陰涼庫通風(fēng)空調(diào)設(shè)計探討

陳敏

（福州市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計院有限公司，福州350007）

1 項目概況

項目位于福州某工業(yè)物流園內(nèi)，地上5層，建筑高度為22.2 m，為多層醫(yī)藥倉庫，建筑面積為1.8×104m2。倉庫標(biāo)準(zhǔn)層長為100 m，寬為37 m，劃分為2個防火分區(qū)，按建設(shè)方提供的標(biāo)準(zhǔn)，每層的設(shè)計工作人員按50人計。

2 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)建設(shè)方的要求，倉庫按陰涼庫標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)GB 51073—2014《醫(yī)藥工業(yè)倉儲工程設(shè)計規(guī)范》第3.0.1條[1]，陰涼庫室內(nèi)設(shè)計參數(shù)為溫度≤20℃，相對濕度35%～75%。陰涼庫空調(diào)系統(tǒng)主要有2個特點：（1）空調(diào)系統(tǒng)需要不間斷地保證庫內(nèi)的溫濕度要求，運行時間正常情況下為24 h不間斷，應(yīng)選擇技術(shù)成熟可靠、運行費用經(jīng)濟(jì)以及便于后期維護(hù)管理的空調(diào)系統(tǒng)。（2）陰涼庫內(nèi)的除濕防結(jié)露要求較高，室內(nèi)溫度較低，一旦室外高溫高濕的空氣進(jìn)入室內(nèi)，容易造成室內(nèi)結(jié)露，導(dǎo)致藥品儲存時的潮化變質(zhì)，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

2.1 新風(fēng)量的確定

為了保證室內(nèi)正壓，防止室外空氣的無組織侵入影響室內(nèi)空調(diào)參數(shù)甚至造成室內(nèi)結(jié)露，同時為了倉庫工作人員的衛(wèi)生需求，本項目設(shè)置新風(fēng)集中處理系統(tǒng)，補(bǔ)充經(jīng)過冷凍除濕降溫后的新風(fēng)。由于本項目每層工作人員較少，按人均≥30 m3/h的新風(fēng)量設(shè)計時，無法滿足倉庫的正壓要求，參考GB 51157－2016《物流建筑設(shè)計規(guī)范》第12.4.5條，當(dāng)不具備計算條件時，新風(fēng)量按不小于空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量的10%計算。

2.2 空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷及冷源系統(tǒng)設(shè)置

本項目空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷主要由5個方面構(gòu)成：（1）通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱；（2）通過窗戶的太陽輻射傳熱；（3）倉庫內(nèi)的熱濕源主要有人體、設(shè)備以及照明等；（4）進(jìn)出倉庫物料的散熱量；（5）新風(fēng)冷負(fù)荷。按上述因素采用天正暖通負(fù)荷計算軟件計算，經(jīng)計算，本項目空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷約1 800 kW，其中標(biāo)準(zhǔn)層折合單位體積指標(biāo)25 W/m3，最頂層折算成單位體積指標(biāo)35 W/m3。

根據(jù)上述負(fù)荷計算結(jié)果，本項目冷源采用2臺制冷量為900 kW離心式冷水機(jī)組，設(shè)置于倉庫1層冷水機(jī)房內(nèi)，冷卻塔設(shè)于屋面，采用膨脹水箱定壓。

2.3 末端空調(diào)機(jī)組的選擇

本項目標(biāo)準(zhǔn)層層高均為4.5 m左右，因建設(shè)方為了增加貨架高度，要求盡量少設(shè)風(fēng)管，最后決定采用吊掛式射流空調(diào)機(jī)組均勻設(shè)置在陰涼庫長邊兩側(cè)，在工作人員較頻繁出入工作的裝卸區(qū)域設(shè)置吊式射流新風(fēng)機(jī)組，新風(fēng)機(jī)組在側(cè)墻上開新風(fēng)口。

