南京绿博园温室暖通设计-南京绿博园主展馆及温室暖通设计

南京绿博园主展馆及温室暖通设计魏霖(江苏省城市规划设计研究院，江苏南京210024)摘要：介绍了绿博园主展馆及温室的空调方式、设备材料选型、消防、通风、自控设计等内容，对设计中的难点及存在的问题做了分析。1工程概况为迎接首届中国国际绿化博览会的召开，在南京河西新城滨江公园内建造了两栋形状独特的建筑物。其一为多种形式的展览及会议而准备的主展馆，其二为人们展示各类花草树木的温室。主展馆钢结构全玻璃幕墙折形轻质屋面，建筑面积约为148㎡，主体2层，局部4层，建筑总高度为28m。温室钢结构全玻璃幕墙折形轻质屋面，展示热带植物的永久温室部分为玻璃屋面，建筑面积约为5000㎡。单层，建筑高度为15m。主展馆及温室均设置集中空调系统、通风系统。永久温室设置遮阳和降温设施。2设计参数2．1室外计算参数(南京地区)2．2室内空调设计参数3空调冷热源方案的比较选择绿博园位于滨江大道以西，园区内没有城市煤气、天燃气管线接人，从环保方面考虑，不允许建燃煤燃油锅炉房，不能采用冷水机组加锅炉的方案。因此，热泵设备作为空调系统冷热源的唯一选择。在设计过程中对风冷热泵及土壤源热泵进行了比较。该工程应体现节能环保的主题。在设计中推荐采用埋管式土壤源热泵作为空调冷热源。这种空调方式不会向周围空气排放废热、不会产生环境噪音、更不会危害园林中的花草树木，没有诸如冷却塔、空调室外机等设备，更能体现现代空调与自然景色的协调一致。园区内绿化用地很多，可在建筑附近的绿地中打深80m左右的深井将换热器布置在井中，在地面下1．5m左右设置水平连接管集中接至主展馆及温室内的空调机房。根据该工程的建筑规模，需打400口左右的深井。但在方案审批时，业主认为土壤源热泵技术较新用户少，对该系统的可靠性不了解，工程施工安装较复杂，工期较长，且该工程紧靠长江防洪大堤。打400口约80m深的井对大堤可能有危害，否定了该方案。最终采用了螺杆式风冷热泵冷热水机组作为空调冷热源。4空调系统设计4．1空调冷(热)源及水系统主展馆夏季空调设计总冷负荷2700kW，冬季空调设计总热负荷1900kW，设计选用4台制冷量为680kW的热泵型风冷冷热水机组；温室夏季空调设计总冷负荷950kW，冬季空调设计总热负荷750kW，设计选用2台制冷量为490kW的热泵型风冷冷热水机组。空调水系统设计为闭式机械循环系统，采用两管制变流量系统。夏季冷媒水供回水温度为7-12℃，热媒水供回水温度为45-40℃。主机布置在室外绿地中。空调水系统采用低位膨胀水罐补水定压。水系统均设计为异程系统，为达到系统中水量的合理分配，在空气处理机组的回水管上安装温控型动态平衡电动调节阀。由于空调主机布置在室外，为确保空调供回水管的布置不影响周围景观需进行地下铺设。河西地区地下水位较高，采用地沟铺设防水难以处理，再者建筑周围的水电管线较多敷设管线的标高及位置有一定的限制，经过技术经济比较，空调供回水总管采用直埋式保温管，该管道具有防水、保温、节省安装位置，施工方便快速等优点。4．2空调风系统主展馆层数较少仅两层，局部4层，楼层上下主要以坡道作为交通，部分区域有中庭上下连通，屋面为折形，最高处层高达l0m多。单层面积较大，人员分布变化较大。温室为单层建筑，层高也较大。根据这些特点，按区域划分空调系统，选择全空气低速风道系统，系统送风采用喷口(部分采用散流器)送风。在空调机房附近集中回风。空气处理由布置在空调机房内的全热交换器及空调箱集中处理，空气处理流程为新风吸收排风余热后与回风混合通过表面换热器冷却或加热再经送风机送人空调区域，如图1所示。图1空气处理流程图主展馆一层分为7个空调系统，二层分为6个空调系统，三、四层各为一个空调系统，温室分为5个空调系统。考虑到机房大小，风管尺寸的约束，每个系统的服务区域一般不大于500㎡。空调风管布置应与建筑结构协调，设计中风管不规则，采用硬质管材施工难度大，重量较重。因此空调风管采用重量轻、节能降噪、保温隔热、方便施工的新型铝箔离心玻璃棉复合板材制作。