（天津市建筑设计院，天津300074）
摘要：本文总结了国家海洋博物馆空调系统设计，其中重点介绍地源热泵的冷热源系统，同时结合建筑功能及房间的舒适度要求，介绍了展厅及其他功能用房的空调系统的设计情况，力求为今后同类建筑的设计积累经验。
关键词：海洋博物馆；地源热泵；空调通风系统
前言
本工程为综合性国家海洋博物馆，总建筑面积80000m2，总高度为34m，包括展厅、库区、办公性用房等。其中展厅部分为两层，办公用房为四层。
1室内设计参数
根据海洋博物馆各部分的功能要求，兼顾室内热舒适和节能运行，确定室内空调设计参数如下：
1.1展厅空调室内设计计算参数
藏品库房环境相对湿度日波动值不大于5%；环境温度日较差不大于2～5℃。
1.3其它功能房间空调室内设计计算参数：
2空调冷热源
2.1本工程经过空调冷热源方案分析与可行性研究后，确定地源热泵系统作为空调冷热
源的方式。
2.1.1根据本区域周边能源情况（周边可提供能源：电力、燃气、自来水、中水），本建
筑可采用的冷、热源形式：
（1）电冷机+燃气热水机组—电冷机夏季供冷，燃气热水机组冬季供热。
（2）燃气直燃机—燃气直燃机“一机两用”，冬季供热，夏季供冷。
（3）垂直埋管地源热泵—地源热泵冬季供热，夏季供冷。
（4）水源热泵—水源热泵冬季供热，夏季供冷。
2.1.2不同供冷、供热形式技术分析
2.1.3冷、热源方案经济性分析
根据建筑的峰值冷、热负荷指标及供冷、供热量，计算各冷、热源方案的单位面积LCC；
3.2.1.4冷、热源方式综述
通过综合各关键因素的分析，获得较客观的结果。海洋博物馆建筑设计本着绿色，节能的原则，因此最终确定冷热源方案为垂直埋管地源热泵系统。
2.2冷热负荷及指标
2.3制冷及换热机房工艺
（1）本工程的制冷机房设于首层，集中设置地源热泵机组，共4台。单台冷量为2450KW及制热量为2600 KW的地源热泵冷温水机组。考虑到冬夏季吸放热量不平衡以及过渡季冬季供冷的需求，另设一台真空热水机组及冷却塔。设计供回冷水温度6℃/13℃, 热水温度38℃/45℃。
（2）地埋管换热器数量计算
根据测试井热响应数据报告，单位钻孔深度平均取热量为38W/m，放热量72W/m。单孔深度120m。
空调系统热负荷约为6715KW；估算地埋管换热器数量为1016组。
空调系统冷负荷约为9132KW；估算地埋管换热器数量为1268组。
地源热泵设计换热井1330口，设计每口井深120m。占地面积约33250m2。
（3）热平衡计算
a.夏季放热量
夏季运行时间四个月，6、7、8、9月份为空调使用时期，共计105天为制冷季。
整个夏季每天工作时间取9小时，制冷量取0.8的修正系数，即夏季所需总制冷量6903792KWH。
整个夏季累计排放热量分析：设空调的EER为4.0, 则整个夏季向地下土壤排热量为8629741KWH。
b.冬季吸热量分析
冬季空调运行时间四个月，12、1、2、3月份为空调使用时期，共计120天为采暖季。
整个冬季每天工作时间取24小时，制热量取0.6的修正系数，即冬季所需总制热量11601792KWH。
整个冬季累计吸收热量分析：设空调的COP为3.0, 则整个冬季向地下土壤吸热量为7773200KWH。
夏季总放热量大于冬季总吸热量。通过冷却塔调节此不平衡。
（4）空调水系统－形式、定压及补水、水质保证、水力平衡策略：
a.采用四管制、一次泵变流量的空调水系统；
b.系统循环水泵与相关设备一一对应选配，泵组形式设置，以提高运行效率。
c.采用真空脱气自动膨胀补水定压装置，实现空调水系统的脱气、定压与补水，装置设在制冷换热机房内。
d.采用全程水处理仪保证系统水质。
e.根据系统水力平衡计算，在主要分支环路回水管设静态平衡阀；空气处理机组、回水管设动态平衡电动调节阀；风机盘管回水管设动态平衡电动两通阀。
f.空调系统于空调机组及新风机组处，设置加湿系统。
3空调系统
3.1入口大厅
入口大厅建筑室内净空较高，人员活动区域主要集中在底部的高度范围内，其设置暖通空调系统的主要目的是为参观访问人员提供相对舒适的室内温度环境，冬季17～19℃，夏季27～29℃。针对入口大厅空调负荷的特点，采用分层空调的形式，仅控制人员活动区域的室内温度，而对入口大厅上空的部位进行机械通风，避免上部空气温度过高。入口大厅顶部设置有为满足平时通风和消防排烟使用的多台双速风机，在过渡季节或入口大厅顶部温度过高时可开启通风机，通过加大室外新风的通风方式，降低顶部空气温度、消除部分负荷。同时入口门厅处的地面还设有地板盘管采暖系统。
3.2藏品库房的空调通风系统
文物库房的空调系统将按照建筑的防火分区和文物类别分区设置，划分为若干空调系统，每个空调系统将能够实现全年对空气进行过滤、加热、冷却、再热、加湿或者除湿、电子净化消毒以满足博物馆“馆藏文物保护管理技术规范”的规定。空调系统为机房专用空调系统，只为库房提供非常少量的新风以保证个别文物管理人员的需要和房间的微正压，而平时的排风则设置在库房区域的走廊。每台机房专用空调机组将接有空调冷水供回水管道。在夏季，为保证库房的湿度精度，还会对已经降温除湿度的库房送风进行再热处理。
