图书馆中央空调系统的选择与安装
摘要：本工程为北京市某区图书馆空调设计。根据图书馆建筑的特点，在办公区域选用风机盘管加新风系统，在公共区域选用全空气系统。主要分析了该图书馆的中央空调系统的选择思路和图书馆通风，保温，安装，减震，消声方面的设计。
1. 设计参数与气象数据
1.1 建筑物参数
1.1.1墙体
(1) 本工程承重墙用钢筋混凝土墙柱，外墙隔墙部分用300 M5混合砂浆砌筑; 内墙隔墙部分用180厚陶粒混凝土空心砖砌块，用M5 混合砂浆砌筑，注明除外;
(2) 陶粒混凝土空心砖墙砌筑前，先浇筑细石混凝土基座150mm;高，宽同墙厚;
(3) 外墙保温: 混凝土梁柱外贴50mm厚聚苯板。
1.1.2屋面
本工程屋面防水等级为二级，防水层耐用年限15 年.
(1) 刷着色涂料保护层
(2) 1.2厚合成高分子防水卷材一道
(3) 2厚聚氨酯防水涂膜内加玻纤网布
(4) 20mm厚1:3水泥砂浆找平层，粉刷处理剂一遍
(5) 1:6水泥焦渣，最薄处厚30mm
(6) 60mm厚聚苯板保温层
(7) 钢筋混凝土楼板
1.2 气象数据
2 图书馆空调特点
2.1 概况
图书馆属于公共建筑，人流量大。这种建筑的耗电量要比传统建筑大得多，特别是空调方面的用电量，因此在空调设计中必须首先考虑到节能。另外，对室内的空气品质要求也很高，馆内必须达到舒适的空调标准，否则就很容易引起空调病。
2.1.1 空调分区域供应
按中心图书馆的功能设计，空调供应分为两个区域：办公区和公共区。应按需供应空调，尽量减少能源浪费。办公区域(办公室、读者服务部、准备室、休息室等)采用风机盘管机加新风的空调系统。这种设计便于管理人员按室内实际情况控制空调量大小。公共区域(报告厅、阅览室、书库、电子阅览室等)人员密度大，空间大，采用全空气系统。
2.1.2 馆内舒适的空调标准
图书馆是采用封闭设计，且日人均流量大，所以否则很容易引起空调病.如头痛、恶心、心神不宁、工作和学习效率低下等症状。室内舒适空调标准由四个参数来衡量：温度、湿度、空气品质及标准通风(换气)。夏天闷热漫长，而且湿度也较大，不同的人对温度、湿度要求不同。参照设计规范，图书馆室内温、湿度可设计为26℃ 、60% 。图书人员密度大，所以需要及时补充新风。新风量按各室不同的人数进行设计，新风补充量30 m3/h.p。
2.2 系统方案选择
一个典型的空调系统应由空调冷热源、空气处理设备、空调风系统、空调水系统及自动控制和调节装置组成。根据需要，它能组成许多不同形式的系统。在工程上应考虑建筑的用途和性质、热湿负荷特点、温湿度调节和控制的要求、空调机房的面积和位置、初投资和运行维修费用等许多方面的因素，选定合理的空调系统。
空调系统可以按空气处理的设置情况分为集中系统、半集中系统、全分散系统;按承担室内负荷所用的介质种类可分为全空气系统、全水系统、空气—水系统、冷剂系统。
2.2.1 全空气系统
全空气系统分为单风道系统和双风道系统。单风道系统指机房内空气处理机制处理一种送风参数的空气;双风道指的是机房内空气处理机处理出两种不同参数的空气。
全空气系统的特点是：
(1)空调与制冷设备可以集中布置在机房，机房面积较大，层高较高。空调与制冷设备集中安设在机房便于管理和维护
(2)可以严格控制室内的温度与湿度，能满足较高的室内环境参数要求，可以用两级过滤，可以保证良好的空气品质。
(3)可以根据室外气象参数的变化和室内负荷变化实现全年多工况节能运行调节，充分利用室外新风减少与避免冷热抵消，减少冷冻机运行时间。
(4)由于风道尺寸大，所占空间也多。送风动力大，与空气-水方式比较耗电多，空调机房较大，难以设置。
(5)适用于较大空间，设备维护费较其他方式经济。
2.2.2 空气-水系统
即风机盘管加新风机组系统，是目前广为运用的一种空调方式。房间内的冷、热负荷和新风的冷热负荷由风机盘管和新风机共同承担，这种方式可减少机房面积，降低建筑空间。但风机盘管机组的过滤能力与去湿能力差，无法满足室内卫生要求，同时水管多，漏水可能性大，凝结水管排放困难，不利于装修，维修也不方便。
风机盘管加新风系统的特点是：
(1)布置灵活，可以和集中处理的新风系统联合使用，也可以单独使用，各空调房间互不干扰，可以独立地调节室温，并可随时根据需要开停机组，各房间之间不会相互污染。节省运行费用，灵活性大，节能效果好。
(2)与集中式空调相比不需回风管道，节约建筑空间。