5通风及防火排烟设计主展馆及温室所有全空气系统均配置新风换气机，送入一定量的新风，同时排出室内污浊空气，保证空调场所最低换气次数不小于1．5／h。过渡季节调小回风阀，增大新风量，做到空调系统全年运行既节能又保持室内空气清新。公共卫生间设置机械排风系统，换气次数为10-15／h。绿化展览馆作为功能特殊的公共建筑，楼层之间以坡道为交通，局部区域空间较高，消防问题非常棘手，现行防火规范没有针对此类建筑提出相应要求。方案审批时，消防部门专门召开了专家论证会，专家建议参照展览建筑设计，设置自然排烟措施。结合现行规范及消防专家意见，按防火分区考虑自然排烟开窗面积。但建筑为全玻璃幕墙无活动外窗，因此设计中选用了电动百叶排烟窗，排烟窗布置在外墙的高位，开窗按钮按防火分区集中设置。主展馆分为5个防火分区，温室1个防火分区。6温室的供冷供暖系统温室功能上分为展示性温室和永久性温室，展示性温室要考虑植物生长条件和观众的舒适要求，以观众的舒适要求为主；永久性温室内养植的热带植物和稀有物种，以植物生长条件为主。根据园林工艺的要求，温室内各气候区要保持一定的温湿度。永久性温室按中低温室标准，冬(夏)季供暖(冷)采用风机盘管系统，大型风机盘管落地明装。水系统采用同程系统，每台风机盘管回水管上设置温控阀。展示性温室采用低速风道全空气系统。7永久温室的微雾、遮阳及通风设施永久性温室应主要保证植物的生长环境，必须采取降温、保温、通风、加湿等措施。微雾系统可以用来降温、加湿并减轻植物的压力。微雾降温的效果是其它任何手段无法相比的，是温室的重要设施。其原理为：水经过5m和lm两级过滤器的过滤，滤除掉其中的杂质和悬浮颗粒。进入三柱塞泵打出，一般工作压力为50-70kg／N。高压水经过管道输送到装有针式喷头的雾管，喷头中有小滤蕊，水从喷头的小孔中喷出，在针的撞击下形成微米级的雾滴。雾滴在空气中进行布朗运动，不断蒸发，达到降温、加湿，还能起到造景的作用。设计中采用了3套微雾系统。内遮阳保温系统可从多方面改善温室的生态环境。夏季遮阳幕能反射部分阳光，并使阳光漫射进入温室，均匀照射植物，保护作物免遭强光灼伤，同时使温室温度下降2-5~C；通过选用不同的幕布，可形成不同的遮阳率，满足不同作物对阳光的需求，减少能源消耗，降低温室运行成本。设计中结合钢结构的制作分区设置顶遮阳和侧遮阳。设计中考虑了机械通风系统，确保温室内不小于2／h的换气次数。8空调自控系统为了保证空调房间的调节精度，减少能耗，提高劳动生产率，确保空调系统安全运行，空调系统设置了如下自控装置。图2变风量空气处理机组(带余热回收)控制原理图⑴空气处理机组及全热交换器的风机采用变频控制，根据室内的温度及C02浓度控制空气处理机组及全热交换器内的风机转速调整循环风量和排风量。空气处理机组回水管上设动态平衡电动调节阀，根据回风温度调节进入表冷器的水流量，达到控制室内温度的要求，温度控制系统以风优先为原则，水系统微调。控制原理如图2所示。⑵热泵机组具有自动检测、报警、保护等控制功能；机组和水泵根据负荷实数控制压差旁通控制，启停连锁等。⑶风机盘管和吊装式空气处理机组设有温控器的电动平衡阀，以调节室内温度。9小结绿博园已于2005年9月开园，空调系统经调试后运行正常，已通过竣工验收。通过该工程的设计有如下体会。⑴在冷热源的选择上，由于设计周期短，甲方对新技术的认识等原因，未能采用节能环保的土壤源热泵，是一大遗憾。在今后的设计中应加强沟通进一步推广节能新产品。⑵空调系统中灵活应用了全热交换器等节能设备，既能增大室内新风，改善室内空气品质，又能节省运行费用。⑶设计采用了直埋保温管，防腐保温性能好，施工方便快捷，节省地下空间，此管道较适合使用在室外地下布置的空调冷热媒水管网中。⑷空调风管采用重量轻、节能降噪、保温隔热、方便施工的新型铝箔离心玻璃棉复合板材制作，但由于该风管手工制作，人为因素较大，质量较难保证。该工程工期紧，风管明装，外观效果较差。在选用该类管材时，尤其是明装应慎重。