末端設(shè)備采用射流空調(diào)機(jī)組主要是有2個方面的考慮：（1）倉庫具有大開間、對噪聲和舒適性要求不高的特點，比較適合采用吊掛式射流空調(diào)機(jī)組，可不需要空調(diào)機(jī)房，可節(jié)約一定的倉儲面積；（2）空調(diào)射流機(jī)組是將吊掛式空調(diào)機(jī)組與球形噴頭結(jié)合成一體的空調(diào)機(jī)組，具有射程遠(yuǎn)的特點，可以布置于大空間的四周，實現(xiàn)無風(fēng)道的空調(diào)系統(tǒng)。

關(guān)于經(jīng)濟(jì)性分析，參考文獻(xiàn)[2]表示采用無風(fēng)道的射流送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)后與常規(guī)全空氣空調(diào)系統(tǒng)相比較，在一次性投資和后期運行費方面均有減少，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

值得注意的是，一般情況下產(chǎn)品樣本上的供冷量是指名義工況，即風(fēng)干球溫度27℃、濕球溫度19.5℃、進(jìn)口水溫7℃、溫升5℃的條件下測得的。由于大部分建筑工程均采用了向末端空調(diào)設(shè)備提供7℃冷凍水的做法，并且室內(nèi)空氣設(shè)計參數(shù)也與樣本工況相差不多，因此在建筑空調(diào)設(shè)計的實際過程中，設(shè)計人員往往不會因為設(shè)計工況和樣本工況存在一些差別而去修正末端空調(diào)設(shè)備的實際可提供的冷量。

而本項目設(shè)計工況（室內(nèi)溫度為20℃，相對濕度60%時，濕球溫度約15℃）與樣本工況相差較大，會導(dǎo)致機(jī)組設(shè)計工況制冷冷量與產(chǎn)品名義供冷量有較大不同。不同工況下空調(diào)機(jī)組制冷量在風(fēng)量、水量和水初溫不變的情況下?lián)Q算如下[3，4]：

式中，Qs、Qt分別為射流空調(diào)機(jī)組在設(shè)計工況和名義工況下的全熱制冷量，kW；T1為射流空調(diào)機(jī)組在設(shè)計工況下的進(jìn)風(fēng)濕球溫度，℃；Tw1為冷凍水初溫，℃。

按式（1）計算，本項目射流空調(diào)機(jī)組在設(shè)計工況下，實際制冷量僅為名義工況制冷量的64%。

2.4 空調(diào)水系統(tǒng)

本項目空調(diào)冷水系統(tǒng)采用目前應(yīng)用最廣泛的一級泵壓差旁通控制變流量系統(tǒng)，冷水機(jī)組定流量，負(fù)荷側(cè)變流量。冷水機(jī)組與冷水循環(huán)泵、冷卻水循環(huán)泵采用一對一獨立接管的形式，可取消冷水機(jī)組與水泵采用共用集管連接時所需要的支路電動隔斷閥。考慮到機(jī)組檢修時，陰涼庫內(nèi)可能仍需維持一定的溫度，在機(jī)組和冷水泵連接管之間設(shè)置互為備用的手動轉(zhuǎn)換閥。

考慮到本項目末端設(shè)備形式單一，同時射流空調(diào)機(jī)組均勻布置在倉庫長邊兩側(cè)，水系統(tǒng)管道水平同程布置并不會增加管道長度，所以本項目用戶側(cè)水系統(tǒng)采用豎向異程，水平同程的布置方式，為了水系統(tǒng)調(diào)試時水力平衡，在每層的水平回水干管上設(shè)置靜態(tài)平衡閥。

2.5 防結(jié)露措施總結(jié)

在防結(jié)露上，可采取的措施有：

1）陰涼庫的室內(nèi)溫度常年＜20℃，在梅雨季節(jié)以及夏季高溫高濕室外環(huán)境時，本項目設(shè)置集中新風(fēng)處理系統(tǒng)，補(bǔ)充經(jīng)過冷凍除濕降溫后的新風(fēng)維持陰涼庫相對室外為正壓，能夠防止室外熱濕空氣從風(fēng)管、門縫、墻縫處倒灌，造成結(jié)露。同時末端處理設(shè)備布置均勻，盡量保證庫內(nèi)所有空間的溫濕度均達(dá)到設(shè)計要求。

