中國婦女兒童活動中心暖通空調設計

中國航空規劃設計研究總院有限公司 朱曉山 肖 武

1 工程概況

建設地點：北京市東長安街。建筑面積：127 000 m2。建筑高度：38 m。建筑層數：地上11層，地下4層。

建筑功能：地上部分建筑面積64 100 m2，分為南區、北區，南區主要為博物館(14 100 m2)及四星級酒店(13 000 m2)，北區主要為高級酒店(37 000 m2)；地下1層為廚房、餐廳、會所、游泳池及庫房，地下2～4層為車庫及設備用房。

表1為主要功能房間的室內環境參數。

表1 主要功能房間的室內環境參數

2 冷熱源設計

表2為空調冷熱負荷和單位面積冷熱負荷指標。

表2 冷熱負荷和單位面積冷熱負荷指標

根據建筑物使用及管理要求，地下4層分南北區設置集中制冷站。南區制冷站設3臺單臺制冷量1 406 kW的水冷螺桿冷水機組，機組COP高達5.47。由于博物館與酒店的使用功能及運行時間有很大差異，冷水系統采用二級泵變流量系統，與冷水機組一對一設置3臺一級冷水泵，另設4臺二級冷水泵(博物館與酒店各2臺，一用一備)。北區制冷站設3臺單臺制冷量1 519 kW的水冷螺桿冷水機組，機組COP高達5.65。冷水系統采用一級泵系統，與冷水機組一對一設置3臺冷水泵。

南區、北區的冷水供/回水溫度均為7 ℃/12 ℃，系統設計工作壓力為1.0 MPa。冷卻塔均設于屋面上,采用超靜音型。集中空調系統采用來自城市集中供熱管網的熱水，外網熱水供/回水設計溫度為130 ℃/65 ℃，經自建換熱站換熱后的空調熱水供/回水溫度為60 ℃/50 ℃。

為保證酒店不間斷提供生活用熱，分南、北區于地下1層設置鍋爐房。南區、北區鍋爐房各設1臺膜式真空熱水燃氣鍋爐，南區鍋爐額定熱功率700 kW，北區鍋爐額定熱功率1 400 kW。2臺鍋爐熱效率均達91%，額定供/回水溫度85 ℃/65 ℃。

3 空調水系統設計

南區空調水系統采用二級泵變流量系統;北區空調水系統設計為一級泵閉式循環系統，系統冬、夏季供冷供熱由總閥進行切換。空調及新風機組設動態平衡電動調節閥，風機盤管設動態平衡電動兩通開關閥。

4 空調風系統設計

高大空間采用低速風道全空氣系統，入口大廳、展廳、中庭等采用自動變風向噴流風口側送風或自動變風向圓形散流器頂送風，報告廳、多功能廳、宴會廳、大型會議室等采用自動變風向圓形散流器頂送風、頂回風或側下回風。全空氣系統設有排風機，過渡季可實現全新風運行。酒店、博物館其余空調系統采用暗裝風機盤管加新風機組(帶冷熱能量回收)系統。博物館珍品庫房全年均有溫、濕度要求，設計獨立的冷水型恒溫恒濕空調機組，空調機組集中設置在空調機房內，通過風管為各個文物庫房送風。

5 系統控制策略

該工程空調自動控制系統采用直接數字控制系統，由中央計算機等終端設備、傳感器、執行器等組成。控制系統軟件功能包括：設備優化啟停、臺數控制、各控制點狀態顯示、動態圖形顯示等。除少數就地使用的風機、排風扇、分體空調外，大部分設備可在中控室進行遠距離控制。

6 總結與思考

該項目竣工驗收合格后，使用方進駐后，對位于地下2層的3號、4號文物庫房提出了更高的要求，要求相對濕度50%～55%、日波動≤5%，溫度16 ℃，日較差≤2 ℃。而該庫房原設計參數是根據JGJ 66—2015《博物館建筑設計規范》規定的通用型文物庫房設計標準而定，設計溫度24～26 ℃，相對濕度40%～60%，采用的是冷水型恒溫恒濕空調機組，不能滿足新的使用要求，需要對庫房空調系統進行改造，初步提出2個備選方案如下：

1) 改造方案。即保留3號、4號文物庫房的原水冷式空調機組，空調機組增設直膨盤管、直膨室外機。

2) 更換方案。即更換上述空調機組，采用自帶室外機的風冷直膨型恒溫恒濕空調機組。

經博物館館方、物業方、總包方、設計方及行業專家等各方人員幾次研討會探討，認為改造方案技術難度較大，不僅改造后的空調機組占地增大、空調機房現有條件難以實施，而且其控制系統難以與新增直膨系統完美匹配，后續使用時將有一定的隱患。而更換機組方案雖然投資略高，但各項技術更為穩定可靠，且不會增加占地面積。

綜上，最終確定為3號、4號文物庫更換新的空調設備。選用自帶室外機的風冷直膨恒溫恒濕空調機組，每個庫房各1套，空調機組設置在原有的位置，室外機設置在1層室外，另設1臺同型號空調機組作為以上2臺機組的備用。拆除的冷水型恒溫恒濕空調機組可移作1號、2號普通庫房空調的備用機組。

在博物館庫房空調系統的設計中，應深入、全面了解使用單位的需求，根據需求確定準確的庫房溫濕度標準，才能設計出符合要求的、可靠的空調系統。例如該項目被替換的冷水型恒溫恒濕空調機組，其工作時間受主冷源的限制不能獨立自主運行，主冷源出于節能考慮經常不能提供低至7 ℃的冷水，致使原庫房濕度不能滿足更高標準的要求，后續業主提高要求后只能以更換機組的方式予以解決，增加了工程量，造成了一定的資金浪費。