某圖書(shū)館供暖系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行設(shè)計(jì)

趙紅妮

（甘肅省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 前言

對(duì)于圖書(shū)館而言，所采用的供暖系統(tǒng)屬于集中供暖形式，集中供暖其所產(chǎn)生的熱效率較高，因此節(jié)能設(shè)計(jì)是其系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。在經(jīng)驗(yàn)上分析，在供暖系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，其需要消耗大量的能量，設(shè)計(jì)期間需要設(shè)計(jì)人員更加注重節(jié)能措施的使用，但是在節(jié)能具體設(shè)計(jì)中卻容易受到各種因素的干擾，導(dǎo)致供暖效果難以提升。

1 工程背景

本工程為蘭州地區(qū)某圖書(shū)館供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其總建筑面積為35118.8m2，其中地上建筑面積為27739.9m2，地下建筑面積為7378.9m2，建筑總高度為34.8m。該圖書(shū)館屬于一類(lèi)的高層公共建筑形式，地上建設(shè)六層，分別設(shè)計(jì)開(kāi)架閱覽室、閱覽室、文獻(xiàn)資料室、研究室、圖書(shū)館、辦公及其它附屬用房、劇場(chǎng)及其附屬、排練用房及報(bào)告廳等；地下共設(shè)計(jì)一層，包含換熱站、制冷機(jī)房、密集書(shū)庫(kù)及常規(guī)地下汽車(chē)庫(kù)等設(shè)計(jì)內(nèi)容。

2 空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與布置

2.1 空調(diào)系統(tǒng)的選擇

該工程中，在夏季空調(diào)冷源是由地下一層中的制冷機(jī)房、換熱站中的螺桿式冷水機(jī)所供應(yīng)，共設(shè)置兩臺(tái)，其中單臺(tái)的供冷量能夠達(dá)到1487kW，供水與回水溫度為7/12℃[1]。而冬季該建筑空調(diào)一次熱源為市政集中供熱—管網(wǎng)所提供的熱量，供回水的溫度為130/70℃，一次熱媒經(jīng)過(guò)室外的供熱管網(wǎng)連接到該樓下一層的制冷機(jī)房和換熱站中的全自動(dòng)空調(diào)板換機(jī)組，在該機(jī)組隔熱和換熱之后，其可為該建筑冬季空調(diào)系統(tǒng)用熱提供60-45℃的熱水。

在系統(tǒng)站內(nèi)設(shè)置一套空調(diào)板式的換熱機(jī)組，每一套含有兩組板式換熱器。換熱機(jī)組的總熱量可達(dá)到3200kW。冷水的循環(huán)水泵共設(shè)計(jì)三臺(tái)，兩臺(tái)用于循環(huán)冷水使用，剩余一臺(tái)留作備用；冷卻水泵三臺(tái)，補(bǔ)水泵兩臺(tái)，一臺(tái)為主要使用的設(shè)備，一臺(tái)為備用設(shè)備，空調(diào)的冷卻塔設(shè)計(jì)兩座，建設(shè)于該建筑東部區(qū)域的二層輔助用房屋內(nèi)部，冷卻水本身的進(jìn)水溫度為30℃，出水溫度為35℃。站內(nèi)還設(shè)置一臺(tái)全自動(dòng)化軟化水器，空調(diào)利用軟化補(bǔ)水箱一座，多相的全程水處理器可達(dá)到兩臺(tái)，空調(diào)系統(tǒng)定壓可由站內(nèi)補(bǔ)水泵進(jìn)行變頻定壓。整個(gè)空調(diào)的冷負(fù)荷為2940kW，熱負(fù)荷為2635kW，冷熱負(fù)荷的空調(diào)面積指標(biāo)分別為106W/m2和95W/m2。

2.2 風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）在本圖書(shū)館的一層到五層之間的一些大空間公共用房均采取一次回風(fēng)的全空氣集中空調(diào)系統(tǒng)。機(jī)組采取落地安裝的形式，所安裝的空調(diào)機(jī)組本身包含新風(fēng)的初效與中效過(guò)濾段，送風(fēng)機(jī)和回風(fēng)機(jī)段、回風(fēng)初效的過(guò)濾段以及表冷加熱與加濕段幾部分。

（2）每個(gè)樓層的輔助用房，如辦公室等區(qū)域，都是以風(fēng)機(jī)盤(pán)管+新風(fēng)系統(tǒng)的溫度控制系統(tǒng)[2]。其中新風(fēng)機(jī)組選擇的是吊頂式空氣處理機(jī)組的形式，在每個(gè)空調(diào)機(jī)房中都需要加裝該處理機(jī)組。在空調(diào)房間設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)盤(pán)管和新風(fēng)口。同時(shí)還需要在風(fēng)機(jī)的出入口風(fēng)管的位置設(shè)置阻抗復(fù)合消聲器，新風(fēng)入口的位置可設(shè)置電動(dòng)風(fēng)閥連鎖新風(fēng)機(jī)。

2.3 水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）本空調(diào)利用一級(jí)泵變流量系統(tǒng)作為水系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，并利用循環(huán)水泵進(jìn)行變頻控制。如果負(fù)荷側(cè)冷水量小于單臺(tái)機(jī)組設(shè)定的最小允許流量，那么需打開(kāi)旁通閥，由此二者之和可以作為冷水機(jī)組的最小流量?；居蓹C(jī)組回水管上的流量計(jì)來(lái)計(jì)算流量。

