夏季空調(diào)冷熱負(fù)荷，其結(jié)果為夏季設(shè)計冷負(fù)荷為166 kW，冬季設(shè)計熱負(fù)荷為190 kW，基本與原設(shè)計一致。

根據(jù)最新的JGJ 25—2010檔案館建筑設(shè)計規(guī)范和檔案館各功能房間的控制要求，辦公用房和庫房送風(fēng)溫差分別按8 ℃和6 ℃計算送風(fēng)量，夏季室內(nèi)溫度分別為26 ℃和23 ℃。

按此標(biāo)準(zhǔn)，核算后各層空氣處理機(jī)參數(shù)調(diào)整見表3。

表3 核算后各層空氣處理機(jī)參數(shù)調(diào)整

3.2 根據(jù)現(xiàn)有風(fēng)管風(fēng)口和換氣次數(shù)復(fù)核新配置機(jī)組

在保證效果和盡可能不改造室內(nèi)風(fēng)管的前提下，風(fēng)機(jī)風(fēng)量不僅應(yīng)滿足空氣處理的要求，還應(yīng)滿足各區(qū)域現(xiàn)有風(fēng)管、風(fēng)口的送風(fēng)要求。

各區(qū)域風(fēng)管和風(fēng)口復(fù)核情況見表4。

表4 各區(qū)域風(fēng)管和風(fēng)口復(fù)核情況

同時為確保各層功能房間的空調(diào)效果，進(jìn)一步復(fù)核各區(qū)域的換氣次數(shù)，確保通風(fēng)換氣效率。

各區(qū)域換氣次數(shù)復(fù)核情況見表5。

表5 各區(qū)域換氣次數(shù)復(fù)核情況

3.3 根據(jù)新配置機(jī)組調(diào)整機(jī)房內(nèi)空調(diào)水系統(tǒng)

對各層空調(diào)機(jī)組調(diào)整后相對應(yīng)需要同步增大機(jī)組所連接的空調(diào)水管道，包括立管和各機(jī)組支管。調(diào)整情況如下：總立管主管：DN150；地下1層機(jī)組：DN100；3層，4層機(jī)組：DN70；同時需要更換對應(yīng)的閥門和管件。

4 建議和注意事項

根據(jù)現(xiàn)有的條件及技術(shù)可能性，提出了多種改造措施，但還有一些其他方面的建議和注意事項在實施中予以考慮：

1)由于電氣配置與設(shè)計有較大差別，在改造實施前應(yīng)復(fù)核空調(diào)動力的總進(jìn)線和各層的供電線路能否滿足要求。

2)各層空調(diào)機(jī)組在采購前均應(yīng)確定能夠滿足現(xiàn)場的安裝尺寸(包括長、寬、高)要求。

3)改造中應(yīng)對所有空調(diào)風(fēng)管進(jìn)行清洗，從而進(jìn)一步確保室內(nèi)空調(diào)效果。