某圖書館供暖系統的節能運行設計

趙紅妮

（甘肅省建筑設計研究院有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 前言

對于圖書館而言，所采用的供暖系統屬于集中供暖形式，集中供暖其所產生的熱效率較高，因此節能設計是其系統設計的重要內容。在經驗上分析，在供暖系統的運轉過程中，其需要消耗大量的能量，設計期間需要設計人員更加注重節能措施的使用，但是在節能具體設計中卻容易受到各種因素的干擾，導致供暖效果難以提升。

1 工程背景

本工程為蘭州地區某圖書館供暖系統設計，其總建筑面積為35118.8m2，其中地上建筑面積為27739.9m2，地下建筑面積為7378.9m2，建筑總高度為34.8m。該圖書館屬于一類的高層公共建筑形式，地上建設六層，分別設計開架閱覽室、閱覽室、文獻資料室、研究室、圖書館、辦公及其它附屬用房、劇場及其附屬、排練用房及報告廳等；地下共設計一層，包含換熱站、制冷機房、密集書庫及常規地下汽車庫等設計內容。

2 空調系統的設計與布置

2.1 空調系統的選擇

該工程中，在夏季空調冷源是由地下一層中的制冷機房、換熱站中的螺桿式冷水機所供應，共設置兩臺，其中單臺的供冷量能夠達到1487kW，供水與回水溫度為7/12℃[1]。而冬季該建筑空調一次熱源為市政集中供熱—管網所提供的熱量，供回水的溫度為130/70℃，一次熱媒經過室外的供熱管網連接到該樓下一層的制冷機房和換熱站中的全自動空調板換機組，在該機組隔熱和換熱之后，其可為該建筑冬季空調系統用熱提供60-45℃的熱水。

在系統站內設置一套空調板式的換熱機組，每一套含有兩組板式換熱器。換熱機組的總熱量可達到3200kW。冷水的循環水泵共設計三臺，兩臺用于循環冷水使用，剩余一臺留作備用；冷卻水泵三臺，補水泵兩臺，一臺為主要使用的設備，一臺為備用設備，空調的冷卻塔設計兩座，建設于該建筑東部區域的二層輔助用房屋內部，冷卻水本身的進水溫度為30℃，出水溫度為35℃。站內還設置一臺全自動化軟化水器，空調利用軟化補水箱一座，多相的全程水處理器可達到兩臺，空調系統定壓可由站內補水泵進行變頻定壓。整個空調的冷負荷為2940kW，熱負荷為2635kW，冷熱負荷的空調面積指標分別為106W/m2和95W/m2。

2.2 風系統設計

（1）在本圖書館的一層到五層之間的一些大空間公共用房均采取一次回風的全空氣集中空調系統。機組采取落地安裝的形式，所安裝的空調機組本身包含新風的初效與中效過濾段，送風機和回風機段、回風初效的過濾段以及表冷加熱與加濕段幾部分。

（2）每個樓層的輔助用房，如辦公室等區域，都是以風機盤管+新風系統的溫度控制系統[2]。其中新風機組選擇的是吊頂式空氣處理機組的形式，在每個空調機房中都需要加裝該處理機組。在空調房間設計風機盤管和新風口。同時還需要在風機的出入口風管的位置設置阻抗復合消聲器，新風入口的位置可設置電動風閥連鎖新風機。

2.3 水系統設計

（1）本空調利用一級泵變流量系統作為水系統設計結構，并利用循環水泵進行變頻控制。如果負荷側冷水量小于單臺機組設定的最小允許流量，那么需打開旁通閥，由此二者之和可以作為冷水機組的最小流量。基本由機組回水管上的流量計來計算流量。

（2）該樓體空調水系統均采取的是兩管制的空調水系統。各個支路的水系統結合靜態平衡閥的設置，可以將各個并聯的管路壓差進行平衡。本次主立管則采取的是雙管下供下回異程式系統，每一層的水平直管都采取的是異程式，且還需在上部設置動態壓差平衡閥來進行各個層次水量的平衡作業。

（3）本次空調的冷水系統采取軟化水進行補水作業，并且采取多相全程水處理器的形式，其具備緩蝕、防垢、除銹等功能。也可采取變頻補水泵為空調水系統進行補水作業[3]。

（4）在冷卻水系統中，其可設置兩臺方形的環保節能型橫流室冷卻塔，將其在建筑東部的二層輔助房屋面進行設置與安裝。選擇型號為KSD-N-400（200-C2）。冷卻水的供回水溫度為35/30℃，單臺機組的冷卻水流量為312m3/h。也是采取變頻控制冷卻塔的風機。

3 供暖系統設計

3.1 供暖范圍與熱源

本次供暖范圍包含：一層的門廳綜合服務區域以低溫地板輻射供暖系統為主要供暖設計，以此來消除冬季所產生的熱壓作用，避免室內溫度呈現豎向的梯度上升問題。同時該供暖系統的熱源采取的是空調熱水，熱媒溫度為60/45℃的低溫熱水，由管道的夾層空調供回水干管進行單獨接出，夏季將其關閉。

3.2 系統各項指標與材料

（1）熱負荷：本次一層的供暖系統熱負荷為145kW，采暖的熱指標為65W/m2。

（2）管材。本次供暖系統所采取的是耐熱型的聚乙烯管（PE-RT），使用等級為4 級，壽命為50 年。工作期間的壓力為0.6MPa，管材系列為S5，規格為DN1.6*2.0。采取熱鍍鋅鋼管安裝在分配器之前，并使用絲扣進行連接。

（3）閥門。每個環路的分支位置回水干管都要設置T40H-16 型號的手動調節閥，其余均采取截止閥和閘閥。當DN≤40 時，選擇J11T-16 型截止閥，當DN≥50 時采取J41T-16 型截止閥，閘閥則選擇Z15T-16型，并選擇遠程調控式T42-V41D型的熱點驅動閥室的分配器，以此來調控室內溫度。

（4）保溫與防腐。當所焊接的鋼管和管件被除銹之后，應當刷兩遍的紅丹防銹漆，在地下室或者是管井等地方敷設的不采暖空間中的管道需要做好保溫處理，一般采取巖棉管殼進行保溫，而DN≤40的管道所采取的保溫厚度為40mm，DN＞40 的管道所采取的保溫厚度為50mm。在外部還需要纏兩道玻璃絲布。

3.3 施工作業

（1）在對填充層進行施工之前需要保障水壓試驗處于合格的狀態，一般的試驗壓力為0.8MPa，在一個小時內的壓力降低不能超出0.05MPa。在施工和養護的初期，加熱盤管內部應當充水，其內部壓力需要保持在0.6MPa 以上，等到混凝土凝固之后方可排水、泄壓。

（2）所選擇的PE-RT 加熱盤管需要采取U 型卡或者是在聚苯板上進行固定，將卡間距進行固定：一般直管段為500-600mm，彎管段一般為200-300mm。

（3）在填充的豆石混凝土內加入5%膨脹劑以防止混凝土受熱后龜裂，同時在房間面積超過30m2或長邊超過6m 時，設置8mm 的膨脹縫，縫內填充彈性材料，PE-RT 管穿越膨脹縫時加設長度300mm 的柔性套管。

4 結語

綜上所述，本文基于對蘭州市某圖書館的供暖系統詳細分析，探討其在空調系統和供暖系統中的實際參數和各項措施的實施內容，最后提出兩點較為簡單的節能措施，希望本文能夠為相關圖書館供暖系統的環保節能設計提供一些思路，在減少能量消耗的情況保障供暖的效果。