浅谈数字化建筑暖通空调系统探讨.docx

浅谈数字化建筑暖通空调系统探讨 赵昌新　刘润宇摘要：本文以某学院图书馆工程为实例，介绍了数字化建筑暖通空调系统的设计根据各区域不同的使用要求，书库、档案库采用热泵式热回收型溶液全空气机组，学术报告厅及图书馆社科文献阅览大厅采用组合式空气处理机组，阅览室、办公室采用水冷机组关键词：数字化；图书馆；全空气；地下库房：TU83 ：A ：1674—3024（2016）05—130—03前言随着科技不断进步，我们的生活也在不断地发生变化数字技术的高速发展，当下我们已经习惯使用、电脑等电子设备不仅如此，数字技术的应用已经扩展到社会的各处，建筑领域当然也不例外，如何设计出实用、合理的“数字化”建筑，是当今设计的一个重要主题，也是一道难题本文结合曾经设计过的某院校数字化图书馆，从以下几点介绍本建筑中空调系统设计：室内设计参数；供暖系统设计；空调系统设计；模块化螺杆式冷水机组在该工程中的应用；大空间区域空调系统设计1工程概况该工程位于北京市，主要功能为图书馆、多功能学术报告厅、综合档案馆总建筑面积18322.98 m2，其中图书馆13394.26m2，档案馆1344.42 m2，多功能学术报告厅3584.3。

建筑层数、高度为地下1层，地下室层高3.9＼4.925.5m；地上6层，其中一层7.5＼8.1m，二层525.6 m，三至四层为4.5＼13.2 m，五层为4.2m：建筑总高31.7m（屋顶结构板顶）2室内设计参数室内设计参数除按照GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》及GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》以外，还根据甲方提出要求取值，甲方提出要求：借阅区的温度不宜低于5℃和高于30℃，相对湿度不宜小于40%和大于65%；储存库温度应保持在12～24℃之间，日较差不应大于2℃，相对湿度应为45%～60%，日较差不应大于10%最终取值如下：3供暖系统设计为满足舒适和美观要求，一层图书馆门厅、展厅及报告厅前厅设置低温地板辐射采暖系统，供回水温度60/50℃每组分集水器均设置恒温控制阀，根据房间温控器调节室内温度其他房间均设置钢管三柱型散热器，每组散热器设置恒温阀因考虑到幕墙情况，外墙被竖向幕墙分割开，设置立管较为不便，故采用水平跨越式系统4空调系统设计4.1空调系统设计（1）地下书库和档案库及地上报告厅、社科文献阅览大厅设全空气系统，将新风与回风经组合式空调机组集中处理后送入房间，房间的温湿度集中控制。

2）其它房间设风机盘管加新风系统，满足舒适性要求4.2模块化螺杆式冷水机组在该工程中的应用根据该建筑如下特点，进行系统选用：报告厅全年使用频率不高，图书馆、阅览大厅寒暑假基本不使用，只有办公及书库需满足全年使用要求即空调系统长期处于部分负荷运行而模块化冷水机组的主要特点是可以根据负荷需要选择模块单元的规格和数量进行组合，使机组的负荷与实际需要得到最佳配合而且，模块化冷水机组还具有部分负荷下的效率优势，可以有效地节省机组全年的运行能耗故该工程采用五台MSCW485（V）模块化螺杆式冷水机组组合，单台制冷量QL=484KW选用四台低噪音型CTA-560UFW冷却塔模块组合与之配套夏季根据使用情况，开启相应数量机组及冷却塔4.3 HVA-SR热泵式热回收型溶液全空气机组在书库及档案库中的应用：书库及档案库设在地下一层，且无窗井，为封闭空间地下建筑地温的变化既受气温的影响，又受埋深的影响地温随着深度的增加而衰减和延迟，到达一定深度后，则为一个常数而且地下建筑均不记太阳辐射热，因此，地下建筑的围护结构冷热负荷均比地面建筑少但是由于地下建筑围护结构表面散湿，又不受太阳照射影响，因此相对地面建筑较为潮湿。

