宁城地质博物馆空调和防排烟设计

第24卷第2期 刘 涛，等：宁城地质博物馆空调和防排烟设计 ·41· 文章编号：1671-6612（2010）02-041-04 宁城地质博物馆空调和防排烟设计 刘 涛 苏 华 (西华大学能源与环境学院 成都 610039)

【摘 要】 简要介绍建筑概况，从设计参数、空调冷热源、空调方式、水系统及防排烟等几个方面介绍博物馆空调系统设计。冷源采用水冷螺杆式冷水机组，热源利用市政热网采用板式换热器提供热水制热。办公室和值班室等小型房间采用风机盘管加新风系统，展厅、报告厅等大型空间采用全空气空调系统，并采用了热回收系统。空调冷水系统为一次泵两管制变流量系统。设计中采用了空调设备机房和冷却塔集中布置方式，以充分适应博物馆建筑的功能特点。 【关键词】 博物馆；空调；防排烟；热回收系统 中图分类号 TU831 文献标识码 B

Air conditioning and smoke extraction system design for Ningcheng Geological Museum Liu Tao Su Hua （School of energy and environment, Xihua University, Chengdu, 610039, China） 【Abstract】 Based on the general profile of the project, describes the air-conditioning design of a museum, including the design parameters, cold and heat source, air supply modes, water system, smoke extraction and so on. Selects the water-cooled screw chilled water units as cold source and plate heat exchanger supplying hot water from Municipal heat network as heat source. In the smaller rooms such as offices and duty rooms is adopted the fan-coil unit plus fresh air system and the larger spaces such as exhibition hall and reporting hall is adopted the dual-fan all-air system. Adopts the heat recovery system. Selects the variable-primary-flow two-pipe chilled water system. Adopts centralized arrangement of air -conditioning machine rooms and cooling tower measures to match the functional characters of the museum. 【Keywords】 museum；air conditioning；smoke extraction；heat recovery system

作者简介：刘涛（1985-），男，在读硕士研究生。 收稿日期：2009-09-23

0 引言 宁城国家地质博物馆位于内蒙古自治区赤峰市宁城县燕京街南侧，博物馆左右两侧为配套建筑。占地面积14313m2，总建筑面积10618.11m2，

其中博物馆建筑面积9837.81m2，游人中心和其它

辅助用房建筑面积780.3m2。建筑高度21.3m，地上

4层，馆内设有展示厅、文物库房、文物修复室、暂存库、学术报告厅、阅览室、计算机中心贵宾厅、办公室及接待室等。1~4层中部为共享中庭。博物馆特殊温湿度要求，由甲方自己解决。

图1 建筑总平图

第24卷第2期 2010年4月 制冷与空调 Refrigeration and Air Conditioning Vol.24 No.2 Apr. 2010.41～44 ·42· 制冷与空调 2010年

1 设计参数 1.1 空调室外设计参数 空调计算干球温度：夏季32.6℃，冬季-20℃； 空调计算湿球温度：夏季22.3℃； 空调计算相对湿度：夏季65%，冬季44%；

空调日平均温度： 夏季27.2℃； 室外风速：夏季2.1m/s，冬季2.9m/s。 1.2 室内设计参数 该工程空调为舒适性空调。舒适性空调室内设计参数见表1，室内新风及噪声标准见表2。

表1 舒适性空调室内设计参数 室 内 温 湿 度 参 数 房间名称 夏季温度 夏季相对湿度 冬季温度 冬季相对湿度

展区 25 55 18 50 办公室、值班室 25 55 20 50 库房、暂存库 25 55 18 50 学术报告厅 25 55 18 50 计算机中心 25 55 18 50 内部阅览室 25 55 18 50 综合室、实验室、修复室 25 55 18 50 楼梯间、过厅、卫生间 16 50 内走廊 27 55 16 50

表2 室内新风及噪声标准 展区办公室、值班室 库房、暂存库学术报告厅计算机中心内部阅览室 综合室、实验室、修复室新风标准(m3/（人·h）) 20 30 15 30 30 30 30 噪声标准NR 40 45 45 40 45 40 45

图2 展览区空调平面图 2 空调冷热源 该空调设计冷负荷1366kW，空调设计热负荷1200kW。夏天冷源为水冷螺杆式冷水机组(TWSD-BC2-200.1)2台，每台制冷量707.6kW，冬天热源利用板式换热器(HDZH-2-0.7)提供热水制