2）為盡量減少陰涼庫內(nèi)與室外相連通的風(fēng)管，本項目不設(shè)置機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)。因本項目設(shè)有排煙系統(tǒng)，對排煙風(fēng)管采用防結(jié)露保溫措施，包裹應(yīng)≥50 mm離心玻璃棉，同時排煙風(fēng)管的連接采用密封性更好的角鋼法蘭，不建議使用共板法蘭，減少因系統(tǒng)漏風(fēng)帶來的熱交換，降低結(jié)露風(fēng)險。

3）在陰涼庫的運行過程中，為了盡可能隔絕室外空氣的侵入，在經(jīng)常開啟的外門和貨物物流通道設(shè)置空氣幕，有效減少新風(fēng)滲入量以及庫內(nèi)冷空氣的流出。同時建議建設(shè)方配置移動除濕設(shè)備，防止庫內(nèi)局部位置濕度過高。

3 排煙系統(tǒng)設(shè)計

3.1 機(jī)械排煙系統(tǒng)和自然通風(fēng)排煙系統(tǒng)的確定

本項目排煙窗的面積和數(shù)量是能夠達(dá)到自然排煙要求的，但對防煙分區(qū)內(nèi)任一點與最近的自然排煙窗（口）的水平距離要求，工業(yè)建筑還需要滿足GB 51251—2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第4.3.2條規(guī)定“……當(dāng)工業(yè)建筑采用自然排煙方式時，其水平距離尚不應(yīng)大于建筑內(nèi)空間凈高的2.8倍；”本項目多層倉庫標(biāo)準(zhǔn)層室內(nèi)凈高為4.3 m，按上述條文要求，防煙分區(qū)內(nèi)任一點與最近的自然排煙窗（口）的水平距離要求應(yīng)≤12.6 m。倉庫標(biāo)準(zhǔn)層平面長100 m，寬37 m，無法滿足此要求。

3.2 機(jī)械排煙系統(tǒng)的設(shè)置

本項目倉庫水平方向按防火分區(qū)設(shè)置豎向機(jī)械排煙系統(tǒng)，排煙風(fēng)機(jī)設(shè)置于屋面，每個防火分區(qū)內(nèi)采用擋煙垂壁劃分防煙分區(qū)，長寬均≤36 m，防煙分區(qū)的面積均控制在250～300 m2。各防煙分區(qū)的支管上設(shè)280℃排煙防火閥與排煙閥。發(fā)生火災(zāi)時，開啟排煙風(fēng)機(jī)與著火防煙分區(qū)的排煙閥，利用可開啟的門洞和窗戶自然補(bǔ)風(fēng)。

4 結(jié)語

通過對該項目的空調(diào)設(shè)計和對其他同類型的醫(yī)藥倉庫的考察，得到以下2點體會：

1）醫(yī)藥陰涼庫空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計在滿足庫內(nèi)溫濕度的基礎(chǔ)上，應(yīng)注重采取必要的防結(jié)露措施，同時應(yīng)選擇技術(shù)成熟可靠、運行費用經(jīng)濟(jì)、便于后期維護(hù)管理的空調(diào)系統(tǒng)。

2）藥品陰涼庫具有大開間、對噪聲和舒適性要求不高的特點，適合應(yīng)用射流空調(diào)機(jī)組實現(xiàn)無風(fēng)道空調(diào)系統(tǒng)，便于對貨架的布置。在機(jī)組的選型問題上，不能以樣本提供的名義工況下的參數(shù)作為選型依據(jù)，應(yīng)換算出擬選產(chǎn)品在設(shè)計工況下的參數(shù)，否則將難以使室內(nèi)空調(diào)參數(shù)達(dá)到設(shè)計要求。