烟台自然历史博物馆空调系统设计方案

烟台市XX博物馆空调系统设计方案工程概况烟台市XX博物馆位于烟台市，工程总用地面6.6公顷，总建筑面积25887.5m2，其中空调面积约为21000m2。建筑地上面积21818.5m2，共设3层，局部4层;地下1层，面积406.9m2;建筑高度25.1m。博物馆地上部分1层至三层主要功能有主题序厅、美术馆、黄金厅、化石厅、生物厅、观赏石馆、岩矿厅、地球厅等展厅以及学术交流中心、4D影院;四层为办公室和会议室;地下层设有藏品库、采矿场、设备用房、换热站等。室内空气计算参数主要房间的室内计算参数见表1。空调系统冷热源本工程设计空调冷负荷为3045kW，冷指标为145W/m2;设计空调热负荷为2520kW，热指标为120W/m2。冬季热源由室外市政热网供给，在换热站内设两台并列运行的水-水板式换热器，一次水供回水温度为110℃/70℃，经换热器换热后提供60℃/50℃的空调用热水。夏季冷源采用1台离心式变频制冷机组，单台制冷量为2815kW，冷冻水供回水温度7℃/12℃，冷却水供回水温度37℃/32℃。表1室内空气计算参数注：过渡季节、展前展后尽量采用自然通风冷却模式，走廊内温度将取决于室外条件。空调水系统空调水系统采用两管制机械循环，采用一次泵变流量系统，设计两台并联运行的循环水泵，变频控制。换热站内水系统的膨胀定压采用变频调速稳压补水设备，变频补水泵一用一备。根据使用功能的不同，将水系统分为两部分。博物馆一至三层的展厅合用一个水系统，四层办公室为单独水系统，可实现办公室水路系统的单独控制。供回水水平主管道设在地下一层梁下，水平管道共分出五组立管，供各层的新风机组、组合式空调机组和风机盘管等。整个系统为下供下回异程式系统。考虑到展厅各区域的用途和使用时间的不同，在每个分区的分支管网装设闸阀及手动调节阀，能帮助加强楼宇管理及达到更佳的节能效果。空调风系统设备用房展厅、学术报告厅等位于博物馆一至三层，展厅沿建筑四周布置，中间由通廊和中厅连通。由于展厅面积较大，将每个展厅作为独立的空调系统分区考虑，也方便了各展厅的独立控制。为减少空调机房占用地上房间，一层展厅及二层生物厅的设备用房均设于地下。其它二三层的展厅及四层办公室至地下设备房距离的过长，为节约空调送回风管道，减少管道阻力，方便各展厅馆空调系统的独立运行、控制，就近设置空调机房。地沟新风系统本建筑外立面为玻璃幕墙和装饰石材，屋面为斜飘板，为了不破坏建筑屋面及外立面的整体感，本工程的大部分新风均取自于地下风沟，并配合周围景观设计新风风塔。地沟新风是利用外界空气与土壤的温差，使室外新风与地沟进行换热，从而达到节能的目的。冬季时室外新风在土壤层充分吸收土壤热，温度升高;夏季时，新风温度下降。此种新风预处理方式既节约了能源，又实现了外立面的美观。博物馆大堂及展厅博物馆大堂及展厅采用全空气空调系统，一次回风，空调送风机主要采用组合式空气处理机组。风系统设计了新风热回收装置，以达到节能的目的，其流程图如图1所示。图1能量热回收流程图冬、夏季空调运行时新风换气机组开启，新风机、排风机关闭，室外新风与室内排风换热后进入空气处理机组，充分利用排风的能量。过渡季节新风热回收机组可关闭，与之并联的送、排风机运行，新风直接送入室内，增大了室内新风量。展览场布置期间，场地并不需要精确及舒适的环境。为节能上的考虑，在展览举行的前后期间，采用自然通风模式控制。博物馆大堂博物馆大堂是博物馆的主要出入口，采用玻璃斜幕墙造型，斜幕墙屋面高度为8m～14m，空间较高，屋顶的玻璃幕墙造型不设吊顶，因此设计地面送风形式，沿大堂外幕墙边缘配合土建预留风沟，在风沟上镶嵌圆形地面散流器，散流器与地面平齐。散流器规格为Φ200，每个风口的送风量为108m3/h~180m3/h。空调机组处理后的一次风送入风沟后，由地板散流器送出，末端最大平均风速为0.25m/s，满足人员活动区域的空调需求，既解决了大堂上空无法敷设空调风管的难题，又节约了冷量。由于大堂进深较大，幕墙外周的地面风口无法满足内区的空调需求，有结合大堂内侧三个装饰柱设置了内包送风管道，配合柱面装修设计了三个侧送百叶风口。回风口采用长条形单层百叶，暗藏于大堂墙壁浮雕的下方，回风管道设于相邻的走廊吊顶上部。主题序厅主题序厅与博物馆大堂相邻，为球型玻璃幕墙造型，分为上下2层。序厅1层采用地面送风形式，与大堂风格相统一。沿圆形幕墙边缘设置一圈地板散流器，散流器规格为Φ200。