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中国国家博物馆暖通空调系统设计

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-10 16:58
tags:

-

2021年2月10日发(作者:sarah怎么读)


本专栏特约组稿专家



宋孝春



伍小亭







檮檮檮檮檮檮




文化建筑



文化是一个民族的灵魂



文化建筑可以体现一个民族深厚的历史文化底蕴

< br>。


全国雨后春笋



般兴建的文化 建筑



显示了国家经济的富强与人民精神文明的提升

< p>



文化建筑具有强烈的地域性

< br>、


民族性和文脉性



彰显着建筑 师的才华



张扬着地域文化与风



土人情



博物馆储存着文明发展每个阶段的 记忆



自豪着华夏子孙


;



图书馆积攒了文明的扇叶




奔涌着知识的海洋



承载着求知的国人远航


;



影剧院传播文明



可以享受视听的饕餮盛宴




文化建筑以其功能的多样性



空间结构的复 杂性与设计参数的特殊性



成为暖通空调设计师



可以充分施展才华的舞台



博物馆藏品对室内温湿度的特殊要求



高大空间的气流组织及其 对



CFD


模拟技术的应用要求



空间变化等的适应性


< br>低碳绿色建筑的倡导



地源热泵



蓄能空调





道风等优化的空调系统等等



都伴 随着文化建筑应运而生



是文化建筑与暖通设计碰撞后的理念< /p>



与技术升华





暖通空调



12


篇文化建筑空调设计文章



欣悉


杂志社刊出这期文化建筑专栏



希望专 栏的



能给暖通工程师以启迪



把我们的智慧融入这文明传承的大潮中




(


宋孝春


)



中国国家博物馆暖通空调系统设计



中国建筑科学研究院建筑设计院



盛晓康








摘要



介绍了国家博物馆兼顾文物保护



参观者舒适感和运行调节手段确定室内环境参



数的原则



分析了采用部分 负荷冰蓄冷



大温差低温冷水系统在负荷保证

< br>、


提高除湿能力和节



能方面的 优势



结合



CFD


模拟



采用了分层空调加地板辐射供冷的空调系统以改善高大空间



的室内环境



探讨了博物馆中文物库房和展厅恒温恒湿空调系统 的设计方法




关键词



节能



冰蓄冷



文物库房



展厅



恒温恒湿



檮檮殑









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2


41


卷第



10




暖通空调



HV



AC 2011


年第



文化建筑



1



工程概况



)



位于天安门广场东



中国国家博物馆


(



见图



1




设计保留原有老馆建筑中的北





西侧部分立



2




余< /p>
















面建筑



35


000


m



191 900


m


2


新的国家博物馆



其建筑空间形式丰



4




房分为



尽管它们对文物库房内温度要求全年



都是


(



20


±



1


)





但对环境相对湿度的要求却不





见表


< /p>


1



同时文物库房还要满足环境相对湿度



日波动值不大于



5


%




温度日较差不大于



2




的要








1


中国国家博物馆效果图



< p>


内部功能复杂



多样< /p>



包括



15 345


m


2


的地下各



类文物库房



78




总面积为



64


800


m


2




47


个各


类展厅


还包括学术报告厅



数码影院< /p>



演播室



文< /p>


物保护室



科研室



鉴赏用房和服务于观众的公共


服务空间


本文重点介绍各类复杂



特殊功 能空间


空调系统的节能设计




国家博物馆内部功能的复杂多样使得室内环


< br>境要求多样且严格



苛刻


;