3.3展厅空调通风系统
所有展厅采用一次回风或二次回风的全空气系统，为可变新风比，为过渡季节提供在可满足房间温、湿度控制精度下实现最大70%的新风比运行的可能。展厅的排风将采用变频风机，以适应新风量变化的要求。非开馆营业时间运行的空调机组将减少新风至维持室内微正压所需要的新风量，以达到节能和节省运行费用的目的。展厅气流组织主要为侧送下回或上送下回。送风口为球形可调节喷口及旋流风口或散流器，回风口为单层百叶风口。
3.4公共服务区空调通风系统
采用一次回风的全空气系统，为可变新风比，为过渡季节提供在可满足房间温、湿度控制精度下实现最大70%的新风比运行的可能。
3.5影院、报告厅空调通风系统
影院及报告厅均设置独立的可变新风量的全空气空调系统。影院空调采用分散的座位下送风、吊顶集中回风口的室内气流组织形式，以达到舒适、高效、安静、均匀的空调效果。报告厅采用上送下回的室内气流组织形式。
3.6业务办公部分的空调通风系统
办公按照舒适性空调的要求，设计采用新风机组与四管制风机盘管机组结合的空调通风方式，以满足各房间个性化的舒适性调节要求。房间设置带有制冷和供热转换功能的温度控制、风机盘管机组风机三速调节的控制器。在办公室和公共卫生间设置机械排风系统。
4机械通风系统
4.1采用全空气空调系统的区域
该部分设变频消音通风机，其作用是：（1）平时间歇运行或低速运行以排除室内污热空气。（2）过渡季高速运行以实现空调系统的加大新风量或全新风运行。（3）平时低速运行排风时，排风量约占空调系统新风量的70%。
4.2采用风机盘管加新风系统的区域
该部分的排风经设于各房间内的排风管道及管道轴流风机排至机房内的配热回收装置的新风机组，经冷热量回收后排至室外。
4.3厨房
厨房机械排风量取45次/h，补风量按排风量的80%设计。排风经灶头排油烟罩、排油烟风管进入油烟净化机组，经除油处理后由水平风管及排风竖井排至室外。补风经新风机组由水平风管及双层百叶风口送风，新风机组的冷热源由地源热泵机房提供。事故排风量等于厨房体积12次/h换气，排风机为防爆型，事故排风由厨房新风机组补风。
4.4锅炉房
锅炉房设置平时通风和事故排风系统，平时通风系统满足锅炉房通风换气和燃烧补风，事故通风则指在可燃气体泄漏并报警时的紧急通风。锅炉房及其燃气表间设置有可燃气体泄漏报警装置，并与燃气管道的快速切断阀门连锁。当可燃气体浓度达到爆炸下限的1/4时，在自动关断燃气管道的同时启动事故排风系统。锅炉房的排风机和设置在锅炉房内的送风机将采用防爆型设备。
4.5公共卫生间
所有公共卫生间采用集中式机械排风系统，设计排风换气次数为15次/h，排风经吊顶排风口、排风竖井及屋顶排风机排至室外。补风由门、窗等开口部位无组织进入。
4.6设备用房
设备用设计采用机械排风系统，并设有补风系统。
5消防及防排烟系统
5.1机械排烟系统
（1）长度超过规范要求的内走道，面积超过规范要求的且经常有人停留的或可燃物较多的不具备自然排烟的房间均设有机械排烟设施，其中排风兼排烟共用的风管系统按排烟风管系统要求设置。空调新风作为排烟补风，此补风量为排烟量的50%。
（2）展厅，入口大厅等按6次/h或4次/h设置排烟系统，不设补风系统。
（3）影院按照13次/h设置排烟系统，空调系统为其补风，补风量大于排烟量的50%
5.2机械加压送风防烟系统
本工程所有防烟楼梯间及其前室，消防电梯间前室及合用前室均设置机械加压送风防烟系统，前室送风口层层设置，楼梯间送风口隔层设置，其中防烟楼梯间、前室及合用前室采用有电气控制的并可手动开启的正压送风口。加压风机均采用混流型或斜流管道型，加压送风系统的采风经外墙上的进风口及取风管接至各加压风机。通向避难走道的前室设正压送风系统，保持压力25Pa。
6结语
总之，要做好暖通空调的设计工作，不仅要遵循暖通空调设计的要求，同时还要遵守相关设计规范和标准，全面的把握在每个环节的运用上可以很好的操作。
参考文献：
[1]李庆阳．李奎贤浅谈暖通设计中存在的问题及改善对策[J]．科技创新与应用，2012（23）
[2]雷锦钰．暖通设计中存在问题及改进策略[J]．山西建筑，2013（12）
[3]陈少良．暖通设计中绿色节能技术的应用分析[J]．中国新技术新产品，2015（12）
论文作者:康方,蔡廷国
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年9月下
论文发表时间:2016/9/6
标签：空调论文; 系统论文; 新风论文; 空调系统论文; 机组论文; 风机论文; 排风论文; 《建筑建材装饰》2015年9月下论文;