某金融街业务库的通风空调设计

李红坤

中元国际（上海）工程设计研究院有限公司

某金融街业务库的通风空调设计

李红坤

中元国际（上海）工程设计研究院有限公司

介绍了某金融街业务库的通风、除湿系统形式及特点，重点分析了业务库的负荷特点、除湿及防盗措施，并进行了一些设计总结。

业务库 空调负荷 除湿 防盗

随着经济的发展，国内很多城市都出现了大量的商业圈、金融街，为了能够很好地提供资金流通服务，大量的商业银行网点也随之出现。存放货币、金银、证券等的业务库也必不可少。根据存放现金的多少，业务库共分为四类，核定库存现金在5000万元（含）以上的为一类库；核定库存现金在1000万元（含）～5000万元的为二类库；核定库存现金在80万元（含）～1000万元的为三类库；核定库存现金在80万元以下的为四类库[1]。

业务库的除湿、防盗等要求都特别严格，并且要严格做好保密事项。对于暖通专业来说，除湿和通风系统防盗措施是首要任务。以下就针对笔者所做的某金融街业务库项目做一些简单的介绍。

1 工程概况

该业务库服务于某金融街所有金融机构，金融街规划总建筑面积达50万m2。该业务库位于金融街内某办公楼的地下二层，办公楼总建筑面积为5438m2，地下一层为运钞车停车库等，地上共三层，包括银行办公人员清点室、保安人员办公等。

该业务库等级为一类库，主要存放人民币和外币现钞、金银、有价证券等。

2 设计参数

1）室外空气主要计算参数

夏季：空调干球温度34.6℃，空调湿球温度27.2℃，通风计算温度32.4℃，大气压力965.7hPa；冬季：空调干球温度2.7℃，相对湿度88%，通风计算温度4.8℃，大气压力983.5hPa。

2）业务库内空气设计参数

夏季：室内干球温度27℃，相对湿度65%；冬季：空调干球温度10℃，相对湿度65%。

内工作人员人数5人，设备用电按5W/m2，照明用电按11W/m2设计。

换气次数n≥3次/h，新风量不小于总风量的10%。

3）该地区土壤温度参数如图1所示，取5～10m夏季土壤平均温度为22.15℃，冬季土壤平均温度为14.18℃。

图1 0～20m土壤温度分布图

3 冷热负荷、湿负荷计算

3.1 冷热负荷计算

本业务库位于-5m～-10m的地下二层，库房面积749.5m2，巡视通廊132.2m2，层高5m。其建筑外墙、顶板及地面的隔热性能好，传热特性与地面建筑不同，具有热稳定性好，温度变化小等特点。其空调负荷主要包括围护结构传热、人体散热、照明散热、设备散热、新风负荷、各种散湿产生的潜热等，下面主要介绍围护结构传热负荷的计算方法，其它负荷部分参照《实用供热空调设计手册》第二版[2]进行计算。一般当地下建筑覆盖厚度大于6～7m时，地表温度年周期变化对地下建筑围护结构传热的影响可以忽略不计，本业务库属于浅埋建筑，其传热过程相对比较复杂，夏季和冬季分别以恒温要求的附建式地下室进行负荷计算，参考GB50038-2005《人民防空地下室设计规范》[3]，公式如下：

式中：Q为恒温浅埋地下建筑壁面传热量，W；Q1为地下室夏（冬）季室内设计温度与地下室夏（冬）季周围土壤平均温度之差引起的壁面传热量，W；Q2为地面建筑与地下室温差引起的顶板传热量，W；Q3为地表面温度年周期性波动通过地下室外墙传递热量，W；tnc为地下室内空气恒定温度（即夏季和冬季室内设计温度），℃；t0为地下室夏季和冬季周围土壤平均温度，℃；N为壁面年平均传热计算参数，W/℃；α为换热系数，一般取5.8～8.7W/(m2·℃)；l为地下建筑物长度，m；b为地下建筑物宽度，m；h为地下建筑物高度，m；Tpb为年平均温度参数，根据土壤的导热系数，建筑物宽度和高度值，查GB50038-2005《人民防空地下室设计规范》[4]表G.0.1-1确定；K为楼板传热系数，W/(m·2℃)；ab为地下室与地面建筑的换热系数，W/(m·2℃)；δ为地下室与地面建筑之间楼板的厚度，m；λb为楼板材料的导热系数，W/(m2·℃)；t′np为地面建筑内空气日平均温度，℃；Θdb为地表面温度年周期性波动引起的侧壁面温度参数，根据土壤的λ和a（壁面导温系数）以及建筑物高度h，查GB50038-2005《人民防空地下室设计规范》[4]表G.0.1-2确定；θ为地表面温度年周期性波动

d波幅，℃，查GB50038-2005《人民防空地下室设计规范》[4]表G.0.1-3确定；±在夏季取“-”，冬季取“+”。

经计算得：夏季冷负荷为9.3kW，冬季热负荷为38.57kW。

3.2 湿负荷计算

地下建筑散湿源主要包括围护结构、工艺设备、化学反应、材料含水蒸发、人体及人为散湿、外部空气带入的水分等。本业务库防潮性能比较好，湿源主要包括围护结构表面散湿、新风、人体散湿三部分，参考《地下建筑暖通空调设计手册》[4]，公式如下：

