某图书馆供暖系统的节能运行设计

赵红妮

（甘肃省建筑设计研究院有限公司，甘肃兰州 730000）

0 前言

对于图书馆而言，所采用的供暖系统属于集中供暖形式，集中供暖其所产生的热效率较高，因此节能设计是其系统设计的重要内容。在经验上分析，在供暖系统的运转过程中，其需要消耗大量的能量，设计期间需要设计人员更加注重节能措施的使用，但是在节能具体设计中却容易受到各种因素的干扰，导致供暖效果难以提升。

1 工程背景

本工程为兰州地区某图书馆供暖系统设计，其总建筑面积为35118.8m2，其中地上建筑面积为27739.9m2，地下建筑面积为7378.9m2，建筑总高度为34.8m。该图书馆属于一类的高层公共建筑形式，地上建设六层，分别设计开架阅览室、阅览室、文献资料室、研究室、图书馆、办公及其它附属用房、剧场及其附属、排练用房及报告厅等；地下共设计一层，包含换热站、制冷机房、密集书库及常规地下汽车库等设计内容。

2 空调系统的设计与布置

2.1 空调系统的选择

该工程中，在夏季空调冷源是由地下一层中的制冷机房、换热站中的螺杆式冷水机所供应，共设置两台，其中单台的供冷量能够达到1487kW，供水与回水温度为7/12℃[1]。而冬季该建筑空调一次热源为市政集中供热—管网所提供的热量，供回水的温度为130/70℃，一次热媒经过室外的供热管网连接到该楼下一层的制冷机房和换热站中的全自动空调板换机组，在该机组隔热和换热之后，其可为该建筑冬季空调系统用热提供60-45℃的热水。

在系统站内设置一套空调板式的换热机组，每一套含有两组板式换热器。换热机组的总热量可达到3200kW。冷水的循环水泵共设计三台，两台用于循环冷水使用，剩余一台留作备用；冷却水泵三台，补水泵两台，一台为主要使用的设备，一台为备用设备，空调的冷却塔设计两座，建设于该建筑东部区域的二层辅助用房屋内部，冷却水本身的进水温度为30℃，出水温度为35℃。站内还设置一台全自动化软化水器，空调利用软化补水箱一座，多相的全程水处理器可达到两台，空调系统定压可由站内补水泵进行变频定压。整个空调的冷负荷为2940kW，热负荷为2635kW，冷热负荷的空调面积指标分别为106W/m2和95W/m2。

2.2 风系统设计

（1）在本图书馆的一层到五层之间的一些大空间公共用房均采取一次回风的全空气集中空调系统。机组采取落地安装的形式，所安装的空调机组本身包含新风的初效与中效过滤段，送风机和回风机段、回风初效的过滤段以及表冷加热与加湿段几部分。

（2）每个楼层的辅助用房，如办公室等区域，都是以风机盘管+新风系统的温度控制系统[2]。其中新风机组选择的是吊顶式空气处理机组的形式，在每个空调机房中都需要加装该处理机组。在空调房间设计风机盘管和新风口。同时还需要在风机的出入口风管的位置设置阻抗复合消声器，新风入口的位置可设置电动风阀连锁新风机。

2.3 水系统设计

（1）本空调利用一级泵变流量系统作为水系统设计结构，并利用循环水泵进行变频控制。如果负荷侧冷水量小于单台机组设定的最小允许流量，那么需打开旁通阀，由此二者之和可以作为冷水机组的最小流量。基本由机组回水管上的流量计来计算流量。

（2）该楼体空调水系统均采取的是两管制的空调水系统。各个支路的水系统结合静态平衡阀的设置，可以将各个并联的管路压差进行平衡。本次主立管则采取的是双管下供下回异程式系统，每一层的水平直管都采取的是异程式，且还需在上部设置动态压差平衡阀来进行各个层次水量的平衡作业。

（3）本次空调的冷水系统采取软化水进行补水作业，并且采取多相全程水处理器的形式，其具备缓蚀、防垢、除锈等功能。也可采取变频补水泵为空调水系统进行补水作业[3]。

（4）在冷却水系统中，其可设置两台方形的环保节能型横流室冷却塔，将其在建筑东部的二层辅助房屋面进行设置与安装。选择型号为KSD-N-400（200-C2）。冷却水的供回水温度为35/30℃，单台机组的冷却水流量为312m3/h。也是采取变频控制冷却塔的风机。

3 供暖系统设计

3.1 供暖范围与热源

本次供暖范围包含：一层的门厅综合服务区域以低温地板辐射供暖系统为主要供暖设计，以此来消除冬季所产生的热压作用，避免室内温度呈现竖向的梯度上升问题。同时该供暖系统的热源采取的是空调热水，热媒温度为60/45℃的低温热水，由管道的夹层空调供回水干管进行单独接出，夏季将其关闭。

3.2 系统各项指标与材料

（1）热负荷：本次一层的供暖系统热负荷为145kW，采暖的热指标为65W/m2。

（2）管材。本次供暖系统所采取的是耐热型的聚乙烯管（PE-RT），使用等级为4 级，寿命为50 年。工作期间的压力为0.6MPa，管材系列为S5，规格为DN1.6*2.0。采取热镀锌钢管安装在分配器之前，并使用丝扣进行连接。

（3）阀门。每个环路的分支位置回水干管都要设置T40H-16 型号的手动调节阀，其余均采取截止阀和闸阀。当DN≤40 时，选择J11T-16 型截止阀，当DN≥50 时采取J41T-16 型截止阀，闸阀则选择Z15T-16型，并选择远程调控式T42-V41D型的热点驱动阀室的分配器，以此来调控室内温度。

（4）保温与防腐。当所焊接的钢管和管件被除锈之后，应当刷两遍的红丹防锈漆，在地下室或者是管井等地方敷设的不采暖空间中的管道需要做好保温处理，一般采取岩棉管壳进行保温，而DN≤40的管道所采取的保温厚度为40mm，DN＞40 的管道所采取的保温厚度为50mm。在外部还需要缠两道玻璃丝布。

3.3 施工作业

（1）在对填充层进行施工之前需要保障水压试验处于合格的状态，一般的试验压力为0.8MPa，在一个小时内的压力降低不能超出0.05MPa。在施工和养护的初期，加热盘管内部应当充水，其内部压力需要保持在0.6MPa 以上，等到混凝土凝固之后方可排水、泄压。

（2）所选择的PE-RT 加热盘管需要采取U 型卡或者是在聚苯板上进行固定，将卡间距进行固定：一般直管段为500-600mm，弯管段一般为200-300mm。

（3）在填充的豆石混凝土内加入5%膨胀剂以防止混凝土受热后龟裂，同时在房间面积超过30m2或长边超过6m 时，设置8mm 的膨胀缝，缝内填充弹性材料，PE-RT 管穿越膨胀缝时加设长度300mm 的柔性套管。

4 结语

综上所述，本文基于对兰州市某图书馆的供暖系统详细分析，探讨其在空调系统和供暖系统中的实际参数和各项措施的实施内容，最后提出两点较为简单的节能措施，希望本文能够为相关图书馆供暖系统的环保节能设计提供一些思路，在减少能量消耗的情况保障供暖的效果。