序厅2层限于管道敷设问题，也采用地面送风，2层送风管接入地面风沟，沿装饰柱内腔上升到一层吊顶内，并在2层地面沿外幕墙边缘镶嵌球形喷口。喷口规格为Φ200，共设60个。喷口可以在±30o范围内调整角度，满足不同季节送风角度的要求。序厅2层均利用楼梯底部的侧墙做回风口，由封闭的回风间接入回风地沟，送回空调机房。夏季时，为了防止较高风速的冷气流不直接吹向人体，喷口沿玻璃幕墙上送风，既阻挡了室外热量进入室内，又使观众处于风速较低的回流区，舒适度较高。其它展厅及学术报告厅均设吊顶，因此采用上送上回或上送侧回的空调形式，由回风管道或回风管井送回空调机房。展厅的吊顶高度为3.6m~6m，本设计采用顶部圆形旋流风口送风。4D影院4D影院设计座位88个，相比其他区域其造型比较特殊，内部空间高度较高，吊顶高度为8.5m，室内人员比较集中，并且影院较为封闭，其噪声控制要求较严，观众厅是影院空调系统设计的核心，因此对观众区的气流组织有较高的要求。本工程采用全空气座椅送风柱送风系统，其送风示意图如图2所示。图2座椅送风示意图利用架空台阶作为送风风沟，经空气处理机组处理后的一次风送入风沟内，再由座椅送风柱送入室内。这种送风方式具有气流紊流度低、噪声低、温度场和湿度场均匀的特点，送风气流水平、放射状地贴附在地板上，夏季冷风不会直接吹向人体，舒适度较高。空调送风吸收了观众区人体散发的热、湿后进入前部舞台，由回风口进入机房，回风口配合舞台装修设计。新风由地沟引入，排风通过排风竖井排走。本设计空调区域只限于观众区较小范围内，具有显著的节能效果。放映机房内易产生高温气体，本工程设计了卡式四吹风机盘管和机械排风系统。排风量按每台弧光灯700m3/h计算。中庭及其通廊中庭3层贯通，屋面高度为20m，为高大空间。与全室空调相比，分层空调可以减少冷量30%左右，因此本设计采用分层空调方式。在3层走廊吊顶内设置吊顶型空气处理机组，采用条缝型送风口侧送风，直接将冷风送入人员活动区，由通廊角部回风，避免了通风死角。通廊的东西南北四个方向均设置可开启窗户，实现了1、2层的东西、南北通透，在过渡季节可充分利自然通风，在建筑物中部实现了南北、东西、上下的全方位通风;如此布局为周边区域的展厅提供了近似于室外环境的空气外围。充分节能的同时也为中庭和通廊区域提供了新鲜的室外空气。1层通廊采用吊顶式空调机组，双层可调百叶式风口上送风，上回风。回风口采用内配滤网的单层固定斜百叶风口配设消音静压箱。2、3三层通廊及休息区设卡式四吹风机盘管。办公室4层办公室采用卡式四吹风机盘管或侧吹带下回风静压箱的风机盘管系统，设独立的空调新风系统。新风空调处理机组吊装在空调机房内。风机盘管设有三档调速开关，便于使用和管理。防排烟系统正压送风系统地上不具备自然排烟的防烟楼梯间及合用前室分别设正压送风系统，地下室防烟楼梯间的正压送风单独设置正压送风机。在楼梯间设自垂百叶送风口，火灾时由消防控制中心或就地打开正压送风机送风。合用前室设多叶送风口，火灾时由消防控制中心电信号开启或就地手动开启多叶送风口，风口连锁启动正压送风机。正压送风时，楼梯间余压为40Pa，合用前室余压25Pa。排烟系统地下室超过20m的内走道及面积超过50m2的藏品库、变配电、采矿场等房间按要求设机械排烟系统。地上长度超过20m的内走道、无自然排烟条件的展厅均设置机械排烟系统，其板式排烟口与排烟风机连锁。排烟量按60m3/(h·m2)计算。中庭排烟在三层吊顶设板式排烟口，排烟风机设在屋顶。排烟量为中庭体积的4次/h。排烟风机的入口处均设置了280℃时自动关闭的排烟防火阀，并与排烟风机连锁关闭。空调系统的风道上均按规范要求设置了70℃防火阀。空调系统的自动控制1.空调系统的控制纳入楼宇自动控制系统，空调系统所有排风机均设就地控制和楼宇集中控制，可做到远程开关或就地开关。所有空调室内机和室外机在空调控制站内均有运行情况、故障情况显示。中央控制站内可以在下班和节假日对空调系统作统一管理。2.空调及供热系统设独立的计费系统，对一次水冷热网作单独计费。换热站内换热器、水泵等设置自动控制系统，对设备的运行情况及故障情况做到有显示报警。3.组合式空调机组的风机设变频控制，可根据室外温度实现机组送风量的控制;机组的袋式过滤器设压差报警装置，当两侧压差超过120Pa时控制装置显示信号，以便于对过滤器的及时清理。4.四层办公室室内风机盘管设独立的控制系统，风机盘管设三档调速开关，可就地控制室内温度和风机运行状态。5.所有新风机组设防冻保护，在新风入口处设电动两通风量调节阀，当新风机组关闭时，调节阀连锁关闭。