式中：W为总散湿量，g/h；W1为围护结构内表面的散湿量，g/h；F为地下建筑围护结构内表面积，m2；w为围护结构内表面平均单位面积散湿量，g/(m·2h)，可查相关资料选取，一般可根据实际情况取0.5～1.0g/(m·2h)；W2为新风湿负荷，g/h；G为新风量，kg/h；dw为室外空气含湿量，g/kg；dn为室内空气含湿量，g/kg；W3为人体散湿量，g/h；nτ为工作人数；g为单个人体小时散湿量，g/(h·人)。

经计算得：夏季湿负荷为7.91kg/h，冬季湿负荷为0.51kg/h。

4 设备选型及系统形式

考虑到其他不确定因素及保证业务库换气次数的要求，选用一台风冷型恒温恒湿空调机，风量8500m3/h，制冷量14～35kW，制热量20～45kW，并配备初效、中效过滤器。另在业务库内预留了移动式除湿机电源，以满足过渡季节等特殊状况下的除湿要求。

业务库总送风量为8500m3/h，最小新风量为850m3/h，其中新风比可根据季节变化进行调节。回风及新风经过除湿、过滤后直接送入业务库内，回风口设置在巡视通廊，在内外压力差的作用下，回风通过设置于业务库与回廊之间隔墙上的若干个外低内高的“S”型φ150mm通风孔，由业务库流向巡视通廊，集中回风，业务库送、回风口采用圆形铝合金孔板风口。交接区和隔离区风管采用φ200通风短管连接，并且两边分别设置消声静压箱，以利于连接风管及降低噪声。因地下室建筑面积比较紧张，本项目空调机房设置在首层，机房隔墙、门及进风口均考虑防盗措施。业务库通风空调平面如图2所示。

图2 业务库通风空调平面图

5 安全防盗措施

5.1 保密措施

业务库的安全与否直接关系到人民的财产安全，国内外均发生过业务库被盗案件，所以业务库的建设必须做好安全保密工作，参与建设者均应履行保密义务，控制知密范围，防范窃密活动，消除泄密隐患，确保秘密安全。本项目的设计人员也都签署了保密协议。

图3 送风、回风通风孔剖面图

5.2 通风空调系统的防盗措施

通风空调系统的风管、井道比较大，也是安全性能比较薄弱的地方，必须做好相应的防盗措施。进出业务库的送回风管不能像常规空调系统那样设置，均需通过设置于隔墙上的“S”型弯管连接，具体做法是：业务库与巡视通廊送回风短管预埋于墙体内，采用外低内高的“S”型转弯，弯管直径150mm，弯管最低处离地高度不低于2500mm，出口处设钢筋网保护；隔离区和交接区隔墙内设置直径为200mm的通风短管，内设钢筋网保护，隔墙两侧设置静压箱以利于连接两侧风管；另外，在空调机房新风取风口隐蔽位置设置钢筋网保护。送风、回风通风孔剖面图如图3所示。

5.3 其他安全措施

土建、给排水、电气等其他专业均按照规范的要求设置相应的安全防盗措施，以保证业务库从实体到技术均满足安全要求。守库室紧靠业务库，保证24h对业务库各个角落进行有效监控。项目还应得到当地公安等部门的审核批准。

6 设计心得

1）业务库内贮存有大量纸币。由于纸币的吸湿性较强，受潮后不仅强度降低，还会产生细菌，甚至发霉变质。中华人民共和国金融行业标准JR/T0003-2000《银行金库》[5]中也明确规定：库内相对湿度应保持在70%左右。对于金库及业务库来说，控制室内空气的湿度是设计的首要任务，所以，本工程除了设计有恒温恒湿机以外，应业主要求，另外还预留了除湿机电源，提高了系统的可靠性。

2）正是由于业务库位于地下的独特性，有良好的隔热、隔湿性能，并且随着埋深的增加，土壤温度更加趋于稳定。其夏季的冷负荷比较小，冬季热负荷主要为新风热负荷；湿负荷主要为围护结构的散湿。土壤温度变化较小的业务库，也可参照地上建筑的负荷计算方法进行计算，综合比较，以优化设计。

3）空调机房不宜距离业务库太远，通风系统不要过于繁琐冗长，空调系统的进、排风口应做好防盗措施。进出业务库的管道尺寸尽可能减小，通风孔的高度适当放高，业务库外风管的高度尽可能不超过200mm，增加系统的安全性。

[1]中华人民共和国公安部.银行业务库安全防范的要求(GA858-2010)[S].北京:中国标准出版社,2010

[2]陆耀庆.实用供热空调设计手册(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2008

[3]国家人民防空办公室.人民防空地下室设计规范(GB50038-20 05)[S].北京:中国建筑工业出版社,2005

[4]《地下建筑暖通空调设计手册》编写组.地下建筑暖通空调设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1983

[5]中国人民银行.银行金库(JR/T 0003-2000)[S].北京:中国金融出版社,2000

Ve ntila tion a nd Air-Conditioning Sys te m De s ign for the Com m e rc ia l Va ults of a Fina nc ia l Stre e t

LI Hong-kun
IPPR(Shanghai)International Engineering

This paper introduced the ventilation,dehumidification systems and these systems’features,which used to the commercial vaults of a financial street project,The author analyzed the air-conditioning load characteristics, dehumidification and security measures of the commercial vaults,and made some design conclusions.

commercial vaults,air-conditioning load,dehumidification,theft-proof

1003-0344（2015）01-100-3

2013-10-16

李红坤（1979～），男，本科，工程师；上海市浦东新区东方路2981号2楼（200215）；021-31265577-844；E-mail:hongkunli@sohu.com