空间形式的复杂多样使



得空调通风的气流组织要求各不相同



与商业公



共建筑不同



博物 馆类建筑的文化艺术空间室内设



计和装修在很大程度上限制了空调系统的末端形





风口不仅仅是空调系统的末端

< br>,


而是室内装修



设计的一部分



由于工程地处天安门广场



要求从



空中和所有立面都看不到任何建筑外百 叶和设备




这些因素和要求从不同的方面综合作用增加了空



调系统的设计难度




2



博物馆室内设计参数的合理确定



2




1



文物库房的室内环境参数



文物保存需 要恒


温恒湿的环境



但是不同材质



的文物需要不同的恒温恒湿环境



不同于精密仪



器机房的恒温恒湿

< p>


很多文物对空气湿度变化率的



要求远比对温湿度值本身更加严格



所以对文物库



房的室内温湿度还提出了



日较差



的要求



所谓



日较差


(



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)




是指温度或湿度在全天



24


h


内变化的振幅



是全天中温度


(



湿度


)



最高值与最



低值之差



例如虽然相对湿度要求是



50


%



±



5


%





看似全天相对湿度最低



45


%




最高



55


%



就可以满



足要求


但是全天湿度变化却超过了



5


%



日较差的



要求




根据 文物材质对环境温湿度的要求



将文物库





1


文物库房室内相对湿度要求




可存放的藏品材质类别



全年相对湿度




范围



/



%



一类藏品



砖瓦



石器



玉器



石刻



陶器



瓷器





40



50


库房




章< /p>



徽章



武器< /p>



钱币



铜器< /p>



类藏品



其他金属器



30



40


库房



三类藏品



书画



拓本



油画库


文献



织绣


皮革




50



60


库房



基藏库品



善本



古籍



过刊



报纸




外文书



文博资料



家具


< br>漆木牙骨




四类藏品



45



55



古挖掘品



复制品



民族文物


< br>现代



库房


< br>艺术品



杂项库



临时库房



2




2



博物馆展厅的室内环境参数



国家博物 馆展厅数量




面积大



科学


合理




确定其室内环境参数不仅是保证文物安全



兼顾参



观者舒适感的要求


同时也在很大程度上影响博物



馆的运行能耗



文物的展示不同于保存



除了以文



物材质类型为题进行的专 题展览外



一般文物展陈


< p>
并非只展出单一材质文物



同时展厅环境还要兼顾



参观者的舒适感


< br>考虑绝大多数的文物对温度本



身并不敏感



所以没有像西方国家博物馆那样将所



有展厅室内温度全年控制在


(



22


±


1


)






而是将绝



大多数的展厅室内温度根据冬夏季节不同控制在



20



26





见表



2< /p>



个别重要或环境敏感的文物则



采用带有恒温恒湿功能的展柜方式进行展出



只有



国际交流展厅全年采用同一温湿度标



这样一



种室内环境参数的确定从根本上较西方国家博物



馆展厅减少了能耗需求






2


展厅室内环境温湿度





夏季展厅环境



冬季展厅环境




温度



/





相对湿度



/



%



温度



/





相对湿度



/



%



数字化展厅



26


±


2


55


±


5


20


±


2


45


±


5


展柜空调



24


±


1


55


±


5


20


±


1


50


±


5


其他




24


±


2


55


±


5


20


±


2


50


±


5


3



博物馆恒温恒湿设计



恒温恒湿房间多采用风冷恒温恒湿专用空调


< br>机组



而国家博物馆要求恒温恒湿的房间数量多




规模大



如果采用上述机组



则设备数量多



布置分







盛晓康





196 3




12


月生



本科



高级工程师



100013


北京北三环东路



30


号中国建筑科学研究院



(



010


)



64517367


E


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收稿日期


:



2011 -


08


-


15






2011


(



10


)



