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摘要：介绍了该工程的冷热源系统、空调水系统设计、空调风系统设计、通风系统设计以及节能设计。为夏热冬冷地区图书馆类的大型公共建筑提供了暖通空调及节能的设计思路。
关键词：图书馆;暖通空调设计;节能
1.工程概况
项目总建筑面积47067.9㎡，其中地上计容建筑面积42054.42㎡，地下建筑面积5013.48㎡。地下1层，地上11层，建筑高度49.8米。该项目设集中空调系统，冬季空调设计时合理考虑内区冷负荷。
2.空调主要设计参数
2.1空调负荷计算
空调负荷计算是空调工程设计的基础，其计算结果直接决定着空调系统冷热源几个末端设备的选配。准确、有效、合理的空调负荷计算是空调系统设计的首要问题。
冷负荷计算得热量主要由下列各项得热量组成：1.通过围护结构传入的热量;2.通过外窗进入的太陽辐射得热;3.人体散热量;4.照明散热量;5.设备、器具、管道及其他内部热源的散热量;6.食品或物料的散热量;7.渗透空气带入的热量;8.伴随各种散湿过程产生的热量。空调区域冷负荷，根据上述的热量的种类、性质以及空调区的蓄热特性，分别进行转化计算，确定各项负荷。
本项目冷负荷计算采用目前工程设计中较为成熟的鸿业负荷计算软件，该软件程序采用谐波反应法或辐射时间序列法（RTS〉计算空调冷负荷，能够满足任意地点、任意朝向，不同围护结构类型和不同房间类型的空调逐项逐时冷负荷计算要求，室内外参数选择方便灵活。本项目主要含商业和办公两种种功能空间，拟分区设置空调系统，因此空调冷负荷计算亦按此分类分别进行计算。
2.2空调室内外设计参数
负荷计算依据《公共建筑节能设计规范》（GB50189-2015〕、《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012〕的有关要求，综合考虑项目各功能区域的节能性与舒适性，合理确定各项空调系统设计参数。
本项目室外计算参数采用安徽省合肥地区室外计算气象参数，详见下表所示：
项目室内空调设计参数见下表所示：
2.3围护结构热工性能
根据本项目建筑设计构造，主要围护结构热工设计参数见下表2-3。
2.4负荷计算结果
根据负荷计算结果，本项目空调面积约为25404㎡。夏季空调计算总冷负荷4540KW，冬季空调计算冷负荷3993KW。折合地上建筑空调面积负荷指标为：冷负荷指标179w/m2，热负荷指标157w/m2。
3.冷热源及水系统设计
3.1空调系统冷热源选择及参数
根据其负荷计算结果，本项目空调冷热源如下：
（1）本工程采用中央空调系统及多联机空调系统，共采用2台2040kW涡旋式风冷热泵机组，其中每台热泵机组由冷量340KW/模块组成，共6个模块，热泵夏季供冷、冬季供热，可通过调配机组不同运行组合来满足不同的负荷要求。涡旋式风冷热泵机组安装于天面，冷媒采用环保冷媒，冷水机组冷媒采用环保冷媒。
（2）本工程热泵机组夏季冷冻水供回水温度为7/12°C、冬季供回水温度为40/45°C。
（3）大楼办公室等小房间采用多联机空调（热泵）系统，夏季制冷。空调系统按不同建筑使用功能区划分为若干个系统。
（4）通信机房、值班室、控制室等需24小时空调的设置变频分体式空调器。
3.2空调水系统设计
（1）冷冻水系统除恒温恒湿系统采用四管制外，其余均采用二管制一次泵变流量系统，其中选用3台流量为400m3/h，扬程320KPa，功率75KW的冷热水泵（2用1备）。制冷机位于水泵吸入端，根据设定的冷冻水供回水总管之间的压差，控制冷冻水泵的电机频率。
（2）空调冷冻水系统最大工作压力为700KPa。
（3）空调冷冻水采用立管同程设计，水平管异程设计。空调冷水系统管路比摩阻控制100～300Pa/m，水系统的最高点及有可能积聚空气的部位设置自动排气阀，系统的最低点及有可能积水的部位，设置排污泄水装置。在空调水系统主要支管路和空调机组设置静态平衡阀，配合动态压差平衡阀，调节水系统管路平衡。
（4）本项目补水定压方式采用不锈钢定压膨胀水箱进行定压补水，膨胀水箱布置于屋面。
（5）冷冻水循环系统设置全自动物化一体水处理加药系统，冷冻水加入缓蚀剂、除垢剂，以降低水系统内菌类的滋生和对管道的腐蚀。全自动加药装置带机房水位报警监测装置;具有水质预设定、水质监测、水质调节功能;具有钠离子置换，去除钙镁离子功能;具有铝离子絮凝沉淀，压差自动反洗排污功能。确保水质满足《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050）的要求。
4.空调风系统设计
（1）阅览室、科普馆等大空间采用全空气式系统。回风由百叶经回风管回至组合式空气处理机的混风箱，回风与新风混合后，进入空气处理机，经过滤、降焓除湿后，经送风管喷口送至座位区及办公大厅，上部集中回风。为适应运行的节能，过渡季节可调节新、回风电动多叶调节阀，尽量利用室外干燥低温的新风，新风比不小于70%。气流组织为上送上回。通过测量室内二氧化碳浓度来控制新风量的供应，以达到更佳的节能效果。