(3)机组部件多为装配式、定型化、 规格化程度高，便于用户选择和安装。
(4)分散布置敷设各中管线较麻烦，维修管理不方便，无法实现全年多工况节能运行调节。
(5)适用于旅馆、公寓、医院、办公楼等高层多层的建筑物中,需要增设空调的小面积多房间建筑室温需要进行个别调节的场合。
2.2.3 冷剂式系统
冷剂式系统使用方便，目前开始出现在中、小型商用建筑和住宅中，是一种活跃的中央空调系统形式。
冷剂式空调系统的特点：
(1) 结构紧凑、体积小、占地面积小、自动化程度高。
(2) 空调机组可以直接放在室内，占地面积小。
(3) 机组分散布置，各个房间可以根据自己的需要启停各自的机组，以满足不同的需要。发生火灾时，也不会通过风道蔓延，对建筑防火有利。
(4) 空调机组能源的选择和组合受限，目前普遍采用电力驱动。空调机组的制冷性能系数较小。设备使用寿命短。
2.3 方案确定
本设计为图书馆的空调系统，系统的选定应当综合图书馆的特点考虑。因为图书馆共五层，面积较大，对空气品质也有一定的要求。全水系统全部由水负担室内空调负荷，只能消除室内的余热和余湿，不能起到改善室内空气品质的作用，对于图书馆，不宜采用。该图书馆为白天开放，夜间关闭的间歇性使用，人员分布较均匀，同时有些房间冷热负荷并不完全相同，如办公室、读者服务部等，需要进行个别的调节。总的来说，室内参数有所不同，所以应该进行分区考虑。对阅览室这样的大空间，其冷热负荷基本相同，可以采用全空气系统。而风机盘管加新风系统可以满足对各个房间进行个别的调节，但是对于图书馆这样拥有很多藏书，要避免被水浸湿的场所，该系统不能完全适用，所以本设计采用全空气系统和风机盘管加新风系统。
对于书库，因书籍纸张既易吸收水分而膨胀发霉、长虫、变形，又易放出水分而收缩，使纸张干燥脆裂。温度忽高忽低或湿度经常波动，会使纸张变形出现浮凸现象，降低强度和弹性。因此，保持室内适宜的温湿度是延长书籍寿命的重要条件之一，通常书库内温度以保持在14～24℃，相对湿度保持在45～60%为宜。空气中含有水蒸气还会影响到书籍的胶粘，湿度大时淀粉胶就会发生潮解，牢固性降低，并引起发霉，胶浆膜层在干燥时又要变脆和破裂。为了使书籍的干湿度得当，使用除湿机调节温湿度。对于计算机房，采用恒温恒湿机组，满足计算机房的温湿度要求。
3.通风设计
3.1 公共区域通风设计
图书馆中报告厅等产生余热或废气的房间要全面通风，设置排风。
公共场所的全面换气量宜按消除余热或废气来计算。当有数种要求时(如同时消除余热或废气)，按最大换气量设计;如具体计算有困难时，可按换气次数法估算。送、排风系统，必须符合建筑防火规范要求。
送、排风系统水力计算同新风系统。各房间通风换气次数表见下表
3.2 卫生间通风设计
公共卫生间和其他房间的卫生间应设机械排风装置，一般设置排气扇，卫生间的通风换气量按20-30m3/h。无窗卫生间必须设置排风口，排风由风管同一接出，由排风机排至风管竖井。卫生间应保持负压，防止气味外泄。对于公共卫生间才用轴流风机进行排风，且保持房间负压。
4 消声、保温与隔振设计
4.1消声设计
本工程采用风机盘管加新风以及全空气系统。其中运用到的设备有风机盘管、新风机组和空气处理机组。对于风机盘管的噪声基本满足设计要求，不需要设置消声器，只需在风口与风机连接处设置软连接即可。对于新风机组和空气处理机组，根据其性能参数知道其噪声较大，需要设计消声器。消声器型号见图纸。
对于管道，在弯头处设置消声弯头，降低噪声。
4.2 保温设计
保温材料的热工性能主要取决于其导热系数，导热系数越大，说明性能越差，保温效果也越，因此选择导热系数低的保温材料是首要原则。同时综合考虑保温材料的吸水率、使用温度范围、使用寿命、抗老化性、机械强度、防火性能、造价及经济性，可以在本设计中对供回水管及风管的保温材料均采用带有网格线铝箔帖面的防潮离心玻璃棉。
4.3 隔振设计
4.3.1 设备隔振
制冷机、水泵和通风机，宜固定在隔振基座上，隔振基座可以用钢筋混凝土板或型钢较高而成。中、低压离心通风机的隔振基座，宜采用型钢机构。常用的隔振材料有软木、海绵乳胶、玻璃纤维、防震橡胶、金属弹簧和空气弹簧。
4.3.2 管道隔振
管道隔振一般是通过设置软性接管和悬吊或支撑的减振器来实现。风机进出风口与管道之间用软接，目前普遍采用双层帆布或人造皮革材料制作，其合理长度L可根据风机的机号来确定水泵的进出水口处应配置橡胶软性接管。设备与管道之间配置软性接管或软接后，还要采取支撑会悬吊支架隔振装置。