< /p>


盛晓康




:< /p>



中国国家博物馆暖通空调系统设计



3


C


O


P







投资大



噪声大



效率低



运行费用高




且建筑上也不允许如此多的室外风冷机组破坏建



筑外观效果



所以设计上采用了常规空调机组





过高可靠的集中冷热源和空调自控手段达到恒温



恒湿的空调效果




3




1



文物库房恒温恒湿空调系统



为保证文 物库房室内环境的稳定



从被动设


< /p>


计优先的角度出发



将库房置于建筑平面 中部地



13




00


m


的深度





隔绝其与室外环境的直接热



湿交换< /p>



最大程度地降低空调负荷


< p>



间库房少



舒适要求不同的矛盾



在部分展厅设置了展柜空



调系统



创 造出展





间与











湿度差别



避免 为





别展











高整个展







< p>












设排风




















< br>正





这样的


















不同要求



避免了


空< /p>


调能


源的巨


大浪









品的性质及对环

















停止运行展厅空调



仅运


行展柜


空调








需要注意








空< /p>









< p>



制的



通常展柜内外的温差不超过



6





除玻



< /p>


量的新风既


是维


持同时

< br>进












员的卫生需要


也是保证库房相对走廊呈正压的



措施



以水盘










机< /p>









以干蒸汽加湿 方式代替恒温恒湿专用空调机



的电加湿



合理利


用不










配< /p>




容量



6


000


kW


提高

















当一台空








< p>








同的恒温恒湿文物库房时



在每间库房送风支管

< p>


处设置了



1




温升分挡调节的



0




75


kW






装置



以空调


机< /p>







湿



< p>







湿或除湿



以各库房房间的相对湿度调控电再热



功率



从而达到微调相对湿度



1


%





6


%








满足文物藏品对湿度的苛刻要求




3




2



展厅恒温恒湿空调系统



与文物库房不 同



展厅由于有大量的参观者




负荷扰动明显



国 家博物馆的展厅数量和种类多




面积 大



有的专题展厅只展出同一种材质的展品



例如青铜器展厅


;



有的展厅则展示不同材质的展





例如古代中国展



可能既有瓷器又有书画


;



还有



的展厅不同时间段展出不同材质 的展品



如国际交


< br>流展厅



如果所有展厅都按照最高标准

< br>、


最严格的



要求进行设计并运 行



势必会造成空调能耗的增





这就要求同一展厅空调系统应能够在不同 的



时间满足并适用多种不同室内空调环境运行





据展品的不同



时间的不同



采用不 同的运行模式



才能在满足使用要求的同时


最大限度地节能



< p>


如当展出字画时



可以 实现全天的恒温恒湿运行




夜间则可以减少新风量运行


;



展出瓷器时则可以按



照舒适性空调系统运行




3




3



展柜空调系统



为解决同一展厅内不同材质文物所要求的室


< br>内环境不同



文物对室内环境的要求与参观者的



内外温差造成的
















玻璃内外的露点温度




展 柜空调系统为所连接的展柜提供的是同样


温湿度参数的展柜环境



如果不同的展品需要不同


的展柜空调环境时

< br>,


则需要设置带独立恒温恒湿装


置的展柜




4



高大空间的分层空调系统设计



面向天安门广场的西侧入口大厅长



270


m





27 m



中间宽度达到



60


m



若 采用全空间



全空气



空调系统



暖通空调热负荷高达



1


519


k

< br>W



冷负荷


< br>


2


488


k


W



通过



CFD


对大厅进行的温度场模拟


(



见图



2


)



得知< /p>



竖向温度梯度达到



12





为了减


少空调运行能耗



设计采取了分层空调与地板盘管


辐射空调结合的方式



所有空调装置和送回风的气


流组织都在距地面



6 m


高的范围内






2


西侧入口大厅夏季室内竖向温度分布



夏季当顶部区域的空气温度高于室外通风温


< br>度时



可以利用屋顶的自动窗实现自然通风或利用


与消防合用的风机实现机械通风



从而在不增 加空


调系统冷负荷的条件下



消除顶部 余热



由于靠近


地面能够设置风口的位 置非常有限



不得不将部分














-


-


-


-


-


-


-


-



本文更新与2021-02-10 16:58,由作者提供,不代表本网站立场,转载请注明出处:https://www.bjmy2z.cn/gaokao/630328.html

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