（2）工作室、办公室及研究室等小房间采用多联机空调室内机加独立新风的空调方式。新风经过滤、降焓除湿（冬季加湿）后，直接送入室内或经新风管送至室内机送风管，与室内机送风混合后送至空调区域。气流组织采用上（侧）送上回方式。
（3）消防控制室、值班室等另设独立的分体式空调系统。
5.通风系统设计
本次设计通风系统设计如下所述：
（1）阅览室和自习室保留风扇，在过渡季节利用风扇在室内形成一定风速，改善室内热环境。
（2）地下车库设排风兼排烟系统，每个防烟分区设一或二台排风机，排风机布置在风机房内。与车道相连的防火分区补风利用车道自然补进，其余防火分区采用机械补风。机电设备用房机械排风系统。
（3）公共卫生间设置平时排风系统，排风通过静音排风机排放到室外，利用走廊进行自然补风。
（4）强电间设置机械排风系统。排风通过排风扇排到走道，利用门缝自然补风。
（5）水泵房设置机械排风系统。排风通过离心风机排到室外，机械补风。
（6）变压器房、配电房等设置平时排风系统。排风量按上表给定的换气次数计算，自然补风;机房设置分体空调辅助降温。
（7）通信机房、电房、档案库房、国际特藏馆设置气体灭火事后通风系统，平时及火灾时均关闭，气体灭火后开启排风。
（8）机械通风房间的换气次数如下表所示：
6.节能设计
本项目采用绿建二星标准设计，为满足绿色建筑设计要求，暖通设计中采用如下几项措施：
（1）冷水（热泵）机组的制冷性能系数满足《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）的第4.2.10条规定：
（2）空气调节冷热水系统的输送能效比ER满足《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）的第4.3.9条规定：
（3）通风机均选用高效率、低能耗产品。风系统的单位风量耗功率满足《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）中第4.3.22条的要求：
（4）对于人员密度大于0.25人/㎡的公共区域，本次设计设置了CO2浓度检测系统，该浓度检测系统与全空气处理机组连锁，当系统检测到CO2浓度值超标后，此时风机由低档运行转为高档运行，新风量比提高了30%;当CO2浓度值降低为正常值后，风机转为低档运行。
参考文献
[1]中国建筑西北设计研究院.JGJ 38—2015 图书馆建筑设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2015.
[2]中国建筑科学研究院.GB 50189—2015 公共建筑节能设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2015.
关键词：图书馆;暖通空调设计;节能
1.工程概况
项目总建筑面积47067.9㎡，其中地上计容建筑面积42054.42㎡，地下建筑面积5013.48㎡。地下1层，地上11层，建筑高度49.8米。该项目设集中空调系统，冬季空调设计时合理考虑内区冷负荷。
2.空调主要设计参数
2.1空调负荷计算
空调负荷计算是空调工程设计的基础，其计算结果直接决定着空调系统冷热源几个末端设备的选配。准确、有效、合理的空调负荷计算是空调系统设计的首要问题。
冷负荷计算得热量主要由下列各项得热量组成：1.通过围护结构传入的热量;2.通过外窗进入的太陽辐射得热;3.人体散热量;4.照明散热量;5.设备、器具、管道及其他内部热源的散热量;6.食品或物料的散热量;7.渗透空气带入的热量;8.伴随各种散湿过程产生的热量。空调区域冷负荷，根据上述的热量的种类、性质以及空调区的蓄热特性，分别进行转化计算，确定各项负荷。
本项目冷负荷计算采用目前工程设计中较为成熟的鸿业负荷计算软件，该软件程序采用谐波反应法或辐射时间序列法（RTS〉计算空调冷负荷，能够满足任意地点、任意朝向，不同围护结构类型和不同房间类型的空调逐项逐时冷负荷计算要求，室内外参数选择方便灵活。本项目主要含商业和办公两种种功能空间，拟分区设置空调系统，因此空调冷负荷计算亦按此分类分别进行计算。
2.2空调室内外设计参数
负荷计算依据《公共建筑节能设计规范》（GB50189-2015〕、《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012〕的有关要求，综合考虑项目各功能区域的节能性与舒适性，合理确定各项空调系统设计参数。
本项目室外计算参数采用安徽省合肥地区室外计算气象参数，详见下表所示：
项目室内空调设计参数见下表所示：
2.3围护结构热工性能
根据本项目建筑设计构造，主要围护结构热工设计参数见下表2-3。
2.4负荷计算结果
根据负荷计算结果，本项目空调面积约为25404㎡。夏季空调计算总冷负荷4540KW，冬季空调计算冷负荷3993KW。折合地上建筑空调面积负荷指标为：冷负荷指标179w/m2，热负荷指标157w/m2。
3.冷热源及水系统设计
3.1空调系统冷热源选择及参数
根据其负荷计算结果，本项目空调冷热源如下：