在夏季，地下室内温度比室外空气温度低，室外空气进入地下建筑后，温度下降，相对湿度升高，当壁面温度低于露点时，即出现凝结水致使地下建筑夏季潮湿问题更为突出地下建筑湿源大体包括以下几项：施工水、裂隙水、壁面散湿、空气带入的水分、人员散湿、工艺散湿等本工程建筑专业对地下防水做法及施工提出要求，且地下书库及档案库无工艺散湿，因此本专业主要考虑壁面散湿、空气带入水分及人员散湿经甲方提供使用情况，库房区人员进入较少，人员散湿可以忽略不计书库及档案库对环境要求严格，以防止图书及档案潮湿、霉变北京地区夏季温度高湿度大，冬季干燥，湿度低综上考虑，选用热泵式热回收型全空气机组，满足基本人员使用下，控制新风量，防止带入过多湿气该机组适用条件为：（1）.适用于全空气系统，围护结构密闭性好的建筑；（2）.室内排风可利用，且排风量>70%新风量；（3）.应用环境：-5℃≤室外新风温度<36℃经计算，档案库区选用一台HVA-SR-12-EP-3.6送风量范围7200—12000m3；新风量范围2400-4000m3/h；制冷量104kw：除湿量77kg/h；制热量112kw；加湿量29kg/h书库区选用一台HVA-SR-12-EP-3.0送风量范围6000-10000mVh；新风量范围1 800-3000m3/h；制冷量87kw：除湿量64kg/h；制热量93kw；加湿量24kg/h。

由制冷机房及热交换问提供冷热水，夏季降温除湿，冬季加热加湿另要求电气专业预留移动除湿机插座，防止极端天气机组运行效率过低，达不到环境要求4.4大空间区域空调系统设计学术报告厅及图书馆社科文献阅览大厅跨度为2831m，层高分别为13.1及13.5米，是典型的高大空间1）学术报告厅也用为礼堂，分为舞台和观众厅两部分，辅助用房设在观众厅局部二层部分的一层整体为封闭式建筑，无外窗外门观演建筑的观众厅作为主要的使用部分，设计要求高，空间完整封闭，一般不使用自然通风系统，现多采用下送风方式的空调控制系统观众厅的气流组织形式有：顶棚上送风下回风、上部喷口送风下回风、下送风上回风（置换通风方式）考虑到影剧院类建筑通常具有面积大、顶棚高、人员集中等特点，因节能以及舒适性的要求，置换通风方式在观演建筑观众厅中得到了广泛的应用往往在座椅部位或壁面下部设置进风口，观众厅上部设置出风口国家大剧院采用的就是座椅下送风方式这种送风方式避免了将灯光和屋顶负荷的对流部分带入空调区域，可使送风量大大减少，从而节省了设备运行和投资费用但下送风风口形式复杂、数量多，难以运行管理，目前这种送风方式大多应用在影剧院和体育馆等高大空间建筑。

本工程考虑到（1）土建部分的初投资和施工难度，（2）地下建筑为设备机房、书库及档案库设备管道已错综复杂，若设下送风，增加地下建筑风管，（3）使用运行管理难度；学术报告厅的观众席采用上部喷口送风下回风的方式观演建筑中的舞台也属于高大空间，它是观演建筑中另一重要而必备的场所，是“演”所必不可少的空间舞台因为机械设备等的要求其平面尺寸虽然相对观众厅来讲较小，但空间高度往往比观众厅高很多，是典型的高大空间本工程考虑到（1）舞台机械设备多，顶部不适合走风管；（2）主要保证对象为下部舞台表演人员；（3）标高8m处设有钢结构马道；采用分设两层风机盘管的空调方式，马道下部设一层，马道顶部设一层，均贴墙面在不影响舞台设备的布置的情况下满足使用要求2）社科文献阅览大厅地面标高13.1m，下部为观众厅，上部为屋面，屋面标高26.6m南北方向于17.6m标高处分为局部二层空调采用侧送下回的气流方式，送风管由竖向风道在南北局部二层处，分两层设置，24.4m标高设一层，设喷口南北对吹；16.15m标高设一层，设喷口南北对吹地面结合装饰墙做静压箱，设回风口回风，由竖向风道回到机组机组放置于屋顶空调机房内在设计上，大空间空调送风喷口均选用温控型喷口。

可根据送风工况（冷，热）的不同，通过调节送风偏角，夏季送冷风工况可将送风口旋转角向上调节，冬季送热风工况将送风口旋转角向下调节5结语作为“数字化”建筑，本工程虽为图书馆，但实际内部使用功能较多，综合性较强各功能区域环境要求、空间结构及使用情况各不相同，作为暖通专业在设计上除了要根据各区域使用环境要求进行系统设计外，还需综合考虑实际运行情况，合理划分系统、选用设备，达到运行节能、便于管理的目的 -全文完-。