陰涼庫通風空調設計探討

陳敏

（福州市城鄉(xiāng)規(guī)劃設計院有限公司，福州350007）

1 項目概況

項目位于福州某工業(yè)物流園內，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。倉庫標準層長為100 m，寬為37 m，劃分為2個防火分區(qū)，按建設方提供的標準，每層的設計工作人員按50人計。

2 空調系統(tǒng)設計

根據建設方的要求，倉庫按陰涼庫標準設計空調系統(tǒng)，根據GB 51073—2014《醫(yī)藥工業(yè)倉儲工程設計規(guī)范》第3.0.1條[1]，陰涼庫室內設計參數為溫度≤20℃，相對濕度35%～75%。陰涼庫空調系統(tǒng)主要有2個特點：（1）空調系統(tǒng)需要不間斷地保證庫內的溫濕度要求，運行時間正常情況下為24 h不間斷，應選擇技術成熟可靠、運行費用經濟以及便于后期維護管理的空調系統(tǒng)。（2）陰涼庫內的除濕防結露要求較高，室內溫度較低，一旦室外高溫高濕的空氣進入室內，容易造成室內結露，導致藥品儲存時的潮化變質，造成嚴重的經濟損失。

2.1 新風量的確定

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

2.2 空調系統(tǒng)冷負荷及冷源系統(tǒng)設置

本項目空調系統(tǒng)負荷主要由5個方面構成：（1）通過圍護結構傳熱；（2）通過窗戶的太陽輻射傳熱；（3）倉庫內的熱濕源主要有人體、設備以及照明等；（4）進出倉庫物料的散熱量；（5）新風冷負荷。按上述因素采用天正暖通負荷計算軟件計算，經計算，本項目空調系統(tǒng)冷負荷約1 800 kW，其中標準層折合單位體積指標25 W/m3，最頂層折算成單位體積指標35 W/m3。

根據上述負荷計算結果，本項目冷源采用2臺制冷量為900 kW離心式冷水機組，設置于倉庫1層冷水機房內，冷卻塔設于屋面，采用膨脹水箱定壓。

2.3 末端空調機組的選擇

本項目標準層層高均為4.5 m左右，因建設方為了增加貨架高度，要求盡量少設風管，最后決定采用吊掛式射流空調機組均勻設置在陰涼庫長邊兩側，在工作人員較頻繁出入工作的裝卸區(qū)域設置吊式射流新風機組，新風機組在側墻上開新風口。

末端設備采用射流空調機組主要是有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機組，可不需要空調機房，可節(jié)約一定的倉儲面積；（2）空調射流機組是將吊掛式空調機組與球形噴頭結合成一體的空調機組，具有射程遠的特點，可以布置于大空間的四周，實現無風道的空調系統(tǒng)。

關于經濟性分析，參考文獻[2]表示采用無風道的射流送風空調系統(tǒng)后與常規(guī)全空氣空調系統(tǒng)相比較，在一次性投資和后期運行費方面均有減少，經濟效益明顯。

值得注意的是，一般情況下產品樣本上的供冷量是指名義工況，即風干球溫度27℃、濕球溫度19.5℃、進口水溫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設備提供7℃冷凍水的做法，并且室內空氣設計參數也與樣本工況相差不多，因此在建筑空調設計的實際過程中，設計人員往往不會因為設計工況和樣本工況存在一些差別而去修正末端空調設備的實際可提供的冷量。

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

式中，Qs、Qt分別為射流空調機組在設計工況和名義工況下的全熱制冷量，kW；T1為射流空調機組在設計工況下的進風濕球溫度，℃；Tw1為冷凍水初溫，℃。

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

2.4 空調水系統(tǒng)

本項目空調冷水系統(tǒng)采用目前應用最廣泛的一級泵壓差旁通控制變流量系統(tǒng)，冷水機組定流量，負荷側變流量。冷水機組與冷水循環(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。考慮到機組檢修時，陰涼庫內可能仍需維持一定的溫度，在機組和冷水泵連接管之間設置互為備用的手動轉換閥。

考慮到本項目末端設備形式單一，同時射流空調機組均勻布置在倉庫長邊兩側，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)調試時水力平衡，在每層的水平回水干管上設置靜態(tài)平衡閥。

2.5 防結露措施總結

在防結露上，可采取的措施有：

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

2）為盡量減少陰涼庫內與室外相連通的風管，本項目不設置機械排風系統(tǒng)。因本項目設有排煙系統(tǒng)，對排煙風管采用防結露保溫措施，包裹應≥50 mm離心玻璃棉，同時排煙風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)漏風帶來的熱交換，降低結露風險。

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，在經常開啟的外門和貨物物流通道設置空氣幕，有效減少新風滲入量以及庫內冷空氣的流出。同時建議建設方配置移動除濕設備，防止庫內局部位置濕度過高。

3 排煙系統(tǒng)設計

3.1 機械排煙系統(tǒng)和自然通風排煙系統(tǒng)的確定

本項目排煙窗的面積和數量是能夠達到自然排煙要求的，但對防煙分區(qū)內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)技術標準》第4.3.2條規(guī)定“……當工業(yè)建筑采用自然排煙方式時，其水平距離尚不應大于建筑內空間凈高的2.8倍；”本項目多層倉庫標準層室內凈高為4.3 m，按上述條文要求，防煙分區(qū)內任一點與最近的自然排煙窗（口）的水平距離要求應≤12.6 m。倉庫標準層平面長100 m，寬37 m，無法滿足此要求。

3.2 機械排煙系統(tǒng)的設置

本項目倉庫水平方向按防火分區(qū)設置豎向機械排煙系統(tǒng)，排煙風機設置于屋面，每個防火分區(qū)內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280℃排煙防火閥與排煙閥。發(fā)生火災時，開啟排煙風機與著火防煙分區(qū)的排煙閥，利用可開啟的門洞和窗戶自然補風。

4 結語

通過對該項目的空調設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)藥陰涼庫空調系統(tǒng)設計在滿足庫內溫濕度的基礎上，應注重采取必要的防結露措施，同時應選擇技術成熟可靠、運行費用經濟、便于后期維護管理的空調系統(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，適合應用射流空調機組實現無風道空調系統(tǒng)，便于對貨架的布置。在機組的選型問題上，不能以樣本提供的名義工況下的參數作為選型依據，應換算出擬選產品在設計工況下的參數，否則將難以使室內空調參數達到設計要求。