（2）該樓體空調(diào)水系統(tǒng)均采取的是兩管制的空調(diào)水系統(tǒng)。各個(gè)支路的水系統(tǒng)結(jié)合靜態(tài)平衡閥的設(shè)置，可以將各個(gè)并聯(lián)的管路壓差進(jìn)行平衡。本次主立管則采取的是雙管下供下回異程式系統(tǒng)，每一層的水平直管都采取的是異程式，且還需在上部設(shè)置動(dòng)態(tài)壓差平衡閥來(lái)進(jìn)行各個(gè)層次水量的平衡作業(yè)。

（3）本次空調(diào)的冷水系統(tǒng)采取軟化水進(jìn)行補(bǔ)水作業(yè)，并且采取多相全程水處理器的形式，其具備緩蝕、防垢、除銹等功能。也可采取變頻補(bǔ)水泵為空調(diào)水系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水作業(yè)[3]。

（4）在冷卻水系統(tǒng)中，其可設(shè)置兩臺(tái)方形的環(huán)保節(jié)能型橫流室冷卻塔，將其在建筑東部的二層輔助房屋面進(jìn)行設(shè)置與安裝。選擇型號(hào)為KSD-N-400（200-C2）。冷卻水的供回水溫度為35/30℃，單臺(tái)機(jī)組的冷卻水流量為312m3/h。也是采取變頻控制冷卻塔的風(fēng)機(jī)。

3 供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 供暖范圍與熱源

本次供暖范圍包含：一層的門(mén)廳綜合服務(wù)區(qū)域以低溫地板輻射供暖系統(tǒng)為主要供暖設(shè)計(jì)，以此來(lái)消除冬季所產(chǎn)生的熱壓作用，避免室內(nèi)溫度呈現(xiàn)豎向的梯度上升問(wèn)題。同時(shí)該供暖系統(tǒng)的熱源采取的是空調(diào)熱水，熱媒溫度為60/45℃的低溫?zé)崴晒艿赖膴A層空調(diào)供回水干管進(jìn)行單獨(dú)接出，夏季將其關(guān)閉。

3.2 系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)與材料

（1）熱負(fù)荷：本次一層的供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷為145kW，采暖的熱指標(biāo)為65W/m2。

（2）管材。本次供暖系統(tǒng)所采取的是耐熱型的聚乙烯管（PE-RT），使用等級(jí)為4 級(jí)，壽命為50 年。工作期間的壓力為0.6MPa，管材系列為S5，規(guī)格為DN1.6*2.0。采取熱鍍鋅鋼管安裝在分配器之前，并使用絲扣進(jìn)行連接。

（3）閥門(mén)。每個(gè)環(huán)路的分支位置回水干管都要設(shè)置T40H-16 型號(hào)的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，其余均采取截止閥和閘閥。當(dāng)DN≤40 時(shí)，選擇J11T-16 型截止閥，當(dāng)DN≥50 時(shí)采取J41T-16 型截止閥，閘閥則選擇Z15T-16型，并選擇遠(yuǎn)程調(diào)控式T42-V41D型的熱點(diǎn)驅(qū)動(dòng)閥室的分配器，以此來(lái)調(diào)控室內(nèi)溫度。

（4）保溫與防腐。當(dāng)所焊接的鋼管和管件被除銹之后，應(yīng)當(dāng)刷兩遍的紅丹防銹漆，在地下室或者是管井等地方敷設(shè)的不采暖空間中的管道需要做好保溫處理，一般采取巖棉管殼進(jìn)行保溫，而DN≤40的管道所采取的保溫厚度為40mm，DN＞40 的管道所采取的保溫厚度為50mm。在外部還需要纏兩道玻璃絲布。

3.3 施工作業(yè)

（1）在對(duì)填充層進(jìn)行施工之前需要保障水壓試驗(yàn)處于合格的狀態(tài)，一般的試驗(yàn)壓力為0.8MPa，在一個(gè)小時(shí)內(nèi)的壓力降低不能超出0.05MPa。在施工和養(yǎng)護(hù)的初期，加熱盤(pán)管內(nèi)部應(yīng)當(dāng)充水，其內(nèi)部壓力需要保持在0.6MPa 以上，等到混凝土凝固之后方可排水、泄壓。

（2）所選擇的PE-RT 加熱盤(pán)管需要采取U 型卡或者是在聚苯板上進(jìn)行固定，將卡間距進(jìn)行固定：一般直管段為500-600mm，彎管段一般為200-300mm。

（3）在填充的豆石混凝土內(nèi)加入5%膨脹劑以防止混凝土受熱后龜裂，同時(shí)在房間面積超過(guò)30m2或長(zhǎng)邊超過(guò)6m 時(shí)，設(shè)置8mm 的膨脹縫，縫內(nèi)填充彈性材料，PE-RT 管穿越膨脹縫時(shí)加設(shè)長(zhǎng)度300mm 的柔性套管。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文基于對(duì)蘭州市某圖書(shū)館的供暖系統(tǒng)詳細(xì)分析，探討其在空調(diào)系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)中的實(shí)際參數(shù)和各項(xiàng)措施的實(shí)施內(nèi)容，最后提出兩點(diǎn)較為簡(jiǎn)單的節(jié)能措施，希望本文能夠?yàn)橄嚓P(guān)圖書(shū)館供暖系統(tǒng)的環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)提供一些思路，在減少能量消耗的情況保障供暖的效果。