文 献 综 述
1.引言
暖通空调是具有采暖、通风和空气调节功能的空调器,在现代建筑设计中,暖通空调是重要的组成部分,能够起到调节建筑结构热负荷、冷负荷、湿负荷、新风负荷的作用。现代化建筑设计中,更加趋向于人性化设计,相较于过去无暖通空调设备的建筑结构,在应用暖通空调的建筑物中,夏季能够起到较好的降温效果,冬季能够起到良好的保暖效果,且对于建筑物内通风换气,调节建筑空气湿度、温度也具有良好作用。因此在现代建设设计中,暖通空调的设计处于重要地位。
2.设计背景
2015年国务院颁布的《博物馆条例》中规定:博物馆是指以教育、研究和欣赏为目的,收藏、保护并向公众展示人类活动和自然环境的见证物,经登记管理机关依法登记的非营利组织。博物馆建筑是存放、展示、研究藏品的主要场所,一个理想的博物馆建筑应该是贴合博物馆定位、藏品类型、展览形式的建筑。毋庸置疑,作为保存、陈列、研究人类及人类环境物证场所的博物馆建筑,首先应该考虑的就是文物的安全。因为文物是不可再生的人类文化遗产,博物馆的首要使命是保护人类文化遗产并使之传承下去,以达到启迪当代和未来的教育作用。而在空调行业,由于一般的公共建筑或民用建筑,主要考虑人员的舒适度,对环境温湿度及空气质量都不如博物馆建筑的要求高,精度要求也远不及博物馆藏品保存环境严格,也未形成博物馆空调系统建设规范。因此,从功能需求探讨博物馆空调系统的建设,是亟待当下博物馆人深入研究的课题。
本设计对象博物馆位于浙江省杭州市,该建筑由地下室库房,一至三层陈列馆组成,总建筑面积约12020平方米,建筑高度20.7米,属多层建筑。该博物馆内部有着修复室、文物室、标本库、陈列室、照相馆等等多种不同功能类型的房间,因此需要对空调的送风温湿度以及送风方式等有着不同的设计要求。本文将从绿色建筑的角度出发,结合相同类型建筑暖通设计,对本次设计的建筑提出符合绿色、节能、环保的规划。
3.空调冷热源的选择
影响空调冷热源方案决策的因素有很多,要选择一个最优的设计方案,我们需要综合考虑各种因素的影响。一般情况下,选择冷热源方案时应考虑以下因素:(1)初投资(2)运行费用(3)环境影响(4)运行的可靠性、安全性、操作维护的方便程度、使用寿命等等。以下是一些实际设计实践中的冷热源选择例子:
南京市档案馆、方志馆,地上9层、地下2层,建筑总高度38.70m,总建筑面积26882㎡,地下建筑面积13430㎡。地上由展厅、阅览、档案库房、方志资料库等组成,地下为展厅、报告厅、停车库、食堂、人员掩蔽所等。因档案库区需要满足全年24h不间断恒温恒湿要求,使用时间与其他区域不一致,所以最终选定地下2层空调区域、地下1层~地上2层公共区域及地上7层~9层办公、技术用房室内空调冷热负荷由地源热泵机组负担。
宁德市博物馆,建筑面积5007.64㎡,建筑高度23.9m,地上5层。一层的主要功能为分类库房、控制中心、门厅; 二层的主要功能为学术报告厅; 三层和四层主要功能为陈列厅; 五层的主要功能为办公室,图书资料室,档案室及珍品库房。本工程大空间采用全空气空调机组,放置于建筑屋面。全空气空调机组冷热源由屋顶螺杆式风冷热泵空调机组提供,风冷热泵机组名义制冷工况和规定条件下,其性能系数(cop)不应低于3. 0。冷热水系统的最大输送能效比(ER)不大于0. 024。
浙江大学艺术考古博物馆,总建筑面积约为25189㎡,其中地上面积约为18513㎡,地下面积约为6676㎡。建筑高度为23.4m。浙大艺博馆作为一个高校博物馆包含了两个不同的功能区域——博物馆和艺术学院。本工程空调冷源选用额定制冷量为882kW的螺杆式水冷冷水机组3台,设计空调供冷供回水温度为6/12℃;热源选用额定供热量为698kW的燃气真空热水锅炉2台。
综上考虑,在综合考虑经济型、可靠性、环境影响等因素后,结合本工程中的实际情况,初步选定由风冷热泵机组作为该建筑空调系统的冷热源。其优点如下:(1)不占有有效建筑面积,节省土建投资;(2)夏季供冷、冬季供热,省去了锅炉房,对城市建设有利;(3)省去了冷却水系统和冷却塔、冷却水泵、管网及其水处理设备,节省了这部份投资和运行费用;(4)安全保护和自动控制同时装于一个机体内,运行可靠,管理方便。
4.空调风系统设计
博物馆、美术馆这一类建筑具有室内空间大、内部结构复杂且对温湿度环境要求较高的特点,对空调系统的设计提出一定的挑战性。一般的博物馆均要求处于恒温恒湿的环境中,恒温恒湿空调是对室内的温度和湿度进行高精度的控制以达到特定要求的空调系统。对于陈列室、展览室等较大空间的房间,采用全空气系统,采用一次回风的空气处理方式。对于阅览室、照相馆等空间相对较小的房间,则采用布置灵活的风机盘管 新风系统。在文物修复室、文物库房、标本室这些要求恒温恒湿的房间中,采用恒温恒湿空调系统。气流组织方面,小房间的空调气流组织采用顶送顶回的方式,大空间的气流组织采用顶送顶回或顶送侧回的方式。