（1）本工程采用中央空调系统及多联机空调系统，共采用2台2040kW涡旋式风冷热泵机组，其中每台热泵机组由冷量340KW/模块组成，共6个模块，热泵夏季供冷、冬季供热，可通过调配机组不同运行组合来满足不同的负荷要求。涡旋式风冷热泵机组安装于天面，冷媒采用环保冷媒，冷水机组冷媒采用环保冷媒。
（2）本工程热泵机组夏季冷冻水供回水温度为7/12°C、冬季供回水温度为40/45°C。
（3）大楼办公室等小房间采用多联机空调（热泵）系统，夏季制冷。空调系统按不同建筑使用功能区划分为若干个系统。
（4）通信机房、值班室、控制室等需24小时空调的设置变频分体式空调器。
3.2空调水系统设计
（1）冷冻水系统除恒温恒湿系统采用四管制外，其余均采用二管制一次泵变流量系统，其中选用3台流量为400m3/h，扬程320KPa，功率75KW的冷热水泵（2用1备）。制冷机位于水泵吸入端，根据设定的冷冻水供回水总管之间的压差，控制冷冻水泵的电机频率。
（2）空调冷冻水系统最大工作压力为700KPa。
（3）空调冷冻水采用立管同程设计，水平管异程设计。空调冷水系统管路比摩阻控制100～300Pa/m，水系统的最高点及有可能积聚空气的部位设置自动排气阀，系统的最低点及有可能积水的部位，设置排污泄水装置。在空调水系统主要支管路和空调机组设置静态平衡阀，配合动态压差平衡阀，调节水系统管路平衡。
（4）本项目补水定压方式采用不锈钢定压膨胀水箱进行定压补水，膨胀水箱布置于屋面。
（5）冷冻水循环系统设置全自动物化一体水处理加药系统，冷冻水加入缓蚀剂、除垢剂，以降低水系统内菌类的滋生和对管道的腐蚀。全自动加药装置带机房水位报警监测装置;具有水质预设定、水质监测、水质调节功能;具有钠离子置换，去除钙镁离子功能;具有铝离子絮凝沉淀，压差自动反洗排污功能。确保水质满足《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050）的要求。
4.空调风系统设计
（1）阅览室、科普馆等大空间采用全空气式系统。回风由百叶经回风管回至组合式空气处理机的混风箱，回风与新风混合后，进入空气处理机，经过滤、降焓除湿后，经送风管喷口送至座位区及办公大厅，上部集中回风。为适应运行的节能，过渡季节可调节新、回风电动多叶调节阀，尽量利用室外干燥低温的新风，新风比不小于70%。气流组织为上送上回。通过测量室内二氧化碳浓度来控制新风量的供应，以达到更佳的节能效果。
（2）工作室、办公室及研究室等小房间采用多联机空调室内机加独立新风的空调方式。新风经过滤、降焓除湿（冬季加湿）后，直接送入室内或经新风管送至室内机送风管，与室内机送风混合后送至空调区域。气流组织采用上（侧）送上回方式。
（3）消防控制室、值班室等另设独立的分体式空调系统。
5.通风系统设计
本次设计通风系统设计如下所述：
（1）阅览室和自习室保留风扇，在过渡季节利用风扇在室内形成一定风速，改善室内热环境。
（2）地下车库设排风兼排烟系统，每个防烟分区设一或二台排风机，排风机布置在风机房内。与车道相连的防火分区补风利用车道自然补进，其余防火分区采用机械补风。机电设备用房机械排风系统。
（3）公共卫生间设置平时排风系统，排风通过静音排风机排放到室外，利用走廊进行自然补风。
（4）强电间设置机械排风系统。排风通过排风扇排到走道，利用门缝自然补风。
（5）水泵房设置机械排风系统。排风通过离心风机排到室外，机械补风。
（6）变压器房、配电房等设置平时排风系统。排风量按上表给定的换气次数计算，自然补风;机房设置分体空调辅助降温。
（7）通信机房、电房、档案库房、国际特藏馆设置气体灭火事后通风系统，平时及火灾时均关闭，气体灭火后开启排风。
（8）机械通风房间的换气次数如下表所示：
6.节能设计
本项目采用绿建二星标准设计，为满足绿色建筑设计要求，暖通设计中采用如下几项措施：
（1）冷水（热泵）机组的制冷性能系数满足《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）的第4.2.10条规定：
（2）空气调节冷热水系统的输送能效比ER满足《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）的第4.3.9条规定：
（3）通风机均选用高效率、低能耗产品。风系统的单位风量耗功率满足《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）中第4.3.22条的要求：
（4）对于人员密度大于0.25人/㎡的公共区域，本次设计设置了CO2浓度检测系统，该浓度检测系统与全空气处理机组连锁，当系统检测到CO2浓度值超标后，此时风机由低档运行转为高档运行，新风量比提高了30%;当CO2浓度值降低为正常值后，风机转为低档运行。
参考文献
[1]中国建筑西北设计研究院.JGJ 38—2015 图书馆建筑设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2015.
[2]中国建筑科学研究院.GB 50189—2015 公共建筑节能设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2015.