某图书馆暖通空调设计分析

赵红妮

（甘肃省建筑设计研究院有限公司，甘肃兰州 730000）

0 引言

现阶段，图书馆建设理念已经开始由“以书为本，以藏为主”向“以人为本”转变。在此理念要求下，图书馆在实际设计建设过程中应注意加强营造良好的阅读环境的重视程度，具体工作过程中应注意依托于现代技术以及设备，充分考虑人的生理特征、心理特征、阅读体验等细节方面，努力形成联系读者、知识以及管理员的最优交流环境。由此设计者将优化暖通空调系统设计作为当前重点研究内容。

1 图书馆暖通空调系统设计现状

1.1 书库、报告厅、自习室等空调系统设计

现阶段，书库、图书馆报告厅、自习室等全部采用全空气一次回风的集中式空调系统设计方案，部分地区受当地气候特点影响，书库区域部分夏季供冷空调系统使用率相对较低，这就使得此类设计既浪费了资源，又无法发挥应用的作用。且冷、热源机房集中统一对相关区域进行工艺以及控制，但是考虑到上述区域实际应用特征与阅览区存在较大差异，同时现阶段应用较为广泛的定风量全空气系统在实际应用过程中难以实现对单独区域进行独立控制，这就使得部分不常用区域始终维持供应状态，进而导致资源浪费情况发生。

1.2 空调设备应用设计不科学

目前我国图书馆所应用的全空气系统通常为定风量单风机系统，在实际设计过程中未设置排风系统，这就使得系统运行过程中新风量供应不足的问题较为突出[1]。同时，现阶段空调系统设计过程中并未融入完善的排风系统，这就导致单风机空调系统运行过程中难以实现过渡季节全新风的功能。

2 工程案例概述

案例工程为某地区图书馆暖通空调系统优化工程。本工程涉及的图书馆地上及地下建筑面积分别为27739.9m2以 及7378.9m2。建筑实际高度为34.8m，属一类高层公共建筑。案例工程中暖通系统设计包括地上六层以及地下一层。地下一层设计有车库（战时属甲类核六级人防物资库）、制冷机房、热换站、书库等。地上部分涵盖阅览室、研究室、报告厅、办公室等区域。

3 图书馆暖通系统优化设计要点

3.1 空调设备选择优化要点

案例工程在实际设计过程中要求系统冷源总量为10457kW，由此可以计算出建筑面积单位冷负荷值为154W/m2。其中依据不同类型系统所需冷量进行单独计算可知，集中冷源以及恒温恒湿空调系统所需冷量设置分别为5150kW 以及2621kW，而多联机系统所需冷量为2686kW。在此基础上，依照区域气候情况以及工程投资量决定采用三台离心式冷水机组，单台机组理论制冷量为1758kW。施工单位将设备安置于地下室内，并对机组冷水供水温度以及回水温度进行设定，前者为7℃，后者作为12℃。本系统采用闭式循环系统设计，通过集分水器供应各区域所需冷量。本次系统设计过程中，共设置四台冷循环水泵，其中三台用于实际运行，一台用于替换故障设备，空调水系统采用高位膨胀水箱方式进行定压和膨胀。冷水机组的冷却水循环使用，每台机组配备一台超低噪声冷却塔和一台冷却水循环泵，并与冷水机组一一对应[2]，进入冷水机组的冷却水温度为32℃。出机组温度为37℃。冷却塔置于大楼屋面。并考虑水处理和软水设备，以保证水质达到使用要求，增加设备使用寿命。

3.2 风机盘管系统

针对办公室、休息厅等区域进行设计过程中，在充分考量区域功能性、使用特征等因素前提下做出风机盘管空调机系统设计。小型通风机、电动机、盘管设备是构成风机盘管空调系统的逐渐部件，其实际运行过程中，冷冻水以及热水在经由盘管流动过程中可以与管外空气进行作用，进而达成冷却初始或加热条件功能。在实际进行设计过程中将温控器设置在相应区域内，进而为使用者依据自身需求对温度进行调节。同时，在人员离开区域后，可以自行关闭房间内的空调系统，这就使得该系统满足节能性要求。由于该系统可以根据使用者的需求对温度进行灵活调整，因此，该系统也得到广泛应用。

依据本工程实际应用要求，在进行设计及施工过程中确保风机盘管系统满足以下要求：

第一，结构满足先进性要求，具备较高的性能以及低能耗特征，符合安全环保要求，同时可以为后续安装流程提供便利条件。

第二，本工程设计需满足使用电源220V±5%的要求，电压允许波动值应控制在5%以下，且接地电阻控制在0.5Ω。

第三，本系统设计中冷冻水供回水温应控制在7/12℃，而设备水侧承压应控制在1.2MPa以上。

第四，工程风机盘管应注意对静压进行控制，具体标准应为50pa。盘管制造过程中，其铜管以及翅片原料应使用磷脱氧铜以及镀膜铝箔，通过机械胀管原理即可实现永久可靠结合。在对风机盘管进行质量检测时应确保其承压性能可以满足1.2MPa 要求，在试验过程中应注意利用实际承压标准的1.2 倍进行。

3.3 恒温恒湿空调系统设计

在实际进行设计及施工过程中需要确保机房内温度以及湿度始终处于恒定状态，进而满足机房设备运行以及散热要求，避免机房设备死机[3]。在针对机房部分空调系统进行设计过程中决定采用恒温恒湿空调系统。在设计过程中，依据相关规范要求进行，满足室内外环境温度在-20℃～45℃区间条件下满足正常制冷、加热要求。具体设计过程中，充分满足以下条件要求：

第一，机组工作环境确保室内温度在0℃～45℃范围内，室外温度在-20℃～45℃条件下正常运行。同时将区域内湿度始终控制在95%RH以下。

第二，在湿度、温度控制性能方面。在区域内安置两台空调，单台设备总冷量控制在29.2kW 以上，显冷量以及电加热分别控制在25.9kW 以及6kW 标准。设备风量控制在7800m/h，加湿量控制在4.5g/h标准。设备用电量以及静压应满足17kW以及150Pa标准，设备运行方式采取风管上送风、前回风方式。

设计及施工过程中，依据机房区域应用特征，为空调系统设定自动调节室内空气湿度功能，并设计出除湿、漏水警报功能。除此以外，为确保机房区域安全性，技术人员对温度、湿度波动超限警报信号进行设定，确保机房温度始终控制在17℃～32℃区间范围内，温度控制精度达到±1℃标准，机房内温度变化幅度应控制在每小时5℃以下。在相对湿度控制方面，技术人员设定在40%～70%区间范围内时，控制精度应控制在±5%RH。

第三，为了保障机组运行的可靠性，本项目专用空调采用单制冷循环系统。需保证空调系统在365天24 小时的全时运行，连续运行的无故障时间MTBF≥10 万小时，因此要求机房专用空调具备高能效比，且考虑节能要求。同时要求其高显热比≥0.9。

4 总结

综上所述，空调系统在实际应用过程中可以有效确保图书馆内温度、湿度等维持在合理范围内，进而实现提升读者阅读体验的目的，因此，相关部门在实际工作过程中应注意加强对相关问题的研究力度，优化设计以提升图书馆品质。