热，每台制热量0.7MW。冷水泵及冷却水泵各为二用一备，换热器自带2台循环水泵。制冷机房设在博物馆室外东南角，冷却塔置于制冷机房旁。市政热力管网提供的95℃/70℃一次市政热水经换热器后换成60℃/ 50℃二次空调用热水。 第24卷第2期 刘 涛，等：宁城地质博物馆空调和防排烟设计 ·43· 3 空调系统设计 3.1 空调风系统 3.1.1 空调系统 除较小办公室和值班室空调采用风机盘管加新风系统，展厅、报告厅及大面积办公室采用吊顶全空气系统。房间采用散流器送风，单层百叶风口回风。 3.1.2 热回收系统 考虑到过渡季节利用自然风一、二层及三层报告厅设热回收系统。每层设集中新风系统，新风在竖井取风，三、四楼走廊送新风。一、二层及三层报告厅设集中排风，一、二层在新风机房墙下部设双层百叶风口排风，三层在吊顶内设置排风口，三层其它房间及四层由卫生间排风。夏天焓回收率为63%，冬天焓回收率为69%，节能量达到72%。，大大地节省了新风处理的能量，也相应地节约了10～20的空调总负荷，进而可减少空讽主机及配套设备的装机容量。 以博物馆二层为例，计算出的新风量约为7325m3/h，参考产品样本选择，选择额定风量为7500 m3/h，功率为4.9kW的全热交换器，查设备特性曲线得出，热湿交热率η=0.72。以赤峰地区的夏季为例，室外干球温度tw=32.6℃，相对湿度Φw =65%，相应焓值iw =85 kJ/Kg；室内参数确定为，室内温度tn =25℃，相对湿度为55%，相应焓值in =53 kJ/Kg。 根据文献[3]中的计算式（9-103），可求得从排气中回收的全热量： QT=G(iw -in)η （1） 式中：QT—全热量，kJ/h；

G—处理的新风量，Kg/h； iw—室外空气的焓值，kJ/Kg；

in—室内空气的焓值，kJ/Kg；

η—热湿交换效率 经计算得出，全热回收量约为202521KJ/h。 本博物馆采用水冷螺杆式冷水机组，单台制冷量为707.6kW，额定功率为153.5kW，也就是说，可以减少制冷工艺设备的总装机容量为12.2kW。若系统按全年每天8小时运行考虑，仅空调设备，每天就可节约电35624kW·h。使用全热交换器，其全热回收率可达到72%，大大节省了新风处理的能量，也相应地节约了10%~20%的空调总负荷，进而可减少空调主机及配套设备的装机容量。 3.1.3 气流组织形式 中庭采用射流机组和球型喷口上送上回风方式，其余房间采用散流器上送或百叶上送上回风方式。 3.1.4 空调水系统 该工程空调水系统为一次泵两管制变流量系统，冷水温度7℃/12℃，热水温度60℃/ 50℃。风机盘管、空调机组和新风机组冷热水调节阀为闸阀。冷热水总管和立管分支处均设有压差旁通调节阀。水系统竖向和水平方向均为异程布置。

图3 空调水系统图 ·44· 制冷与空调 2010年 4 防排烟设计 中庭在穹顶处设两台排烟风机排烟，不补风。其余每个防烟分区设置排烟风口，通过竖井在屋顶设排烟风机排烟，同时设置机械补风系统，送风量按不少于排烟量的50%补风。排烟阀常闭，任意防烟分区发生火灾时，该排烟阀打开，联锁屋顶排烟机开启，相应送风机启动补风。280℃排烟防火阀常开，280℃时熔断关闭，联锁屋顶排烟机关闭。 博物馆的楼梯间、前室设置加压送风系统。前室采用多叶正压送风口，平时常闭，发生火灾时，一至四层前室正压送风风口全部打开，联锁送风机开启。楼梯间采用自垂式百叶风口。每层楼梯间与前室、前室与走廊之间隔墙上加余压阀。

5 工程特点 （1）集中设置空调机房和冷却塔的布置 宁城国家地质博物馆为一个天圆地方造型美观的建筑物，周围为大面积草坪，这就为冷却塔的设置造成困难。如果在博物馆顶上布置2台高度近5米的冷却塔，必然对建筑物的外观造成不利影响。另由于建筑平、立面的特殊性，空调机房很难找到合适位置。考虑到建筑物东南立面外是景观绿化带，因此在绿化带里设置了一个长条形集中空调机房和冷却塔，距离博物馆直线距离为18m。其不足是水管沿程阻力损失及冷热损失大。 （2）采用全热交换器,充分利用排风余热 博物馆室内展厅空间较为封闭，采用全热空气热回收装置，既实现充分通风换气，又充分利用排风余热，有效降低主机总装机功率，系统可实现节能运行。过渡季节还可以充分利用新风通风换气。设计还注意到走廊和过道利用新风供冷制热。节能量达到72%。

（3）与建筑专业通力协调配合,共同营造艺术建筑 为了保证建筑的内、外环境协调和景观效果，设计过程中与建筑专业通力配合，尽量少在外墙开口，进、排风口都设置于屋顶，既考虑系统设备的功能需要，又不影响建筑室内、外美学效果，共同营造优秀的艺术建筑。

6 结语 该工程在前期方案阶段，由于甲方催得紧，导致空调专业与建筑总体设计配合不够，特别在机房布置时远离主体建筑，削弱了空调的紧凑感。可见，在以后的设计中，空调专业在方案阶段与土建专业的尽早配合很有必要。 该工程空调方案合理可行，设有热回收系统，节能效果好。